日前，日本模具及制造設備開發(fā)商榎本工業(yè)株式會社與靜岡文化藝術大學和軟件開發(fā)商C&G Systems共同合作，打造出了日本第一臺5軸混合制造3D打印機。據(jù)了解，這款3D打印機最大的特點是能夠在現(xiàn)有工業(yè)級5軸控制技術的基礎上連續(xù)進行擠出式3D打印和銑削作業(yè)。

要知道傳統(tǒng)的擠出式3D打印機一直局限于3軸，即X、Y和Z軸，這就使得有些幾何形狀只能通過支撐結構才能夠實現(xiàn)。實際上5軸加工并不是新的技術，有些金屬3D打印系統(tǒng)也都使用過它。但是將該技術與機械加工技術，以及基于擠出工業(yè)的3D打印技術結合起來并且實現(xiàn)計算機精確控制還是歷史上第一次。

據(jù)了解，這種將增材（3D打?。┡c減材制造結合到同一設備上的做法不僅能夠制造更為復雜的幾何形狀，而且能夠降低材料成本和制造時間。當前人們在3D打印部件時往往需要支撐結構，而這些支撐結構在打印完成之后還需要人工去除。從而為3D打印技術增加了幾個額外的步驟，并且減緩了整個作業(yè)過程，還需要添加人手。而隨著該技術不斷地應用到越來越多的行業(yè)，盡可能地將后處理過程自動化就變得越來越重要。

“常規(guī)的3D打印機基本上還是平面分層打印機，但這款機器是可以同時實現(xiàn)平面分層和5軸分層。通常情況下，凹割（undercutting）是無法用于3 軸控制類型的數(shù)控機床的，但是在加上了另外兩軸——即傾斜和旋轉之后，就變成了可能。換句話說，我們的機器可以在X、Y、Z、傾斜和旋轉軸上實現(xiàn)控制，從而可以打印出非常復雜的形狀。”榎本工業(yè)發(fā)展部總監(jiān) Kawamura Takehire解釋說。

計算機控制5軸加工平臺已經存在了幾十年，該技術是大部分的自動化制造系統(tǒng)的基礎。盡管很多廠商試圖將其添加到基于FDM技術的3D打印機中去，但是到目前為止還沒有能夠獲得很大的成功。實際上，這個問題不在于5軸技術本身，而是當前的擠出技術為了打印質量往往需要穩(wěn)定的Z軸。而這次如果該公司的技術被證明是可靠的話，那么我們可能很快看到更多的工業(yè)級3D打印機制造商使用它，甚至最終可能縮減至桌面大小。

混合了增材和減材制造技術的5軸3D打印機的優(yōu)勢是顯而易見的。首先，它省去了大多數(shù)支撐結構，節(jié)約了材料成本以及將這些支撐去除時需要的人力成本。該機器甚至可以使用自身的銑削刀具自動清除任何可能的支撐材料。由于同時具備增材和減材制造功能，因此用戶也不用分別購買3D打印和數(shù)控機床可。

據(jù)了解，榎本工業(yè)目前尚未給出這款設備的市場價格。預計該公司在完成對該技術和打印樣品的評估和驗證之后即可將該設備推上市場，時間估計會在2017年左右。

下面是這臺機器的技術指標：

切削加工部分

    加工尺寸：450×150×350毫米

    主軸最高轉速：50000rpm

    送料速度：3000毫米/分鐘

3D打印部分

    成型方式：熔融沉積成型FDM

    噴頭數(shù)：1個

    最大打印尺寸：120×120×300毫米

    Z軸精度：0.3毫米

    使用材料：ABS線材