英国的机器人工程初创公司 Generative Machine 正在开发一款开源的五轴熔融丝材制造（FFF）系统，利用了欧特克的 Fusion 360 软件。

该系统突破了传统三轴 FFF 3D 打印机的局限性，后者在处理悬垂结构和复杂几何形状时存在困难，而新系统通过倾斜的构建平台提供了更大的部件定位灵活性。多轴方法减少了材料浪费，提高了表面质量，并使得通常需要工业设备才能生产的复杂设计成为可能。

据 Generative Machine 的联合创始人 Ric Real 博士介绍，当生成式设计与参数化设计方法相结合时，机器的尺寸和性能特征可以动态调整，从而能够即时生成新的配置。

“想象一下，只需定义所需的构建体积，更新参数化基础配置，并自动‘重新生成’适合这些新尺寸的优化机器——不难看出‘自我设计’产品和机器的概念开始浮现，而我们可以在 Fusion 中完成这一切。”他解释道。

利用生成式设计和多轴运动控制

据欧特克介绍，Fusion 360 的生成式设计功能在机器的结构开发中发挥了关键作用。该工具应用人工智能（AI）和云计算，根据输入参数（如材料属性、制造约束和性能要求）生成多种设计选项。

通过探索一系列可能的配置，软件优化每个设计以提高效率和耐用性。通过这一过程优化机器的机械结构，提高了其强度与重量比，同时减少了不必要的材料使用。

此外，Fusion 360 还促进了测试版的整体设计和开发。整个打印机都在软件中建模，简化了迭代过程。

除了机器本身，这家英国初创公司还利用欧特克 Fusion 为单独通过某种未指明的 3D 打印方法制造的金属部件进行原型设计。通过数控（CNC）加工进行后处理，确保这些部件符合严格的公差要求，并保持打印机活动轴之间的精确对齐，这在多轴系统中是一个关键因素，因为微小的错位可能会显著影响打印精度。

在运动控制方面，工程初创公司采用了 Duet3D 的运动控制生态系统，实现了高精度部件生产的闭环集成。Duet3D 的控制板与 RepRap 固件相结合，提供了机器配置的灵活性，使其成为少数适用于五轴 FFF 打印机的设置之一。

将单板计算机与控制板集成，可以开发额外的插件，进一步扩展平台的功能，Generative Machine 的联合创始人 Andrew Everitt 强调了这一点。

Fusion 360 的钣金工具被用于设计电子外壳，确保内部组件的精确和功能性封装。通过 Fusion Electronics 探索定制印刷电路板（PCB），Generative Machine 优化了系统的电气架构，以适应五轴平台。

通过扩大对这项技术的访问，Generative Machine 希望将先进的 3D 打印技术更广泛地推广到桌面用户。

五轴 3D 打印机的发展

Generative Machine 的五轴 3D 打印机加入了市场现有的产品阵容。去年，奥地利增材制造初创公司 VENOX 推出了 V-REX，这是一款专为工业和研发应用设计的五轴复合材料 3D 打印机。自 2022 年开始开发以来，该打印机得到了奥地利经济促进服务（aws）通过 PreSeed DeepTech 授予的资金支持。打印机配备连续纤维打印头，用于沿其自然方向排列材料（如碳纤维），增强部件强度。

其自动工具更换器支持多达六种不同的打印头，实现多材料打印。打印体积为 600×400×400 毫米，挤出温度可达 500°C，V-REX 适用于广泛的热塑性和复合材料。VENOX 专注于高强度、多材料 3D 打印，将传感器、导体和混合制造技术集成到单一构建中。

2020 年，波兰 3D 打印机制造商 VERASHAPE 的 VSHAPER 部门推出了 VSHAPER 5AX，这是一款具有加工能力的五轴 FDM 3D 打印机，旨在用于工程应用。该系统旨在克服传统逐层打印的局限性，其旋转和倾斜的构建平台能够实现多方向的丝材沉积，增强部件在多个轴向上的强度，并减少支撑结构的需求。

5AX 支持多达六种可互换的工具头，包括用于多材料打印、铣削、钻孔和抛光的选项。该系统最初于 2017 年公布，开发过程中得到了波兰国家研究与发展中心的支持，并于 2018 年开展了一个开放创新项目，根据行业反馈完善其设计。