Markforged总部位于马萨诸塞州沃特敦，成立于2013年，以其不断增长的高性能FFF 3D打印机产品组合在3D打印界享有盛誉。该公司的产品阵容包括金属3D打印机Metal X、大尺寸碳纤维3D打印机FX20、工业级碳纤维3D打印机X7以及桌面复合3D打印机Onyx Pro和Mark Two。

Markforged的旗舰桌面复合3D打印机Mark Two采用的是连续纤维增强 (CFR) 技术，其特点是能够将连续纤维增强整合到聚合物材料中，从而产生比传统FFF更坚固、更耐冲击的部件，主要针对于制造型企业。

Markforged Mark Two

Mark Two的建造体积为320x152x154mm，尺寸并不算大，但可为大多数中型应用部件提供足够的工作空间。打印床是不加热的，材料箱是完全封闭的，这对尼龙等高温材料至关重要，因为它有助于避免由于冷空气导致的零件收缩而产生的分层和翘曲等问题，可保持最佳材料性能。

说到打印机的挤压能力，Mark Two的特点是单一的打印头配有双喷嘴组件。与IDEX配置相比，标准双挤出机在X轴上越重，精度越低，但在Y轴上越轻，精度越高。

最高加热温度可达300°C，让设备可打印Onyx、尼龙、碳纤维、玻璃纤维、Kevlar和高温高强玻璃纤维等连续纤维增强材料，同时Markforged也可打印柔性TPU材料。

Mark Two拥有4英寸的全彩触摸屏和一个控制菜单。控制中心支持多种语言选择，允许用户自动校准打印床、加载材料、启动和停止打印作业。Markforged选择了基于Linux的界面，非常流畅无卡顿，同时用户也可以使用WiFi连接。

存放材料的箱子

与其他的3D打印机制造商一样，Markforged提供了自己的切片软件Eiger。该软件操作也非常简单，界面也很简洁，左边是打印摘要，中间是虚拟工作区，右边是一些可修改的参数。

Eiger的一个显著特点是可以为制造商提供自动化工作流程和实时分析。利用人工智能不断改进，并为用户提供无线软件更新。在Eiger上可定制的参数包括材料选择、层高、填充图案、填充密度和壁厚。

当然，Eiger还允许用户通过选择纤维填充类型、纤维位置、纤维角度等来修改其构建的纤维增强层。总之，工作流程非常简单，任何人都可以学习。

Markforged的Eiger软件操作页面

那么Markforged Mark Two 3D打印机在基准测试中表现如何呢?根据尺寸精度、表面质量和结构完整性等因素，我们为每个单独的部分分配一个加权分数。最终Mark Two获得了一个整体的3D打印行业评分79/100，一个好的专业级3D打印机是60分。

总的来说，基准测试模型结果确实令人印象深刻。首先设计测试的悬垂部分，以确定系统在不使用支撑结构的情况下能够打印的角度。Mark Two可在60°的角度下打印，没有任何问题，这对于复合纤维来说是一个了不起的结果。

类似地，桥接测试旨在评估系统级3D打印到间隙中的能力。Mark Two成功打印出20mm的桥长，这是一个非常好的结果，特别是考虑到Onyx难以加工的特性。

如果复合材料3D打印机不能生产高强度零件，那它还有什么用?为了测试Mark Two连续纤维的强度，我们根据ISO 527-2标准对机器进行了一系列的拉伸测试。

我们使用Onyx材料3D打印了总共十个复合狗骨样品，每个都有自己独特的纤维增强轮廓。然后，这些样品在法国雷恩大学机械与技术系进行测试，拉力最高可达50KN:

● 无光纤:不需要连续增强纤维

● CF1ISO:五个各向同性碳纤维层

● CF2ISO:十个各向同性碳纤维层

● CF2CON:十层同心碳纤维

● FG1ISO:五层各向同性玻璃纤维

● FG2ISO:十个各向同性玻璃纤维层

● HT1ISO:五个各向同性的高温高强玻璃纤维层

● HT2ISO:十个各向同性高温高强玻璃纤维层

● KV1ISO:五个各向同性的Kevlar

● KV2ISO:十个各向同性的Kevlar

从结果来看，很明显，十层各向同性碳纤维增强材料（CF2ISO）的抗拉强度最大。当施加的力达到867.54N时，未增强样件（无纤维）断裂，而当施加的作用力达到5333.56N时，CF2ISO断裂，强度增加6.15倍。

拉伸试验对比

值得注意的是，同一试样（CF2ISO）的杨氏模量（E）增幅最大，杨氏模量是描述物体抵抗形变能力的物理量（E值较高对应在弹性载荷下变形较小的较硬材料，而E值较低则意味着材料在载荷下更具弹性和柔性）。未添加纤维样件的E值仅为0.131GPa，而十层各向同性碳纤维的E值为3.112GPa，刚度提高了23.8倍。

最大断裂力

最后，我们来看看断裂伸长率（纤维受外力作用至拉断时，拉伸后的伸长长度与拉伸前长度的比值称断裂伸长率），测量结果显示了样件在断裂之前可以拉伸的程度以其原始长度的百分比表示。未添加纤维的狗骨韧性最高，为15.6%，而用十层同心碳纤维层（CF2CON）加固的部分韧性最低，为2.8%。

然后，我们3D打印了一组圆形轨迹测试，以评估Mark Two的重复性轮廓。通过研究同心圆直径的正态分布发现，当平均精确度不小于0.1mm，标准偏差小于0.05mm时，打印机具有足够的重复性。我们的测量设备精确到±0.015mm。

圆形弹道测试样品

该系统显示了良好的重复性，X轴的平均精度为0.1004mm, Y轴的平均精度为0.2082mm，所有轴的平均精度为0.1543mm，平均标准偏差只有0.0193mm，远远超过于其他品牌3D打印机。

值得注意的是，X轴明显比Y轴更精确，因为前者由两个步进电机驱动，而后者仅由一个驱动。因此，当零件要求涉及紧密公差时，我们建议沿X轴打印。很明显，尺寸越大(圆圈越大)，Markforged的精确度就越低。

圆形轨迹测试结果

从下图你会发现测试中最好和最坏圆的钟形曲线，圈1代表X轴，圈3代表Y轴。在最好的情况下，这台3D打印机制造的20mm圆的99.6%将在19.95mm到20.01mm之间。在最坏的情况下，这台3D打印机制作的100mm圆的99.6%将在99.67mm到99.78mm之间。

圈1

我们打印了三组样件进行最终的测试，这三组样件在我们实际应用中也经常可以见到。第一组包括四个不同的样件，每个样件都使用碳纤维增强的Onyx材料制成：摩托车制动杆、拉力试验机的钳口、冲浪板鳍状插头以及齿轮。

Mark Two打印所有的碳纤维样件外观都非常美观，这四个样件的表面质量都很好，无明显缺陷，无需任何后处理，可以作为各自应用的最终使用部件。

冲浪板鳍的强度也值得注意，如果真的集成到冲浪板的话，它们必须承受高压力。我们试了又试，都无法折断它们，这也证明了连续纤维增强所带来的性能改进。

下一组部件是用Kevlar加固的Onyx样件，一个是Markforged品牌的外壳，另一个是iPhone外壳。使用Kevlar打印的零件耐冲击，通常用于制造防弹背心。

两种外壳都被打印出来了，表面质量和结构都非常成功。刚开始设计iPhone外壳时，我们都认为材料过于坚硬，无法有效地发挥其作用，但当打印出来之后，外观非常好，这真得可以证明Mark Two可打印高质量零件的能力。

最后，我们3D打印了一个注射模具使用Onyx增强的高温高强玻璃纤维。尽管高温高强玻璃纤维的强度和硬度不如碳纤维，但它可以使部件耐低温和高温。因此，它最适合制作在极端条件下使用的零件，如模具或高压灭菌器。

3D打印Onyx增强的高温高强度玻璃纤维零件

最后的打印测试我们需要一个与其他部分完全不同的加固策略。这样做的目的不是为了使模具更坚固，而是为了使它在高温下不易变形。因此，我们以同心模式而不是各向同性模式集成了高温高强玻璃纤维。毫不夸张地说，模具的结果非常完美。

成型尺寸：320x132x154mm

设备尺寸：584x330x335mm

设备重量：16kg（35lbs）

喷嘴温度：最高可达300°C

挤出系统：第二代挤出系统，无材料自动暂停打印

操作界面：4寸触摸屏

最佳层厚分辨率：100um (FFF) 

Markforged的Mark Two 3D打印机可以满足您桌面复合系统中所能要求的一切，可让您快速拥有一套高表面质量、性能出色的机械组件。同时Markforged的Eiger软件，经过精心设计，以使复合3D打印工作流程简单完成，确保用户可以从设计到生产顺利完成。

在打印性能方面，Mark Two绝对耀眼。虽然当打印大尺寸零件时精度确实下降了，但我们很少会遇到一台3D打印机，全部通过我们的每一次打印测试，但这台机器以优异的成绩通过了每一次测试。这包括我们的基准测试模型和各种各样的实际应用样件测试。整体表面质量非常出色，拉伸结果表明，连续纤维增强材料在机械性能方面确实具有优势。

——3D Printing Industry

最终，可以证明Markforged的打印机是复合材料领域的佼佼者，对于那些想要寻求可靠方法来打印连续纤维增强零件的制造商来说，Markforged的打印机绝对是一个很好的选择。如果你想要购买一个性价比高、功能又强大的复合3D打印机，Mark Two绝对是你的不二选择。