Markforged宣布推出其迄今为止最快、最复杂的复合3D打印机FX20,吸引了大量关注。
FX20具备可加热打印室,能保持高达200°C温度,打印尺寸达525毫米×400毫米×400毫米的零件,加工碳纤维增强材料ULTEM 9085,并支持Eiger和Blacksmith软件解决方案。TCT借此采访了Markforged产品管理总监Tom Muscolo(TM)。
TCT:Markforged推出FX20的动机是什么?
TM:目前我们的客户都很喜欢我们的产品,但我们仍然希望这个机器可以做到更多。对我们来说,这意味着他们想做得更大,零件更快,打印出一个新的材料世界。因此温度更高成为了打印机的要求。有了更大的尺寸,我们就能得到更大的、连续的纤维增强零件。截至目前为止,我们的打印尺寸比较有限,即使将零件连接在一起,你仍然无法获得连续的纤维增强件的强度,因为一些局部区域没有纤维增强。
对于严苛要求高温、耐化学性的FST应用,很多客户都要求高温热塑性塑料。因此,我们正在提供这种材料。当按方式扩大零件尺寸时,提高速度,否则你的打印将延长到几天或几周。从规范的角度来看,与默认设置相比,打印尺寸几乎是X7的近5倍,超过一半的用户使用默认设置打印零件,而我们的速度是默认设置的8倍。并且我们开始使用ULTEM 9085作为第一个高性能热塑性材料,加上专门的二次支撑材料,可分离支撑材料。我们已经将连续纤维增强技术扩展到ULTEM,提出了一种用于ULTEM的碳纤维,以实现正确的粘结。
TCT:这台机器是Markforged迄今为止发布的最快、最复杂的打印机,您能解释一下是什么原因让它如此复杂吗?
TM:我们的机器一直设计得非常简单。即使是这样的简单,因为我们控制了所有的硬件、软件和材料,我们确实得到了想要的性能,但要达到更大、更快、更热,这就需要更多的复杂性。例如,如果你想很好地打印高温热塑性塑料,需要将更多的热量引入打印头,将腔室温度环境提高到160°到200°,以获得良好、均匀、一致的零件性能。航空航天是我们关注的重点,零件的均匀性和一致性是该行业的重中之重。
所有这些都增加了移动质量,所以必须扩大电机的尺寸。当你这样做时,即需要加强结构。为了控制它,我们在每个轴上增加了微米级精度的线性编码器。其次是自动闭环控制,了解打印头确切位置,控制它的四周。我们一直专有的打印文件格式在FX20上进一步进化,得到了更好的控制,促使更好的精度和可重复性,在更大的平台和更快的速度下有更好的表面光洁度。这是一个巨大的进步,也无疑为这个平台增加了一些复杂性。
TCT:FX20的性能与之前Markforged机器和市场上的其他复合材料3D打印机相比如何?
TM:一个是可打印零件更大,能打印尺寸达525毫米×400毫米×400毫米。这是单喷嘴的情况下,如用多喷嘴打印,打印尺寸达500毫米×400毫米×400毫米。一个是打印速度,FX20比客户习惯的默认打印设置快8倍。同时,ULTEM 9085可增加更多新的特性。最后是表面光洁度和打印质量,它们是很难量化的,但如果你拿过我们的零件,就会发现我们已经能在这此达到这一点。
我们以竞争对手的零件为基准,并与客户进行了交谈,为了使用这些零件和应用程序,他们必须减少或根本不做后期处理,而那些没有相同表面光洁度的打印机,则需要后处理操作,如蒸汽平滑操作,或者使用Bondo和砂纸。有了这个平台,我们越来越接近要真正实现这种分布式全球生产的梦想。
TCT: Markforged是如何在不影响打印质量的情况下将打印速度提高到如此程度?
TM:有一些物理限制是无法打破的,但如果你能高度控制打印头的位置,挤出你期望的材料量,并控制环境,就能做这些事情。我们没有打破音障或其他东西,但我们有控制系统来支持它。每个轴上都有线性编码器控制机架位置,这比以前有了很大的进步。我们监测伺服位置,在控制电机上有一个反馈系统,但随着时间推移,传送带可能会伸长,轴承会有点摇晃。
因此,通过测量更接近实际的喷嘴点。如果你能控制,就能给它正确的指令。这就是真正发展这种打印文件格式的原因。有了这种新的打印文件格式,加以软件团队在切片方面的能力,已经能改善表面光洁度。我们正将这些零件与X7进行比较。FX20需要和X7一样好,甚至更好。