FGF 颗粒挤出机厂商与方案对标

结论：国际 FGF 阵营里 8/9 家是纯螺杆计量（靠转速控流量）；公开确认使用熔体齿轮泵的只有 Thermwood LSAM 一家（专利），Arburg 用「止逆阀 + 压电快门」、AIM3D 用「极小喷嘴背压」绕开了齿轮泵。 没有任何一家公开容积精度指标（% 或 mm³/rev）——这是全行业最明显的公开空白。 商用双螺杆 FGF 喷头：公开渠道找不到任何产品与参数，双螺杆方案没有现成国际对标物，所有指标需自建基准。

一、出料量分档：从 0.8 到 227 kg/h

先建立量级感，再谈技术路线。把公开出料量（厂商口径，统一换算到 kg/h）排成四档：

档位	出料量	代表机型
入门 / 桌面	0.8 – 4.5 kg/h	PioCreat G5Ultra 0.8；Massive Dimension MDPH2 0.9；Dyze Pulsar 2.5；PioCreat G12 3；MD MDPE10 4.5
中量	2 – 30 kg/h	Caracol HA 2 / HV 12 / HF 30；CEAD E25 12；3D Systems EXT Titan 13.6；SEAM 10；MD MDPE50 28；KM printCore 30
高量	28 – 84 kg/h	CEAD E40 60；KM printCore 下限 30 到上限 70；Caracol xHF 75；CEAD E50 84
极限	91 – 227 kg/h	Thermwood LSAM 40 / 60 / 70 mm 熔芯（>200 → 480–570 → >500 lb/h）

这张表最有用的读法是看"每档对应什么螺杆直径"：0.8–4.5 kg/h 落在 φ8–16 mm；12–30 kg/h 落在 φ16–25 mm；60 kg/h 以上是 φ31.75 mm（MD MDPE50）到 φ40–70 mm（Thermwood）。出料量基本是被螺杆直径锁死的，不是被电机或喷嘴锁死的 —— 这决定了自研时的第一个决策点。

二、计量方式：唯一的硬差异化点

同样叫"颗粒挤出机"，流量控制机制差出四代。这是本次对标里最值得单独拿出来看的一张表：

计量机制	采用者	公开的容积精度指标
纯螺杆（转速 ↔ 流量）	Pollen AM、CEAD、Massive Dimension、Dyze、Caracol、KraussMaffei、AIM3D、Cincinnati BAAM、JuggerBot	全部未找到
螺杆 + 熔体齿轮泵	仅 Thermwood（专利，官方原文 "coupled to a corresponding melt pump"）	未找到
螺杆 + 止逆阀 + 压电快门（60–200 Hz 逐滴）	Arburg Freeformer	未找到
螺杆 + 极小喷嘴背压（0.3–0.6 mm 喷嘴）	AIM3D CEM	未找到
双螺杆商用 FGF 喷头	未找到任何公开产品	—

三点必须说透：

齿轮泵是极少数派，而且被夸大了。 学界综述（Polymer 330 (2025) 128459）全文讨论 FGF 挤出机时根本没出现 gear pump / melt pump。流传很广的"齿轮泵 99.5% 泵送效率"来自泵供应商的通用挤出资料，不是 FGF 实测，不能当 FGF 计量精度引用。
纯螺杆的弱点是结构性的：流量直接绑定转速，任何背压波动、黏度波动、颗粒喂料不均都直接变成流量波动 —— 这就是 FGF 固有的 flow surging。第三方与综述都点出这一条，且没有任何厂商公开过脉动幅度。
替代路线各有代价：Arburg 的压电快门能到 60–200 Hz 逐滴，但吞吐量比 FGF 低几个数量级（对标时只取其计量机制，不取吞吐量）；AIM3D 靠 0.3–0.6 mm 细喷嘴建立背压稳定熔流，代价是流量只能做小件。

三、国际整机对标表

价格只列厂商公开标价，「未公开」是结论而非省略。

厂商 / 机型	出料量	计量方式	螺杆参数	温区 / 温度	喷嘴	材料口径（公开）	工程成熟度
Thermwood LSAM 40	≈91 kg/h（>200 lb/h）	螺杆 + 熔体齿轮泵（专利）	φ40 mm	450 ℃	珠 5.08 × 21 mm	未找到	商用系统，闭环最完整
Thermwood LSAM 60 / 70	≈218–259 / 227 kg/h	齿轮泵	φ60 / 70 mm	450 ℃	同上	未找到	商用系统
CEAD E50	84 kg/h	纯螺杆 + Siemens 伺服	未找到	未找到	4–24 mm	未找到	商用系统
CEAD E40	60 kg/h	纯螺杆 + Siemens 伺服	未找到	未找到	4–24 mm	未找到	商用系统
KraussMaffei powerPrint	30–70 kg/h（printCore 35-25）	纯螺杆 + melt flow control	未找到	台温 140 ℃ / 16 分区	2–20 mm	未找到	商用系统（官方 TD 未取到全文，仅索引摘录）
Caracol xHF	75 kg/h	纯螺杆 + MFM，双腔双料	未找到	8 区（官方）/ 4 区（第三方）口径矛盾	5–24 mm	未找到	商用，MFM + 自动换工具 + 自动清料
Cincinnati BAAM	100 lb/h ≈ 45.4 kg/h	纯螺杆	未找到	未找到	珠径 2.5–9 mm	未找到	商用系统，>$250k（第三方）
Caracol HF	30 kg/h	纯螺杆 + MFM	未找到	3 区 / 450 ℃	5–18 mm	未找到	商用
Massive Dimension MDPE50	28 kg/h（61 lb/h）	纯螺杆	φ31.75 mm，L/D 24:1；挤出电机 4.34 kW	3 区 / 425 ℃ / 6 kW	6–15 mm	未找到	在售，$82,299
3D Systems EXT Titan Pellet	13.6 kg/h	螺杆（长熔融区 + 多加热元件）	未找到	未找到	0.4–9 mm	未找到	商用（数据来自中文展会稿转述，二手）
CEAD E25	12 kg/h	纯螺杆 + Siemens 伺服	φ25 mm，全渗氮	4 区	2–18 mm	未找到	商用系统
Caracol HV	12 kg/h	纯螺杆 + MFM	未找到	3 区 / 450 ℃	2–8 mm	未找到	商用
Fraunhofer SEAM	10 kg/h	螺杆主动塑化	未找到	400 ℃，熔体压力 350 bar	可调珠宽 1–8 mm	未找到	工业级（商用系统 + 机器人集成）
Massive Dimension MDPE10	4.5 kg/h（10 lb/h）	纯螺杆	L/D 24:1，5 种可换螺杆	4 区 / 450 ℃ / 1000 W	标配 2 × 1.5 mm 预钻孔	未找到	在售，$14,995
PioCreat G12	3 kg/h	未找到	未找到	450 ℃	未找到	未找到	在售，120 点激光调平
Dyze Pulsar	500 mm³/s = 2.5 kg/h	纯螺杆	螺杆长 348 mm，1100 W	3 区	1.0–5.0 mm	未找到	在售，起 CA$11,395
Caracol HA	2 kg/h（标准化实测）	纯螺杆，无 MFM	未找到	3 区 / 350 ℃	1–5 mm	未找到	商用（入门档，MFM 被裁掉）
Massive Dimension MDPH2	0.9 kg/h（2 lb/h）	纯螺杆	L/D 9:1，压缩比 1.3:1	450 ℃ / 仅 300 W	0.4–1.2 mm	未找到	在售，$7,299
PioCreat G5Ultra	0.8 kg/h	未找到	未找到	400 ℃	0.4–3.0 mm	未找到	在售，64 点激光调平
Arburg Freeformer 200-3X	2–14 cm³/h	短三区螺杆 + 止逆阀 + 压电快门 60–200 Hz	三区螺杆	单值 350 ℃	0.15 / 0.25 mm	ABS（唯一公开材料口径）	量产（APF 工艺，非 FGF 吞吐量级）
Pollen AM pam o2	未找到	纯螺杆（Auger，22 rpm）	L/D 定性无数值	350 ℃ / 腔体 150 ℃	0.25–2.0 mm	未找到	在售，Pam Pro €25,000
AIM3D ExAM 255 / 510	未找到	螺杆 + 极小喷嘴背压	未找到（挤出机/热端/螺杆约 10000 机时后需更换）	425 ℃ / 热板 275 ℃	0.3–0.6 mm	未找到	商用，重复精度 XY 3 µm / Z 10 µm
JuggerBot P3-44	未找到	未找到	未找到	未找到	未找到	可打印 PVC	48 ft³ 构建体积，挤出机规格未公开
Weber Additive	未找到	未找到	未找到	未找到	未找到	未找到	官网抓取全失败（HTTP 422 / 超时）⇒ 全部参数未找到

四、国产方案：公开信息停在三个数

国产 FGF 机型的公开信息高度同质化：成型尺寸 + 最高出料量 + 最高温度 + 调平点数，然后就没有了。

厂商 / 机型	出料量	挤出方式	温度	喷嘴	公开口径的问题
PioCreat G5Ultra	0.8 kg/h	未找到	400 ℃	0.4–3.0 mm	64 点激光调平是主要卖点，挤出系统参数为零
PioCreat G12	3 kg/h	未找到	450 ℃	未找到	120 点激光调平；喷嘴范围都没给
Dowell DP-A1616-16	官网单位错误，不可用	3 段螺杆挤出	420 ℃	1.2–3.0 mm	出料量数字单位自相矛盾，无法换算
一疆三维 G1	未找到	螺杆挤出系统	专利恒温腔	未找到	只有"螺杆挤出系统"定性描述
金石三维 Kings 3D	未找到	未找到	未找到	未找到	挤出侧参数全部未找到

共同缺口：螺杆几何（L/D、压缩比、螺槽深）、计量方式、闭环类型、容积/重复精度，一项都没有公开。对比之下 AIM3D 公开到「XY 3 µm / Z 10 µm 重复精度 + 10000 机时螺杆寿命」，Caracol 公开到「MFM 有无 + 标准化实测产出」，Thermwood 公开到「温度+压力闭环 + 实时热成像」。

这不是技术差距的直接证据，是公开维度的差距 —— 但对外销售时它就是竞争壁垒：客户无法验证你的机器比别人的稳，只能比参数表和价格。

五、螺杆几何的公开度：学术基准给的常识

厂商公开得极少，学界综述（Curmi & Rochman，Polymer 330 (2025) 128459，开放获取）给了可用的基准：

结论	内容
直径分布	文献中绝大多数 FGF 挤出机为 8 / 16 / 20 mm 三档
8 mm 是自然下限	受颗粒尺寸限制，更小则根径过细、扭转风险高
16 mm 的几何窗口	可做到螺槽深 6 mm + 根径 4 mm
20 mm 的价值	可加粗根径 → 承受更高扭矩 → 可持续更高产量
>20 mm 很罕见	提供该级别挤出机的文献里只有 Cincinnati 与 Massive Dimension 两家
工业通用性	16 / 20 mm 是常规挤出/注塑标准直径，易采购、理论成熟
长度分档	小 ≤100 mm（可桌面化）/ 中 100–200 mm / 大 >200 mm
自研比例	定制/自研挤出机占样本约 55%，且无一公布重量
压缩比	升高 → 挤出速率下降
混炼段	部分情形下缺混炼段会明显变差 ⇒「该有则有」的可选项，非标配

厂商侧能查到的几何只有三个数：MDPH2 的 L/D 9:1 + 压缩比 1.3:1、MDPE10/50 的 L/D 24:1、CEAD E25 的 φ25 mm（全渗氮）。螺槽深、根径、屏障段、混炼段 —— 无任何厂商公开。

L/D 9:1 与 24:1 是同一家的两个极端产品，这个对比很说明问题：9:1 是"能挤出颗粒"的最低配置（配 300 W 加热、喷嘴上限 1.2 mm），24:1 才是"能稳定塑化"的配置（配 1000 W–6 kW、喷嘴到 15 mm）。L/D 是比螺杆直径更直接的塑化能力指标，选型时不要只看 φ。

六、精度与闭环：公开到什么程度

厂商	公开的闭环/精度内容
Thermwood LSAM	温度与压力双闭环；实时热成像显示并据此维持层间融合温度；打印珠尺寸动态控制；打印头输出与机床速度自动协调 —— 全场公开得最完整
Caracol	Melt Flow Modulation（MFM）：HV / HF / xHF 标配，HA 不配；但未公开传感器类型与精度
AIM3D	重复精度 X-Y 3 µm / Z 10 µm；挤出机/热端/螺杆约 10000 机时后需更换
Arburg	轴定位 ±0.022 mm；按 VDI 3405 Sheet 7 绝对零件精度 ±0.1 mm
CEAD / KraussMaffei	只公开到「Siemens PLC / 伺服」「直线轴伺服 300 mm/s」，控制算法未公开
Massive Dimension / Dyze / Pollen / Cincinnati / JuggerBot	未找到任何闭环说明

一个可复用的第三方验证方法（re:3D 公开的称重法，值得照抄成自己的验收流程）：

喷嘴下方 150 mm 放称重秤（DAQ，3.5 Hz 采样）
稳定 10 分钟后测约 13 分钟，螺杆 6.7 RPM

实测结果：称重曲线线性回归 R² > 0.99（400–500 s 稳态区间 R² = 0.967），未观察到显著流量脉动；传感器 5 kg 量程、标称误差 0.05%（2.5 g）、实测重复性 ±0.07 g、平均偏置 −1.5 g、漂移 −0.06 g/min。

这套方法的价值在于：它只需要一台秤和一分钟的统计，就能把"流量稳不稳"从宣传语变成数字。厂商普遍不公开脉动幅度，那就自己测 —— 这也是自研方案最值得抢先建立并公开的指标。

另外注意：「视觉/在线测径」在全部对标对象里都找不到公开证据。文献侧确实有光学测线宽 + MPC 的路线（2026），并且明确论证过"直接测体积流量太贵/不可行，故走模型 + 视觉"，但商用 FGF 机上还没有可核实的案例。

七、工程成熟度分层

按"能不能现在下单"排序，比按参数排序有用：

层级	判定依据	机型
A. 在售，有公开标价	官网可直接下单 + 明码	MD MDPH2 $7,299 / MDPE10 $14,995 / MDPE50 $82,299；Dyze Pulsar 起 CA$11,395；Pollen Pam Pro €25,000
B. 商用系统，价格需询价	有产品页/技术数据表，无价格	CEAD E25/E40/E50；Caracol HA/HV/HF/xHF；Thermwood LSAM；KraussMaffei powerPrint；Cincinnati BAAM（>$250k 为第三方口径）；3D Systems EXT Titan；AIM3D；Fraunhofer SEAM
C. 参数不全，不宜直接对标	有关键参数缺失或口径矛盾	JuggerBot P3-44（仅构建体积 + PVC）；Caracol xHF（温区官方/第三方矛盾）；3D Systems（二手转述）；KraussMaffei（仅索引摘录）
D. 公开渠道不可核实	抓取失败或未公开挤出侧参数	Weber Additive（HTTP 422/超时）；国产四家（螺杆几何、计量、闭环、价格全缺）

工艺侧还有一个值得盯的新方向：AIM3D Voxelfill（Formnext 2025-11 发布）—— 用跨层体素填充替代薄层堆叠，PETG + 30% 玻纤试样各向异性从 56.7% 降到 13.5%，拉伸强度达注塑件的 80%（目标 100%）。但要标注清楚：目前找不到同行评审论文，只有厂商数据与媒体报道。

八、给选型与自研的六条结论

先定计量方式，再定螺杆。 纯螺杆的成本最低但 flow surging 无解；齿轮泵精度最好但只有一家在用（且是专利）；压电快门/细喷嘴背压是两条已被验证的替代路线。这个决策比选 φ16 还是 φ20 重要一个数量级。
出料量按档位对标，不要跨档比价格。 0.8–4.5 kg/h（$7k–15k 级）、12–30 kg/h、60–84 kg/h、91–227 kg/h 是四个完全不同的工程问题，供应链和维护成本也不同。
L/D 与压缩比是塑化能力的真指标。 同一家 9:1（300 W、喷嘴 ≤1.2 mm）与 24:1（6 kW、喷嘴到 15 mm）说明：压缩比升高会降挤出速率，长螺杆才是产量来源。
1.5 mm 喷嘴落在"小-中过渡带"。 MD MDPE10 标配就是 2 个 1.5 mm 预钻孔喷嘴（整机含），是最直接的可比对象；而 MDPH2 级整机（MDAC3-2）喷嘴上限仅 1.2 mm —— 说明 1.5 mm 已超出 0.9 kg/h 级挤出机的推荐上限，必须靠 4.5 kg/h 级螺杆支撑。大流量阵营喷嘴普遍 ≥2 mm（CEAD E25 2–18、Caracol HV 2–8、KM 2–20）。
脉动与容积精度必须自建基准。 全行业无人公开容积精度；第三方能查到的只有 re:3D 那套称重法。自研方案若能把「脉动幅度 / mm³/rev 偏差 / 长时间漂移」三项公开，就是现成的差异化叙事。
双螺杆没有对标物 —— 这既是机会也是风险。 理论上双螺杆输送稳定性优于单螺杆，但公开渠道找不到任何商用双螺杆 FGF 喷头产品与参数（AIM3D 的"双挤出机"是两个独立单螺杆，不是双螺杆）。没有对标物意味着没有可借用的失效模式库，所有指标要自己从零建立。