近幾年，五軸3D打印技術(shù)在增材制造產(chǎn)業(yè)悄然走紅。增加了“左膀右臂”的3D打印機(jī)，在能耗、效率、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜度、材料兼容性等多個方面實現(xiàn)優(yōu)化，還架起了增材制造與減材制造之間技術(shù)融合的橋梁。
3D打印機(jī)增加“左膀右臂”五軸設(shè)備悄然走紅
近日，印度一家3D打印初創(chuàng)企業(yè)推出了一款5D打印機(jī)，僅僅憑借名稱就吸引了業(yè)界眾多關(guān)注的目光——畢竟，當(dāng)前人們大多對4D打印的新鮮感還未褪去呢。
不過，這里所謂的5D其實并不是在4D的基礎(chǔ)上又添加了一維，而是在3D的基礎(chǔ)上增設(shè)了兩個軸，這種打印機(jī)也并非該公司發(fā)明的最新技術(shù)，此前，5軸3D打印機(jī)已經(jīng)在多個國家出現(xiàn)。印度這家企業(yè)的5D打印機(jī)只不過是在結(jié)構(gòu)方面有了進(jìn)一步優(yōu)化，價格也更具競爭力。
那么，五軸3D打印機(jī)究竟有何非凡之處，3D打印機(jī)為何需要這“左膀右臂”呢？
從五軸3D打印設(shè)備的早期設(shè)計來看，它是業(yè)者將增材制造與減材制造相結(jié)合的產(chǎn)物。自從3D打印興起以來，關(guān)于增材與減材制造孰優(yōu)孰劣、誰將取代誰的話題便成了業(yè)界的爭論焦點。顯然，這兩種技術(shù)各具優(yōu)勢，不是簡單的存一去一的關(guān)系。于是，部分業(yè)內(nèi)人士嘗試制作可將二者結(jié)合的設(shè)備，由用戶根據(jù)具體需要來決定使用哪種。
2014年，英國一家3D打印設(shè)備制造商推出一款名為5AxisMaker的五軸加工平臺。用戶只需更換其工具頭，便可獲得車削、噴涂、切割、3D掃描、3D打印等多種功能的服務(wù)。這臺機(jī)器還不是所謂的五軸3D打印機(jī)，但卻顯示了一種3D打印與減材制造相結(jié)合的趨勢。
2015年2月，德國一家制造企業(yè)將這一趨勢進(jìn)一步發(fā)展，把3D打印機(jī)與五軸數(shù)控機(jī)床相結(jié)合，在立式銑床主軸旁邊安裝了一個噴嘴，在第四、第五軸轉(zhuǎn)臺上設(shè)置了加熱器。至此，將五軸與3D打印設(shè)備相結(jié)合的設(shè)計理念再度加強(qiáng)。
到了2015年7月，一臺五軸3D打印機(jī)便在挪威奧斯陸大學(xué)誕生了。讓人頗感意外的是，它并不是工業(yè)用機(jī)，而是桌面型設(shè)備，出自該校一位碩士之手。盡管作者沒有將這臺機(jī)器推向商業(yè)化，但其原型機(jī)已經(jīng)展現(xiàn)了此后五軸3D打印機(jī)的主要特色，即通過多出的兩軸使打印頭可在更多平面上打印，減少3D打印過程中支撐結(jié)構(gòu)的使用，提高設(shè)備制造凹陷、懸垂等特殊結(jié)構(gòu)的能力。
很快，工業(yè)級五軸3D打印機(jī)的研發(fā)在日本取得突破。2043年5月，日本造出該國首臺5軸混合制造3D打印機(jī)，這款機(jī)器將五軸加工、機(jī)械加工，基于擠出工藝的3D打印技術(shù)結(jié)合起來，并用計算機(jī)進(jìn)行精確控制，可謂相當(dāng)超前。此后不久，日本工業(yè)巨頭三菱也宣布著手研發(fā)五軸3D打印技術(shù)。通過新增兩軸的運(yùn)轉(zhuǎn)，制造支撐結(jié)構(gòu)所用的材料、能源與拆除支撐結(jié)構(gòu)的人工皆可省下，與此同時，3D打印的生產(chǎn)成本則進(jìn)一步降低，效率與自動化程度得到提高。以節(jié)能、高效著稱的日本制造業(yè)將目光投向這項技術(shù)，自在情理之中。
最近，來自波蘭的3D打印設(shè)備商VERASHAPE又為我們呈現(xiàn)了五軸3D打印技術(shù)的另一種潛能——支持多種材料打印。該公司于2017年11月展出了五軸3D打印機(jī)VSHAPER，特長在于其五軸可在一次打印中將硬質(zhì)材料、高強(qiáng)度材料以及彈性材料用于制作同一物體。該設(shè)備有望于2019年上市。
增加了“左膀右臂”的3D打印機(jī)，在能耗、效率、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜度、材料兼容性等多個方面實現(xiàn)了優(yōu)化，獲得桌面級和工業(yè)級兩個市場的同時青睞，并在增材制造與減材制造之間架起了技術(shù)融合的橋梁，或?qū)⒊蔀槿蛑圃鞓I(yè)新的弄潮兒。
