3D打印与机器人融合:开拓智能工厂解决方案
将3D打印与工业机器人集成,正成为下一代制造的强力策略。
两大驱动力推动此趋势:增材制造大尺寸高精度零件的需求,以及将3D植入全自动化数字化产线的机遇。随行业迈向数字化,机器人增材制造脱颖而出,成为智能工厂关键赋能器。
机器人与3D打印如何协同
协同主要通过两种方式实现:
- 装配材料沉积头的机械臂。 Stratasys在IMTS 2016演示Robotic Composite 3D Demonstrator。系统融合FDM挤出头与8轴工业机器人,产出更大、更轻、更精密的热塑性零件。
- 机器人辅助打印过程的集成方案。 Voodoo Manufacturing工业机器人自动化手工换板任务,提升车间产能。Methods 3D同期展示Fanuc机器人驱动的打印件清洗、固化、精加工。
机器人增材制造核心优势
更大、更复杂的零件
机器人提供高重复性和多轴自由度,3D打印擅长快速低成本创建复杂几何。二者合力实现真正大尺寸物体生产。
自由成形制造
多轴机械臂可多角度打印,消除支撑结构需求。通过重新定向构建平台,悬垂结构成为可能,拓展设计空间。
减少材料浪费
材料仅在需要处沉积,使机器人3D打印成为节约资源的可持续制造路径。
虽处萌芽期,机器人增材制造市场跨越多领域。例如Viridis3D与EnvisionTEC合作的机器人增材制造(RAM)系统,在ABB机器人上采用粘结剂喷射制造砂基零件。Hazleton Casting Company称RAM革新了定制砂芯生产。
真实应用场景
建筑领域受益显著。法国初创XtreeE给ABB机器人装配混凝土挤出头,打印高达14米结构。作品涵盖立面板、柱、长椅、亭阁,均得益于机器人运动自由度的设计自由。
金属增材制造亦见机器人集成。MX3D Metal融合工业机器人与焊接单元,制造大尺寸自由成形金属结构。去年制成的12米钢桥即为力证。
伦敦Ai Build开发AI赋能机器人打印头(AiMaker),可安装于任意机械臂,实现大尺寸建筑级塑料打印。AI与计算机视觉实时监控过程、检测异常。
展望未来
智能机器人与增材设备、AI融合开辟新径,如自动化修复。斯威本科技大学联合创新制造合作研究中心、Tradiebot Industries开发“Repair Bot”,利用3D扫描3D打印并组装替换塑料车身部件。
究其本质,机器人与3D打印融合不仅使大尺寸零件成为可能,更将增材制造无缝嵌入传统自动化生产。这种集成将为未来释放智能制造的全部潜能。
3D打印
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