Generative推出新型AI生成的开源5轴FFF桌面3D打印机

2025年2月17日，南极熊获悉，英国机器人工程初创公司Generative Machine正在利用Autodesk的Fusion 360软件开发开源 5 轴熔丝制造 (FFF) 系统。

新系统突破了传统 3 轴 FFF 3D打印机的局限性（这些打印机难以应对悬垂和复杂的几何形状），通过倾斜构建平台，在零件定位方面提供了更大的灵活性。多轴方法减少了材料浪费，提高了表面质量，并能够生产通常需要工业设备的复杂设计。

Generative Machine 联合创始人 Ric Real 博士表示，当生成设计与参数化设计方法相结合时，机器尺寸和性能特征可以动态调整，从而可以立即生成新的配置。他解释道：“想象一下，只需定义所需的构建体积，更新参数化基础配置，并自动将优化的机器‘重新生成’到这些新尺寸，不难看出‘自我设计’产品和机器的概念开始出现，我们可以在 Fusion 中完成所有操作。”

△Generative Machine 的 5 轴 FFF 3D 打印机测试版。照片来自 Autodesk。

利用生成设计和多轴运动控制

据 Autodesk 介绍，Fusion360 的生成设计功能在机器的结构开发中发挥了关键作用。这里应用到了人工智能 (AI) 和云计算，根据材料特性、制造约束和性能要求等输入参数生成多种设计方案。

通过探索一系列可能的配置，Fusion 360软件可以改进每个设计以提高效率和耐用性。通过此过程优化机器的机械结构可以提高强度重量比，同时减少不必要的材料使用。

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内建模，从而简化了迭代过程。

除了机器本身，这家总部位于英国的初创公司还使用 Autodesk Fusion 对通过未指定的 3D 打印方法单独制造的金属部件进行原型设计。使用 CNC 加工进行后处理可确保这些部件符合严格的公差并保持打印机移动轴之间的精确对齐，这是多轴系统中的一个关键因素，因为轻微的错位都会严重影响打印精度。

对于运动控制，这家工程初创公司正在利用Duet3D的运动控制生态系统，通过闭环集成实现高精度零件生产。Duet3D 的控制板与 RepRap 固件相结合，为机器配置提供了灵活性，成为少数适合 5 轴 FFF 打印机的设置之一。

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

Fusion 360 的钣金工具用于设计电子外壳，确保内部组件的外壳精确且功能齐全。还使用 Fusion Electronics 探索定制印刷电路板 (PCB)，使 Generative Machine 能够优化 5 轴平台的系统电气架构。

通过扩大这项技术的使用范围，Generative Machine 旨在让先进的 3D 打印技术更广泛地为桌面用户所用。

△使用 CNC 加工对金属 3D 打印部件进行后处理。图片来自 Autodesk。

5 轴 3D 打印机的发展

Generative Machine 的 5 轴 3D 打印机加入了市场上现有的系统阵容。去年，奥地利 AM 初创公司VENOX推出了V-REX，这是一款专为工业和研发应用而设计的 5 轴复合 3D 打印机。这款打印机自2022 年以来在奥地利 Wirtschaftsservice (aws) 通过 PreSeed DeepTech 资助的支持下开发，具有连续纤维打印头，可沿自然方向对齐碳纤维等材料，从而增强零件强度。

△V-REX 5轴复合 3D 打印机

V-REX自动换刀器支持多达六个不同的打印头，可实现多材料打印。V-REX 的打印体积为 600 x 400 x 400 毫米，挤出温度可达 500°C，可适应各种热塑性塑料和复合材料。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个构建中。

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5 轴FDM 3D 打印机，具有针对工程应用的加工功能。这款系统旨在克服传统逐层打印的局限性，具有旋转和倾斜构建平台，可实现多向细丝沉积，增强多个轴上的零件强度并减少对支撑结构的需求。

5AX 支持多达六个可互换刀头，包括多材料打印、铣削、钻孔和抛光选项，最初于 2017 年发布，是在波兰国家研发中心的支持下开发的，并于 2018 年进行了开放式创新计划，以根据行业反馈改进设计。