南極熊匯總：國外市場上的12家機械臂 3D 打印解決方案

隨著增材制造工業(yè)化，我們會注意到一個明顯的趨勢，那就是業(yè)內對大幅面增材制造的關注度越來越高。這可以通過大型機器實現(xiàn)，尤其是那些使用 FDM 的機器，同時機械臂也為用戶提供了許多優(yōu)勢。機器人手臂手不僅可以憑借其長距離臂進行大規(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構這一事實，它還可以實現(xiàn)更大的自由度。

盡管制造機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上的13個原創(chuàng)機械臂制造商和改裝解決方案。

原始機械臂制造商

庫卡（KUKA）

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

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

ABB

ABB 集團是一家生產機械臂的跨國公司，包括用于3D 打印的機械臂。他們的機器人產品組合多種多樣，有不同類型的工業(yè)機器人來滿足消費者的需求。他們的 RobotStudio® 程序是世界上最受歡迎的機器人應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)務生產力提升到一個新的水平。他們甚至能夠設計機器人以滿足自己獨特的需求，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)自動化和機器人公司。該公司開發(fā)與工業(yè) 4.0 兼容的系統(tǒng)、產品和服務。特別是，其產品組合包括完整的機器人系列，包括機械臂解決方案。自 1978 年以來，柯馬一直在制造這些機器，旨在整合和改進所有工業(yè)領域的創(chuàng)新應用。有幾種機械臂，它們的有效載荷能力不同。盡管如此，他們仍利用物聯(lián)網和人工智能技術自主運營。

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。這家公司脫穎而出，因為它提供基于機器人的解決方案，將打印和 CNC 銑削過程結合在一個過程中。另一個解決方案是 AM Flexbot，這是一種基于機器人的大規(guī)模 3D 打印解決方案。西門子 Sinumerik 控制器負責控制柯馬機器人手臂，因此不需要任何機器人控制器。該控制器在沿其路徑移動的同時可以控制31個軸。您的 AM Flexbot 可以通過附加功能進行擴展，例如轉臺、附加機器人或其他生產流程（例如 CNC 銑削）。它是具有特定應用的定制解決方案的完美選擇。

Weber Additive 的DXR 系列

德國公司 Weber Additive 致力于開發(fā)不同的制造技術，也有用于 3D 打印的機械臂解決方案。Weber 的 DXR 機器人系統(tǒng)具有能夠進行 3D 打印的高質量擠出機。擠出機由 6 軸工業(yè)機器人提供動力，使其能夠精確移動。其基于制造商 Kuka 的機械臂及其 AE 系列擠出機可根據(jù)客戶的需求進行調整，以提供最佳結果。這些系統(tǒng)提供了巨大的優(yōu)勢，例如具有 6 軸運動學的 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計更實惠的結構，希望使市場更具可持續(xù)性，最重要的是，更加自動化。為此，它依賴于 KUKA 機器人，在該機器人上安裝了能夠沉積 Hyperion Robotics 材料的擠出機。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。它還設計了自己的軟件，可以與任何機器人一起工作。在應用方面，這家芬蘭公司已經建造了裝飾元素、模仿珊瑚礁的結構和能源基礎設施。

△圖片來源：Hyperion Robotics

海量維度（Massive Dimension）

顧名思義，Massive Dimension 是大幅面 3D 擠出機和全套解決方案的制造商，包括交鑰匙機器人打印單元。具體來說，該公司成立的目標是為可持續(xù)解決方案做出貢獻，以減少地球上的浪費。目前，Massive Dimension 的解決方案以聚合物顆粒 3D 打印為中心。對于他們的機器人單元，它們包括來自 ABB 的六軸工業(yè)機械臂。與 ABB 3D 打印 Powerpac 軟件結合使用時，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，他們的機械臂是為機器人打印定制的，包括大幅面打印，這要歸功于3x 5 x 5 英尺的構建體積。此外，這些單元還可以進一步定制，以滿足每個用戶的個人需求。

軌道復合材料（Orbital Composites）

Orbital Composites 旨在顛覆 3D 打印行業(yè)。他們認為，機器人技術是解決行業(yè)面臨的限制，如規(guī)模、速度、強度和設計的答案。他們的 Orbital S 是第一臺為工業(yè)規(guī)模制造的機器人 3D 打印機，旨在解決這些問題。這款令人印象深刻的機器人的最大速度為 2m/s，最大有效載荷為 10kg，最大范圍為 1.1m。構建平臺為 1m x 1m x 1m，能夠創(chuàng)建相對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機械臂；庫卡是公司的官方合作伙伴。

△OrbitalComposites 的 Orbital S 機器人 3D 打印機。圖片來源：軌道復合材料

Dyze Design et Pulsar

Pulsar 是最先進的大型高速塑料顆粒擠出機。它的設計有一個目標：盡可能快速且廉價地 3D 打印大型零件。Pulsar 與用于 3D 打印的機械臂兼容，能夠生產高達 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 已準備好應對所有環(huán)境條件。水冷回路確保整個系統(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)模地結合了增材制造、預制和數(shù)字技術。由于他們的專利技術，它使設計師和建筑師團隊能夠想象、組合并最終建造那些以前用傳統(tǒng)施工方法無法實現(xiàn)的結構。他們開展的一個項目的一個例子是建造一個使用 KUKA 機器人技術的 3D 打印展館。機器人與 3D 打印的結合使與他們合作的 Gould Turnes Group 的建筑師和設計師不僅能夠解決最終結構的建造問題，而且能夠從頭到尾完成設計過程。應用于 KUKA 機器人的 3D 打印工藝是一個很好的組合，因為它可以制造更精確的部件。

MX3D

如果您對 WAAM 技術感興趣，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，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域的熱門選擇。該公司將機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)機器人系統(tǒng)，可以制造中型到大型金屬零件。為了簡化流程，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，可確保按預期制造零件，控制從設計到實際打印過程中監(jiān)控的一切。

△mx3D打印機

連續(xù)復合材料

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 生產用于空間應用的低熱膨脹系數(shù) (CTE) 開放等網格復合結構。該打印機將高性能復合材料與快速固化的熱固性樹脂相結合。他們說，這將證明打印機能夠以出色的準確性和精度進行高質量和一致的打印。該打印機是可配置和可擴展的，因此可以應用于各種尺寸的項目。他們求助于柯馬來滿足他們對機械臂的需求。

△帶有柯馬手臂的機器人 3D 打印機能夠使用連續(xù)碳纖維生產熱固性物體（照片來源：ContinuousComposites）

國外的匯總