Robotarmen Voor 3D-printen: Toonaangevende Fabrikanten, Voordelen & Nadelen

Een 3D-printer robotarm is een industriële, gegelenkelde mechanische arm met een 3D-printkop bevestigd. Dit biedt schaal en veelzijdigheid om 3D-printen op industriële schaal toe te passen. Het kan toegepast worden op verschillende 3D-printtechnologieën zoals wire arc additive manufacturing voor printen met metaal, of pellet extrusie voor printen met pellets. 3D-printrobots worden snel ontwikkeld, met veel potentiële toepassingen in de bouwindustrie vanwege hun schaal. Er zijn talrijke samenwerkingen gaande met robotarmlververs samen met derde-partij 3D-printspecialisten, om verschillende benaderingen van additieve productie op schaal te ontwikkelen en te commercialiseren. Dit artikel bespreekt de 3D-printer robotarm, zijn fabrikanten, voordelen en nadelen.

Wat Is Een Robotarm Voor 3D-printen?

Een robotarm voor 3D-printen is een vorm van robotarmproductie. Een industriële, gegelenkelde robotarm wordt gebruikt om een printkop te verplaatsen om additief een component te fabriceren. Het kan ook robot additieve productie (RAM) genoemd worden. Het kan gevestigde methoden van 3D-printen benutten, zoals fused deposition modeling (FDM) of directed energy deposition (DED), maar het voedermateriaal wordt verwezen en gepositioneerd door een robotarm in plaats van door een portaal. Figuur 1 hieronder toont een standaard gegelenkelde robotarm gebruikt in industriële toepassingen:

Raadpleeg onze gids over Alles Over 3D-printen voor meer informatie.

Wat Zijn De Voordelen Van Robotarm Voor 3D-printprojecten?

Robotarm 3D-printen heeft een aantal waardevolle voordelen, waaronder:

1. Het gebruik van een robotarm voor 3D-printen stelt direct grotere schaal modellen (>1 m in elke dimensie) in staat te worden geprint in vergelijking met typische zelfstandige 3D-printers. Als de robot in staat is te bewegen, kunnen modellen zo groot als 30 m in één dimensie geprint worden.
2. De vijf- of zes-as beweging biedt bewegingsvrijheid voor de 3D-printkop. Het geeft de mogelijkheid om complexe paden te volgen om componenten te bouwen.
3. Robotarmen laten de meeste modellen bouwen zonder ondersteuningen, door de bewegingsvrijheid van de printkop. Echter, om ondersteuning op sommige modellen volledig te vermijden, moet het bouwplatform mogelijk ook bewegen, om het model te heroriënteren.
4. Een robotarm kan uitgerust worden met een verscheidenheid aan 3D-printfixturen, inclusief die welke meerdere voedermaterialen toestaan, zoals WAAM of CBAM.

Wat Zijn De Nadelen Van Robotarmen Voor 3D-printprojecten?

Robotarm 3D-printen heeft een aantal complicaties en beperkingen, waaronder:

1. Het gebruik van een robotarm voegt betekenisvolle kosten toe, bovenop een additief productiesysteem dat al duur is. De gecombineerde opstelling kan verwacht worden te kosten meer dan $100.000.
2. Complexiteit.
3. De meeste 3D-printopstellingen met een robotarm worden samengesteld met de arm van één specialistische leverancier, de printkop van een andere, en potentiëel software van een derde. Het is niet gebruikelijk of makkelijk om een all-in-one oplossing van een enkele aanbieder te kopen. Dit introduceert enige moeilijkheid met de integratie van de verschillende platforms.

Wat Zijn De Verschillende Robotarm 3D-print Fabrikant Oplossingen?

Over het algemeen zijn er robotarmfabrikanten die de robots levereren en samenwerken met 3D-printorganisaties. Dan zijn er de 3D-printtechnologiepartners, die hun specifieke benadering van additieve productie ontwikkelen, met de hulp van de robotarmlververs. Hieronder staan enkele van de verschillende robotarm 3D-printfabrikanten:

1. ABB

ABB is een groot, multinationaal bedrijf. De entiteit die zich bezighoudt met het ontwerpen en leveren van robotarmen is ABB Robotics. ABB levert niet alleen robots maar ook de populaire RobotStudio® software, en collaboreert met specialistische organisaties zoals Massive Dimension om 3D-printtechnologie verder te ontwikkelen.

2. KUKA

KUKA is een Duits automatiserings- en robotica-bedrijf dat wijd wordt gebruikt voor robotarm 3D-printers. Het gespecialiseerd is ook in collaboratieve robots om naast mensen te werken. KUKA heeft samen gewerkt met andere 3D-printteams zoals Orbital Composites, en hun robots worden gebruikt voor meerdere verschillende 3D-printtoepassingen.

3. Comau

Comau is een Italiaanse automatiserings- en roboticaleeverancier. Het is met name gericht op het integreren van IoT en AI in de operatie van zijn robotarmen. Derde-partij 3D-printbedrijven zoals CEAD en Continuous Composites gebruiken Comau robotarmen voor productie.

4. De Robotarm Van Hyperion Robotics

Hyperion is ontstaan in Helsinki, Finland, en is gericht op de bouwindustrie. Het bedrijf heeft zijn eigen bouwmengsel ontwikkeld voor extrusie in 3D-geprinte structuren, wat de cementinhoud beperkt en gerecycled afvalmateriaal maximaliseert.

5. CEAD

CEAD is gevestigd in Delft, Nederland. Het is uniek in dat het zich richt op het combineren van 3D-printen en CNC-freesmogelijkheden in een enkele eenheid. CEAD's AM Flexbot met name vindt veel toepassingen als een enkel productiestation.

6. DXR Serie Van Weber Additive

Duitslands Weber Additive is bekend om zijn DXR Serie van robotarm 3D-printers. Ze gebruiken een extruder voor additieve productie met polymeren.

7. Orbital Composites

Orbital Composites is een pionier in de robotarm 3D-printindustrie. De Orbital S was de eerste industriële schaal robot 3D-printer en heeft een indrukwekkende snelheid van 2 m/s.

8. Massive Dimension

Massive Dimension richt zich op grootschalige 3D-printen en levert turnkey robotprintcellen. De technologie richt zich op polymere pelletextrusie.

9. Dyze Design Pulsar

De Pulsar™ van Dyze Design is een grootschalige pelletextrusie additieve productiesysteem met de bedoeling een bereik van operatieomstandigheden te managen. Met een warmteschild, waterkoelcircuit en meerdere duizelformaten, is de Pulsar in staat om met een scala aan verschillende polymeren te printen.

10. MX3D

MX3D uit Nederland is wijd bekend om 3D-printen van een staal voetgangersbrug, momenteel geïnstalleerd in Amsterdam. MX3D richt zich op printen met metalen met WAAM-technologie, en is zover gegaan om eigen gespecialiseerde software hiervoor te ontwikkelen.

11. Continuous Composites

Continuous Composites heeft succes getoond met zijn gepatenteerde koolstofvezelprinttechnologie CF3D. Het bedrijf is gecontracteerd door NASA om componenten te produceren voor gebruik in de ruimte.

12. Branch Technology

Branch Technology richt zich op 3D-printen van structuren, zoals een volledig 3D-geprint paviljoen in Nashville. Het bedrijf werkt samen met architecten en ontwerpers om de toepassing van 3D-printen voor gebouwen te duwen.

Hoe Werkt Een Robotarm Voor 3D-printen?

Een robotarm voor 3D-printen werkt op een zeer vergelijkbare manier als een typische industriële robotarm, behalve dat een printkop aan het einde van de arm bevestigd is. De robotarm heeft meerdere gewrichten, elk biedt een mate van bewegingsvrijheid, in totaal biedend vijf- of zes-as controle. De robot is dan in staat om de printkop te verplaatsen, kantelen en positioneren door een bereik van potentiële posities. Op deze manier beweegt de robotarm de printkop over een component om meerdere lagen en contouren te printen.

Wat Zijn De Softwareopties Voor Robotarm 3D-printen?

Software voor robotarm printen richt zich op het berekenen van het optimale pad voor de robotkop om te doorlopen om het model nauwkeurig te printen. Hieronder zijn drie populaire opties voor software:

1. RobotStudio® 3D Printing PowerPac van ABB: De software is in staat om verschillende additieve productieprocessen te managen, zoals lassen of printen met granula. De gehele print kan gesimuleerd en gevisualiseerd worden in RobotStudio®, voordat het naar de echte robot gestuurd wordt om te bouwen.
2. AdaOne van ADAXIS: De padplanningssoftware kan werken met een aantal verschillende robotmerken en hun interne programmeertaal. Het kan werken met meerdere printmaterialen.
3. MetalXL van MX3D: Deze software is specifiek voor WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing), wat MX3D's focus is. Het omvat modules voor print haalbaarheid en padplanning, simulatie en controle van de print, en na-print analyses.

Veelgestelde Vragen Over 3D-printer Robotarmen

Hoe Lang Kan Een 3D-print Robotarm Duren?

3D-print robotarmen hebben een verwachte levensduur in de regio van acht jaar. Dit is gebaseerd op de huidige levensduur van industriële gegelenkelde robotarmen die over meerdere industrieën gebruikt worden. Deze robots kunnen in nuttige operatie zijn voor zolang als 20 jaar. Echter, hun toepassing in 3D-printen is nog vrij recent en onder intense ontwikkeling, dus deze langere levensduur zijn minder waarschijnlijk. Ook, hoewel de robot na acht jaar nog goed kan opereren, zal de 3D-printmachinerie gemonteerd aan het einde van de robotarm waarschijnlijk niet zo'n lange levensduur hebben. Dit is zowel vanwege hun recente ontwikkeling als ook omdat ze irrelevant kunnen worden door het snelle tempo van technologische evolutie.

Is Een Robotarm In Staat Om Huizen Te Printen?

Nee, typische gegelenkelde robotarmen zijn niet in staat om huizen te printen. Robotarm 3D-printers hebben een beperkt printvolume, ingesteld door de afmetingen van de arm en de afstand van de vaste basis. Daarom zijn robotarm 3D-printers doorgaans alleen in staat om componenten te printen, die vervolgens samengesteld kunnen worden tot grotere objecten zoals gebouwen. Grootschalige 3D-printers die in staat zijn huizen te printen, zijn gespecialiseerde versies van een portaal-stijl 3D-printer, waar een grotere structuur opgericht wordt om een groot genoeg printvolume voor een huis te dekken.

Heeft Een Robotarm Een Beperkt Printbaar Gebied?

Ja, een robotarm heeft een beperkt printbaar gebied. Meeste robotarmen hebben een stationaire basis en hebben daarom een bereik rond die basis dat beperkt is door de lengte van de arm. In 3D-printen is dat bereik in de regio van 1,5 m. Sommige robotarmen zijn op rails gemonteerd — dit voegt een additioneel printbaar gebied in die richting toe. Echter, door de aard is het printbare gebied nog steeds beperkt door het praktische bereik van de robotarm.

Zijn Robotarmen Afhankelijk Van 3D-software Voor Kwaliteit?

Ja, robotarmen zijn afhankelijk van de 3D-software voor de kwaliteit van het finale geprintte onderdeel. 3D-printen op grote schaal is ongelooflijk complex, en de beweging van de robotarm moet zorgvuldig bestuurd worden door de software. Afhankelijk van het materiaal dat geprint wordt, en de eigenschappen van krimp met temperatuur en vocht, moet de software die het printen beheert in staat zijn om die krimp te modelleren. Bovendien moet de software het ontwikkelende onderdeel nauwkeurig modelleren terwijl het gebouwd wordt, om te garanderen dat de robotarm niet botst met de build terwijl het groeit. Software die de eigenschappen van het voedermateriaal niet nauwkeurig kan modelleren tijdens het verzilten, zal geen goede eindkwaliteit leveren — ongeacht de precisie van beweging die de robotarm kan leveren.

Wat Is Het Verschil Tussen Een Robotarm En Een Portaalsysteem Voor 3D-printen?

Er zijn een aantal verschillen tussen een robotarm en een portaalsysteem voor 3D-printen. Het eerste verschil is dat een robotarm in staat is om in zesassen te bewegen, terwijl een portaalsysteem slechts in staat is tot drie assen van beweging. Dit betekent ook dat robotarmen beter geschikt zijn voor het printen van gebogen en sferische items, terwijl portaalsystemen beter geschikt zijn voor kubieke prints. Echter, portaalsystemen zijn in staat om grotere eenheden te printen dan robotarmen. De algemene nauwkeurigheid van portaalsystemen neigt ook beter te zijn dan die van robotarmen. Robotarmen hebben zeer goede punt-nauwkeurigheid (op een specifiek eindpunt), maar hun nauwkeurigheid langs een baan van beweging wordt nog verbeterd. Raadpleeg onze gids over Robotarm vs Portaalsysteem Voor 3D-printen voor meer informatie.

Samenvatting

Dit artikel presenteerde de 3D-printer robotarm, legde uit wat het is, en besprak de verschillende toepassingen. Om meer te leren over 3D-printer robotarmen, neem contact op met een Xometry vertegenwoordiger.

Xometry biedt een breed scala aan productiemogelijkheden, waaronder 3D-printen en andere waardevolle services voor al uw prototyping en productiebehoeften. Bezoek onze website om meer te leren of om een gratis, zonder verplichting offerte aan te vragen.

Copyright en Handelsmerk Kennisgevingen

1. RobotStudio® is een geregistreerd handelsmerk van ABB AB, Västerås, Zweden
2. Pulsar™ is een handelsmerk van Dyze Design Inc., LeMoyne, Quebec

Disclaimer

De inhoud van deze webpagina is uitsluitend bedoeld voor informatieve doeleinden. Xometry geeft geen enkele weergaaf of garantie, noch uitdrukkelijk noch impliciet, wat de nauwkeurigheid, volledigheid of geldigheid van de informatie betreft. Prestatieparameters, geometrische tolerenties, specifieke ontwerpkenmerken, kwaliteit en typen materialen of processen mogen niet worden geïnterpreteerd als representatief voor wat door derdenleveranciers of fabrikanten via het Xometry-netwerk wordt geleverd. Klanten die offertes aanvragen voor onderdelen zijn verantwoordelijk voor het definiëren van de specifieke eisen voor die onderdelen. Raadpleeg onze voorwaarden voor meer informatie.

Dean McClements

Dean McClements is een B.Eng Honors-afgestudeerde in Werktuigbouwkunde met meer dan twee decennia ervaring in de productie-industrie. Zijn professionele loopbaan omvat belangrijke rollen bij toonaangevende bedrijven zoals Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace en Hyster-Yale, waar hij een diepgaand begrip ontwikkelde van ingenieursprocessen en innovaties.

Lees meer artikelen van Dean McClements