增材制造：新的驱动力
运动控制技术、机器人技术和功率转换的采用是当今增材制造快速增长的关键驱动力。这种利用数字设计数据通过自下而上逐层融合材料（3D 打印）来创建实体三维对象的非传统过程也为航空航天、汽车、时尚等不同行业的变革性成果公司做出了贡献、生命科学和消费品正在实现今天。
日益复杂
从该行业早期的 3D 打印原型到其作为工业产品全面生产商的新兴角色，增材制造 (AM) 的范围正在迅速变化。曾经仅限于塑料，今天的技术现在可以处理陶瓷、复合材料、金属、聚合物和混合材料等物质。总体而言，有一百多种材料可用于增材应用，为生产更精密、更耐用的物体（如机床夹具和完整生产模具）铺平了道路。
然而，尽管取得了创新突破和大量增长，但仍需要做更多的工作才能达到使增材设备对希望大批量制造成品部件的最终用户可行的速度水平。但是，提高速度所需的根本提升不能以牺牲成品质量为代价。这给行业提出了一个大问题：增材制造在保持质量的同时，速度的本质飞跃从何而来？
虽然最终答案可能来自多个来源，但寻找理想解决方案的最佳地点是运动控制可以提供的改进。
当今增材制造中的运动控制
当人们通常想到增材技术中的运动控制时，他们会想象挤出机在印刷床上移动的速度有多快。虽然这当然是工业方程式的重要组成部分，但还有更多需要考虑的因素。例如，成功地通过同一台挤出机移动具有各种物理特性的多种材料只是运动控制的另一种形式，而且对于长期工业生产力来说是非常关键的一种形式。
随着增材制造应用的增长，对工具集和工业标准的需求也在增长，以克服主流生产的加工问题。例如，在保持零件质量的同时提高机器速度的需求推动了工业级打印机的开发和改进。
在增材制造问世之初，小型桌面框架由爱好者级控件控制，驱动廉价的步进电机。这种方法缺乏动力和可靠性 - 主流组件生产非常需要这两样东西。
如今，增材制造利用高性能机器控制器、先进的伺服系统和机器人技术来提高产品质量和提高零件产量。更具体地说，与所有轴（包括挤出机）上的步进电机相比，使用具有高分辨率反馈的伺服控制的 3D 打印机允许在所有轴上进行高速位置、速度和扭矩控制，从而提供更快的一致流量和堵塞检测。
压倒性的好处
从涡轮机部件到运动鞋，从牙冠到新家，公司正在转向用于增材制造的工业级运动控制系统以获得许多好处：
- 灵活多样的零件制造能力
- 提高生产正常运行时间
- 提高生产效率（即减少总体原材料使用量）
- 降低制造成本
此外，将运动控制技术与工业机器人自动化相结合的制造商可以体验到创建能够生产满足复杂需求的独特产品的工厂所需的灵活性。
创新技术
增材制造过程中多个运动部件和外围设备的协调是有效生产的关键。这就是 Yaskawa America Inc. Drives &Motion Division 的专家和工程师设计创新机器控制和伺服系统技术的原因之一：
- MP3300iec 运动控制器和 Sigma-7 系列伺服电机释放出驱动主流增材生产所需的高速性能和精度，同时执行 G 代码程序和平滑的运动学运动曲线。
- 工作效率固然重要，但灵活性也必须同等重要。这种需求是 Singular Control 的起源，安川的 MP3300iec 控制器内置了这种功能，可以使用相同的编程从同一设备管理从六轴机器人到机器人龙门架和单伺服轴的任何东西。 Singular Control 允许用户在增材制造空间内对多种机器类型和运动学科进行编程，而无需聘请机器人编程专家。
- 下一次革命来自伺服，它是大多数增材制造系统的核心。 Sigma-7 电机和 SERVOPACK 放大器可轻松与 Yaskawa 机器控制器配对以创建运动自动化系统，从而显着提高速度、精度和可靠性。例如，一家公司的智能工业 3D 打印机以每秒 350 毫米的速度进行 3D 打印，传输时间为每秒一米。这会造成您可以清楚地看到的差异，无论是在打印机的运动中还是在其所有者的底线中。
持续创新
2017 年沃勒报告 据估计，材料设备目前有 70 亿美元的市场，而且这一需求在未来几年可能会以每年 17% 的速度增长。要实现这一预测，不同行业的主流商品和产品生产需要改进的关键领域。
将 MP3300iec 运动控制与线性电机技术相结合的持续研究将寻求满足 3D 打印对更高速度和精度的需求。而且，更多关于将 MP3300iec 单一控制用于机器人 3D 打印的发现将有助于改进使用机械臂进行表面处理、材料处理、插入和检查等应用的二次过程。
增材制造技术和工艺提供了一种完全不同的产品设计和制造方式。随着更多的研究和开发，这种生产方法有望成为迄今为止最有价值的制造形式，以曾经超乎想象的方式彻底改变行业。
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