據(jù)報(bào)道，三菱電機(jī)研究實(shí)驗(yàn)室（MERL）正在使用5軸增材制造技術(shù)——也就是一些人所謂的5D打印——來(lái)制造強(qiáng)度要比常規(guī)3D打印強(qiáng)3至5倍的部件。

從戰(zhàn)斗機(jī)到液晶電視，日本跨國(guó)企業(yè)三菱幾乎涉足了電子和電氣設(shè)備的幾乎每個(gè)領(lǐng)域。該公司在世界各地運(yùn)營(yíng)，但是有一些最重要的研究活動(dòng)實(shí)際上是在美國(guó)發(fā)生的。比如MERL就是該公司設(shè)在美國(guó)的一個(gè)重要的研究機(jī)構(gòu)。

作為一家業(yè)務(wù)多元化的公司，三菱當(dāng)然也涉足了3D打印技術(shù)：兩年前，該公司重工業(yè)部門(mén)宣布，它將考慮用增材制造技術(shù)打造火箭部件。不過(guò)現(xiàn)在，MERL的正在致力于完善一種特別的3D打印方法，如果成功，將能夠幫助該公司制造出適合關(guān)鍵應(yīng)用的更強(qiáng)部件。

這種特別的方法就是所謂的五軸增材制造，它在3D打印頭運(yùn)動(dòng)的X/Y/Z 3個(gè)軸之外又增加了兩個(gè)軸來(lái)控制打印床的運(yùn)動(dòng)，也就是打印床可以來(lái)回傾斜，從而把總軸數(shù)增加到了5個(gè)。另外，這些5軸3D打印機(jī)運(yùn)行方式也與我們常見(jiàn)的3D打印機(jī)不同，不再整齊地將一層層材料平整地堆疊起來(lái)。。

MERL高級(jí)首席研究科學(xué)家William Yerazunis最近做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)展示5軸增材制造的好處在哪里。這位三菱的專(zhuān)家首先使用標(biāo)準(zhǔn)的3D打印機(jī)（只有三個(gè)軸）打印出了一個(gè)小型塑料壓力蓋。由于其均勻的分層結(jié)構(gòu)，這個(gè)3D打印的蓋子明顯弱于注塑制品。這個(gè)蓋子的所有層都是平的，壓力很容易沿著薄弱的層間結(jié)合處將蓋子扯開(kāi)。”Yerazunis 解釋說(shuō)。

然而，Yerazunis仍然使用同樣的3D打印機(jī)和材料就有效地提高了3D打印部件的強(qiáng)度。其中的秘密在于采用五軸增材制造的改變了每層的沉積方法。為了證明這一點(diǎn)，Yerazunis和他的研究團(tuán)隊(duì)接著使用他們的“5D打印”方法使用相同的CAD模型，制造了相同的壓力蓋，卻獲得了更強(qiáng)的結(jié)構(gòu)?！?/span>如果我們考慮到來(lái)自?xún)?nèi)部的力量，并將沉積的每層材料從平面改成沿著壓力蓋最大應(yīng)力線的曲面，我們就可以將它強(qiáng)度提高到3到5倍，而且使用的材料也減少了25%。”Yerazunis說(shuō)。

不出所料，5D打印的壓力蓋要比3D打印同樣形狀的壓力蓋要好的多：3D打印壓力蓋能夠抵抗大約0.1MPa的壓力，而5軸增材制造的壓力蓋則能夠承受3.7MPa的壓力。這就大幅增加了強(qiáng)度，同時(shí)減少了材料的使用。

“不過(guò)5D打印確實(shí)需要進(jìn)行大量的分析，而且它需要知道打印部件的用途。”Yerazunis說(shuō)。“但當(dāng)你可以用它將一個(gè)部件的強(qiáng)度增加五倍的話，為此做出一些改變還是值得的。”