將任何工業(yè)機(jī)器人變?yōu)?D打印機(jī)？不需切片！Adaxis增材軟件

導(dǎo)讀：3D打印技術(shù)才發(fā)展三四十年，還很新，我們很可能還沒有窺見它的全部能力和所有表現(xiàn)方式。換言之，我們?nèi)缃窠怄i的增材制造模式可能還只是“冰山一角”。

2022年3月27日，南極熊獲悉，法國-瑞典的跨國技術(shù)創(chuàng)業(yè)公司Adaxis正在開發(fā)一款增材軟件，目的是使任何工業(yè)機(jī)器人都能輕松實現(xiàn)沉積式3D打印。

機(jī)器人技術(shù)和增材制造（AM）具有天然的契合性，很多人都認(rèn)識到了這一點，并且已經(jīng)有相關(guān)的機(jī)器人生產(chǎn)商開始推出新的功能，允許機(jī)器人通過切片機(jī)編程輸出進(jìn)行3D打印。就在今年2月份，國內(nèi)來自中國科學(xué)院的研究人員已經(jīng)實現(xiàn)了機(jī)器人技術(shù)和3D生物打印技術(shù)的對接，研究人員結(jié)合六軸機(jī)器人手臂制造了具有生命力的心肌組織。這種新穎的3D打印方法不僅成功地制造了一種可行的血管類器官，而且它維持了6個月的生命活力。

△機(jī)器人手臂結(jié)合3D細(xì)胞打印的示意圖

在機(jī)器人技術(shù)和增材制造的結(jié)合之路上，Adaxis要看的更遠(yuǎn)，他們的目標(biāo)是無縫連接CAD系統(tǒng)和機(jī)器人編程語言，使CAD模型可以無縫成為3D打印程序，更重要的一點是充分利用機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)和樞轉(zhuǎn)運(yùn)動范圍。該公司目前正在與一些主流的CAD軟件廠商合作，并聯(lián)手相關(guān)的機(jī)器人生產(chǎn)商（到目前為止包括ABB和庫卡）共同瞄準(zhǔn)這一目標(biāo)。由于機(jī)器人是如此普遍，而多軸沉積是如此自由，它們的聯(lián)手可能會擴(kuò)大我們對增材制造本身的認(rèn)識。

△使用運(yùn)動范圍的機(jī)器人可以通過跟隨角度打印出有角度的物體，如圖所示，而不是分層堆積，它也可以遵循類似于工具表面的復(fù)雜形式。照片來自Adaxis。

事實上，增材制造包含有非常多的工藝種類，但目前所開發(fā)的范圍仍然可能過于狹窄。我們對3D打印有著一個刻板影響，那就是打印過程必須發(fā)生在一臺3D打印機(jī)內(nèi)。它可能是一臺成本為幾百美元的桌面級3D打印機(jī)，也可能是一臺成本為幾十萬的粉末床熔融機(jī)，但最終的原理是一樣的：一個零件在一個密閉箱內(nèi)里以垂直于Z軸運(yùn)動的直線平行層沉積。但是，如果這只是3D打印發(fā)展的一部分呢？如果這種在箱內(nèi)層層疊加的制造模式只是增材制造工藝的一部分呢？

解除限制的3D打印機(jī)器人有可能帶來為我們帶來一種全新的增材制造模式，南極熊接下來總結(jié)了3D打印未來有可能解鎖的幾種新模式：

1) 沒有箱體限制。沉積材料并不像模塑或機(jī)械加工那樣涉及大的作用力，所以3D打印不需要周圍有剛性的機(jī)器結(jié)構(gòu)。打印可以發(fā)生在機(jī)器人可以到達(dá)的任何地方。可能性包括機(jī)器人協(xié)作完成大部件或?qū)⒉考�打印到自動化生產(chǎn)線的傳送帶上。

2) 沒有切片軟件。切片軟件通常是假定直線、平行模式下的切片，而一個不同的編程系統(tǒng)，如Adaxis的編程系統(tǒng)，則可以利用機(jī)器人的全部運(yùn)動范圍。這意味著能夠使特定層的角度適應(yīng)該區(qū)域內(nèi)零件的幾何形狀，以及通過遵循其幾何形狀在現(xiàn)有形式上進(jìn)行打印，例如，修改或修復(fù)現(xiàn)有模具。

3) 沒有專用機(jī)器。這個區(qū)別可能是最奇怪的。我們習(xí)慣于制造業(yè)務(wù)有專門的機(jī)器。例如，研磨是在研磨機(jī)上進(jìn)行的。但是在未來，3D打印的很大一部分可能是在制造商也用于其他目的的機(jī)器人上進(jìn)行的。聚合物擠出機(jī)或金屬DED頭可能只是另一個終端效應(yīng)器。

最后一點特別重要，因為它有可能使3D打印變得觸手可得。當(dāng)然，很大一部分制造商都有機(jī)器人，而多數(shù)目前都沒有得到充分利用。今天，它們很難針對3D打印進(jìn)行編程；但明天，如果這個障礙被消除，那么所有這些機(jī)器人就會成為增材制造生產(chǎn)力，只等著被投入使用。

△具有可變層方向的3D打印管；這個由瑞典研究所使用Adaxis軟件制作的演示部件顯示了在機(jī)器人3D打印中改變層方向的可能性。彎曲的圓柱體的切片平面根據(jù)遵循零件中心線的花鍵不斷變化。這意味著各層是不平行的，擠出機(jī)的輸出變化以產(chǎn)生差異。照片來自Adaxis公司。

目前解鎖的只是冰山一角