5 осевой станок 3d принтер

Трехосевая 3D-печать великолепна, но представьте, какие возможности открываются при работе с 5-осевым 3D-принтером.

Трехосевая 3D-печать великолепна, но представьте, какие возможности открываются при работе с 5-осевым 3D-принтером.

Наиболее популярными 3d принтерами являются декартовые и дельта-системы. Эти принтеры различаются конструктивом, но общей особенностью является то, что печатающая головка движется линейно в плоскостях X, Y и Z. 

Добавляя дополнительные оси перемещения, можно создавать сложные геометрические формы без ущерба для качества поверхности или добавления дополнительных поддержек. Традиционные отрасли производства уже давно выполняют аналогичную работу с 5-осевыми системами для фрезерных станков с ЧПУ.

Как же реализовать дополнительные оси, поскольку система координат имеет только плоскости X, Y и Z. Конечно, через вращение. Три оси вращения обозначены A, B и C, и они соответственно вращаются вокруг осей X, Y и Z. На приведенной ниже схеме показаны все три линейные оси плюс три оси вращения.

Самые распространенные 5-осевые станки, обычно используют оси A и B в дополнение к линейным осям. 6-осевые станки возможно собрать, но они не очень распространены, потому что на самом деле очень мало преимуществ, при использовании шестой оси.

Пять осей в 3D-печати

В частности, для 3D-печати наличие двух дополнительных осей позволяет полностью исключить не только поддержки, но и динамические неплоские поверхности. Это открывает новые возможности для более высокого качества обработки поверхности, большей гибкости конструкции и прочности детали. При печати в разных осях, деталь может получиться намного прочнее, чем при простой укладке слоев в направлении Z.

На первый взгляд это решение многих текущие проблем 3D-печати, но 5-осевая 3D-печать не лишена своих собственных проблем. Прежде всего, конструкция машины намного сложнее, стандартных 3D-принтеров. Кроме того, процесс нарезки 3d модели перед печатью, становится проблематичным, так как большинство слайсеров предполагают, что слои строятся в одном направлении. Это означает, работу в более сложном программном обеспечении, особенно в случае 3D-печати неплоских поверхностей.

5AxisMaker

5AxisMaker система предполагает использование нескольких головок инструмента, в том числе для 3D - печати. Проект был впервые запущен на Kickstarter в 2014 году и обещал широкий спектр функций, включая фрезерный станок с ЧПУ, кусачки, водоструйный и даже сенсорный зонд.

На момент написания, британская компания предлагает четыре разные модели, которые различаются в основном по размеру области построения. Все модели оснащены фрезерным шпинделем с ЧПУ со скоростью вращения 15 000 об / мин и экструдерной головкой для 3D-печати с насадкой 0,6 мм. 5AxisMaker не имеет подогреваемой платформы.

Самая дешевая модель, 5xm400, стоимостью около 6 530 долларов, на данный момент является самой доступной 5-осевой машиной на рынке. Каждая модель доступна с доставкой по всему миру через интернет-магазин.

• Габаритные размеры (5xm400):  790 x 580 x 800 мм
• Габариты области построения (5xm400):  400 х 400 х 400 мм
• Разрешение:  36 микрон (оси X, Y, Z)
• Стандартный размер сопла: 0,6 мм

Ethereal Halo

Ethereal Machines — производитель 3D-принтеров, расположенный в Индии. Недавно компания привлекла большое внимание благодаря своему флагманскому продукту, 5 - осевому гибридному 3D-принтеру с ЧПУ Ethere al Halo . Фактически они были удостоены награды CES «Best of Innovation» в 2018 году.

Halo — это действительно гибридный станок, позволяющий одновременно выполнять 3D-печать и фрезерование с ЧПУ. Платформа для печати и головка инструмента перемещаются по стандартным осям X, Y и Z, а дополнительное вращение в станине обеспечивает две дополнительные оси. Он может производить детали из ABS, PLA, PVA, PC, NYLON, PETG и других.

Компания заявляет, что Halo — это «первый в мире ориентированный на потребителя 5-осевой станок с ЧПУ и 3D-принтер», и в настоящее время его цена составляет около 25 000 долларов.

• Габаритные размеры:  1300 х 1300 х 1290 мм
• Объем сборки:  Ø150 х 150 мм (5 осей)
• Механическое разрешение:  60 мкм
• Стандартные размеры сопел: 0,4, 0,8, 1,0 мм

Q5D Technology CU500

Еще одна британская компания Q5D Technology представила свой 5-осевой 3D-принтер в сентябре 2019 года на выставке TCT в Бирмингеме. Q5D является совместным предприятием электронной компании M-Solv и производителя настольных 3D-принтеров CEL-UK.

3D-принтер CU500 — это первый продукт Q5D, который, как говорят, был тайно разработан всего за 18 месяцев. Это многоинструментальный станок с опциями для фрезерных головок с ЧПУ и даже устройством подачи нити.

Уникальная особенность этого принтера — возможность использовать инструментальную головку устройства для подачи нити во время печати.

Каждый экземпляр CU500 будет изготовлен на заказ для удовлетворения требований каждого клиента. Из-за этого у CU500 нет фиксированной цены, но в итоге он будет стоить не менее 245 000 долларов.

Verashape Vshaper 5AX

Польский производитель 3D-принтеров  Verashape также использует 5-осевые системы. Прототип впервые был замечен на Formnext 2017 и был разработан совместно с Польским национальным центром исследований и разработок. В то время эта машина была известна как Vshaper 500 и не была запущена в производство. Запатентованный станок Vshaper 5AX планируется запустить в мае в Варшаве.

Vshaper 5AX также объединяет различные инструментальные головки в своей 5-осевой системе. Помимо экструдера для 3D-печати и фрезерной головки с ЧПУ для изготовления деталей, имеется также сенсорный датчик для проверки качества деталей.

Vshaper 5AX с объемом печати 300 мм в диаметре и высотой 300 мм, вероятно, будет стоить около 560 000 долларов.

University of Oslo's Pentarod

В 2015 году студент магистратуры в университете Осло решил разработать 5-осевой 3D-принтер для своей диссертации. Ойвинд Каллевик Грутле придумала первую версию всего через 3 недели работы, но ее еще не было…

Вторая версия, называемая Pentarod, представляет собой модифицированный  RepRap Ormerod, который использует систему Fanuc для управления движением. Результаты неординарные.

Проект является подтверждением концепции: Grutle хотел убедиться, что возможно производить гладкие поверхности, печатая на плоскостях, отличных от типичной плоскости XY и избегать необходимости в опорных конструкциях. Обе гипотезы были подтверждены с помощью Pentarod, как показано на видео ниже.

Поскольку проект был основан на дизайне RepRap, Grutle планировал создание 5-осевого принтера с открытым исходным кодом , выпустив все файлы и инструкции по сборке. Хотя этого еще не произошло, можно скачать его магистерскую диссертацию для получения дополнительной информации о процессе разработки.

Oliver Tolar and Denis Herrmann's 6-Axis Delta

В 2017 году два студента из Университета прикладных наук Цюриха, Оливер Толар и Денис Херрманн, разработали впечатляющий прототип для 6-осевого 3D-принтера. Основная идея их проекта заключалась в том, чтобы полностью исключить необходимость поддерживающих структур.

В отличие от других машин в этом списке, учащиеся модифицировали дельта-3D-принтер, чтобы его сборочная платформа вращалась вокруг дополнительных трех осей. Движение печатной платы не зависит от печатающей головки, что позволяет ей наклонять ровно нужное количество, чтобы исключить любые нависающие элементы.

Оливер и Денис также написали программное обеспечение, которое координирует движения рабочей пластины и печатающей головкой.