南極熊匯總：國(guó)外市場(chǎng)上的12家機(jī)械臂 3D 打印解決方案

隨著增材制造工業(yè)化，我們會(huì)注意到一個(gè)明顯的趨勢(shì)，那就是業(yè)內(nèi)對(duì)大幅面增材制造的關(guān)注度越來越高。這可以通過大型機(jī)器實(shí)現(xiàn)，尤其是那些使用 FDM 的機(jī)器，同時(shí)機(jī)械臂也為用戶提供了許多優(yōu)勢(shì)。機(jī)器人手臂手不僅可以憑借其長(zhǎng)距離臂進(jìn)行大規(guī)模打印，而且由于其多軸以及制造部件通常不需要支撐結(jié)構(gòu)這一事實(shí)，它還可以實(shí)現(xiàn)更大的自由度。

盡管制造機(jī)械臂的制造商屈指可數(shù)，但它們已被 3D 打印制造商用于聚合物和金屬增材制造解決方案。在本期文章中，南極熊匯總目前市場(chǎng)上的13個(gè)原創(chuàng)機(jī)械臂制造商和改裝解決方案。

原始機(jī)械臂制造商

庫卡（KUKA）

德國(guó)公司 KUKA 無疑是自動(dòng)化市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者之一，它提供的機(jī)器人使電子、汽車和醫(yī)療保健行業(yè)能夠簡(jiǎn)化其制造流程。KUKA 開發(fā)了適用于增材制造的解決方案。因此，在許多機(jī)器人 3D 打印機(jī)上找到 KUKA 品牌也就不足為奇了，無論是用于設(shè)計(jì)金屬、塑料甚至是混凝土部件。一個(gè)例子是KR QUANTEC 系列機(jī)械臂，它提供的機(jī)器范圍為2,671—3,904mm，負(fù)載能力為120—300公斤。

△KR QUANTEC機(jī)械臂配備了一個(gè)噴嘴，用于為 Besix3D 公司擠出混凝土（圖片來源：KUKA）

ABB

ABB 集團(tuán)是一家生產(chǎn)機(jī)械臂的跨國(guó)公司，包括用于3D 打印的機(jī)械臂。他們的機(jī)器人產(chǎn)品組合多種多樣，有不同類型的工業(yè)機(jī)器人來滿足消費(fèi)者的需求。他們的 RobotStudio® 程序是世界上最受歡迎的機(jī)器人應(yīng)用離線編程和仿真工具。據(jù)該公司稱，通過其解決方案，用戶可以釋放靈活性并將其業(yè)務(wù)生產(chǎn)力提升到一個(gè)新的水平。他們甚至能夠設(shè)計(jì)機(jī)器人以滿足自己獨(dú)特的需求，尤其是在增材制造方面。正如下圖所示，ABB 六軸工業(yè)機(jī)器人被 Massive Dimension 使用，該公司致力于可持續(xù)發(fā)展3D打印行業(yè)的發(fā)展。

△IMTS2022 上的 Massive Dimension 和 ABB增材制造演示。圖片來源：Massive Dimension

柯馬

柯馬（Comau）是一家意大利工業(yè)自動(dòng)化和機(jī)器人公司。該公司開發(fā)與工業(yè) 4.0 兼容的系統(tǒng)、產(chǎn)品和服務(wù)。特別是，其產(chǎn)品組合包括完整的機(jī)器人系列，包括機(jī)械臂解決方案。自 1978 年以來，柯馬一直在制造這些機(jī)器，旨在整合和改進(jìn)所有工業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用。有幾種機(jī)械臂，它們的有效載荷能力不同。盡管如此，他們?nèi)岳梦锫?lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)自主運(yùn)營(yíng)。

使用這些解決方案的第三方 3D 打印公司

CEAD

CEAD 是一家位于代爾夫（Delf）的荷蘭公司，開發(fā)大型 3D 打印機(jī)。這家公司脫穎而出，因?yàn)樗峁┗跈C(jī)器人的解決方案，將打印和 CNC 銑削過程結(jié)合在一個(gè)過程中。另一個(gè)解決方案是 AM Flexbot，這是一種基于機(jī)器人的大規(guī)模 3D 打印解決方案。西門子 Sinumerik 控制器負(fù)責(zé)控制柯馬機(jī)器人手臂，因此不需要任何機(jī)器人控制器。該控制器在沿其路徑移動(dòng)的同時(shí)可以控制31個(gè)軸。您的 AM Flexbot 可以通過附加功能進(jìn)行擴(kuò)展，例如轉(zhuǎn)臺(tái)、附加機(jī)器人或其他生產(chǎn)流程（例如 CNC 銑削）。它是具有特定應(yīng)用的定制解決方案的完美選擇。

Weber Additive 的DXR 系列

德國(guó)公司 Weber Additive 致力于開發(fā)不同的制造技術(shù)，也有用于 3D 打印的機(jī)械臂解決方案。Weber 的 DXR 機(jī)器人系統(tǒng)具有能夠進(jìn)行 3D 打印的高質(zhì)量擠出機(jī)。擠出機(jī)由 6 軸工業(yè)機(jī)器人提供動(dòng)力，使其能夠精確移動(dòng)。其基于制造商 Kuka 的機(jī)械臂及其 AE 系列擠出機(jī)可根據(jù)客戶的需求進(jìn)行調(diào)整，以提供最佳結(jié)果。這些系統(tǒng)提供了巨大的優(yōu)勢(shì)，例如具有 6 軸運(yùn)動(dòng)學(xué)的 3D 打印、制造頭的可變角度或在現(xiàn)有零件上套印等等。您可以在下面的視頻中查看這一解決方案：

Hyperion Robotics 的機(jī)械臂

Hyperion Robotics 于2019 年在赫爾辛基成立，是一家專注于建筑行業(yè)的公司。它使用增材制造來設(shè)計(jì)更實(shí)惠的結(jié)構(gòu)，希望使市場(chǎng)更具可持續(xù)性，最重要的是，更加自動(dòng)化。為此，它依賴于 KUKA 機(jī)器人，在該機(jī)器人上安裝了能夠沉積 Hyperion Robotics 材料的擠出機(jī)。這是一種特殊的混凝土混合物，由于回收的廢物成分，使用的水泥量減少了。它還設(shè)計(jì)了自己的軟件，可以與任何機(jī)器人一起工作。在應(yīng)用方面，這家芬蘭公司已經(jīng)建造了裝飾元素、模仿珊瑚礁的結(jié)構(gòu)和能源基礎(chǔ)設(shè)施。

△圖片來源：Hyperion Robotics

海量維度（Massive Dimension）

顧名思義，Massive Dimension 是大幅面 3D 擠出機(jī)和全套解決方案的制造商，包括交鑰匙機(jī)器人打印單元。具體來說，該公司成立的目標(biāo)是為可持續(xù)解決方案做出貢獻(xiàn)，以減少地球上的浪費(fèi)。目前，Massive Dimension 的解決方案以聚合物顆粒 3D 打印為中心。對(duì)于他們的機(jī)器人單元，它們包括來自 ABB 的六軸工業(yè)機(jī)械臂。與 ABB 3D 打印 Powerpac 軟件結(jié)合使用時(shí)，用戶可以訪問易于理解的顆粒 3D 打印工作流程。該公司指出，他們的機(jī)械臂是為機(jī)器人打印定制的，包括大幅面打印，這要?dú)w功于3x 5 x 5 英尺的構(gòu)建體積。此外，這些單元還可以進(jìn)一步定制，以滿足每個(gè)用戶的個(gè)人需求。

軌道復(fù)合材料（Orbital Composites）

Orbital Composites 旨在顛覆 3D 打印行業(yè)。他們認(rèn)為，機(jī)器人技術(shù)是解決行業(yè)面臨的限制，如規(guī)模、速度、強(qiáng)度和設(shè)計(jì)的答案。他們的 Orbital S 是第一臺(tái)為工業(yè)規(guī)模制造的機(jī)器人 3D 打印機(jī)，旨在解決這些問題。這款令人印象深刻的機(jī)器人的最大速度為 2m/s，最大有效載荷為 10kg，最大范圍為 1.1m。構(gòu)建平臺(tái)為 1m x 1m x 1m，能夠創(chuàng)建相對(duì)較大的最終用途部件。此外，用戶可以選擇材料。采用庫卡KR10 R1100機(jī)械臂；庫卡是公司的官方合作伙伴。

△OrbitalComposites 的 Orbital S 機(jī)器人 3D 打印機(jī)。圖片來源：軌道復(fù)合材料

Dyze Design et Pulsar

Pulsar 是最先進(jìn)的大型高速塑料顆粒擠出機(jī)。它的設(shè)計(jì)有一個(gè)目標(biāo)：盡可能快速且廉價(jià)地 3D 打印大型零件。Pulsar 與用于 3D 打印的機(jī)械臂兼容，能夠生產(chǎn)高達(dá) 500 mm3/s (2.5 kg/h) 的材料。它也可用于 1.00 毫米至 5.00 毫米的大噴嘴。最后，Pulsar 已準(zhǔn)備好應(yīng)對(duì)所有環(huán)境條件。水冷回路確保整個(gè)系統(tǒng)處于恒溫狀態(tài)。通過額外的隔熱罩，Pulsar 可以承受 200°C 的環(huán)境。這使得機(jī)器與 PEEK、Ultem 和 PSU 等塑料材料兼容。

Branch Technology

Branch Technology公司大規(guī)模地結(jié)合了增材制造、預(yù)制和數(shù)字技術(shù)。由于他們的專利技術(shù)，它使設(shè)計(jì)師和建筑師團(tuán)隊(duì)能夠想象、組合并最終建造那些以前用傳統(tǒng)施工方法無法實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)。他們開展的一個(gè)項(xiàng)目的一個(gè)例子是建造一個(gè)使用 KUKA 機(jī)器人技術(shù)的 3D 打印展館。機(jī)器人與 3D 打印的結(jié)合使與他們合作的 Gould Turnes Group 的建筑師和設(shè)計(jì)師不僅能夠解決最終結(jié)構(gòu)的建造問題，而且能夠從頭到尾完成設(shè)計(jì)過程。應(yīng)用于 KUKA 機(jī)器人的 3D 打印工藝是一個(gè)很好的組合，因?yàn)樗梢灾圃旄_的部件。

MX3D

如果您對(duì) WAAM 技術(shù)感興趣，那么您幾乎肯定聽說過 MX3D。這家荷蘭公司因其創(chuàng)建的全3D打印的金屬橋而引起轟動(dòng)，該橋目前位于阿姆斯特丹市中心。在其他大型金屬 3D 打印壯舉中，這使它們成為許多領(lǐng)域的熱門選擇。該公司將機(jī)械臂用于其解決方案。更具體地說，MX3D 在其 M1 金屬增材制造系統(tǒng)中使用了 8 軸 ABB 工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)，可以制造中型到大型金屬零件。為了簡(jiǎn)化流程，該公司還提供了 MetalXL，這是一種控制其基于 WAAM 的系統(tǒng)的軟件，可確保按預(yù)期制造零件，控制從設(shè)計(jì)到實(shí)際打印過程中監(jiān)控的一切。

△mx3D打印機(jī)

連續(xù)復(fù)合材料

Continuous Composites 最近被 NASA 選中，使用其專利的連續(xù)纖維 3D 打印 ( CF3D ) 技術(shù) 生產(chǎn)用于空間應(yīng)用的低熱膨脹系數(shù) (CTE) 開放等網(wǎng)格復(fù)合結(jié)構(gòu)。該打印機(jī)將高性能復(fù)合材料與快速固化的熱固性樹脂相結(jié)合。他們說，這將證明打印機(jī)能夠以出色的準(zhǔn)確性和精度進(jìn)行高質(zhì)量和一致的打印。該打印機(jī)是可配置和可擴(kuò)展的，因此可以應(yīng)用于各種尺寸的項(xiàng)目。他們求助于柯馬來滿足他們對(duì)機(jī)械臂的需求。