库卡、ABB等12家机械臂3D打印解决方案

随着增材制造工业化，我们会注意到一个明显的趋势，那就是业内对大幅面增材制造的关注度越来越高。这可以通过大型机器实现，尤其是那些使用 FDM 的机器，同时机械臂也为用户提供了许多优势。机器人手臂手不仅可以凭借其长距离臂进行大规模打印，而且由于其多轴以及制造部件通常不需要支撑结构这一事实，它还可以实现更大的自由度。

尽管制造机械臂的制造商屈指可数，但它们已被 3D 打印制造商用于聚合物和金属增材制造解决方案。在本期文章中，南极熊汇总目前市场上的13个机械臂制造商和改装解决方案。

原始机械臂制造商

库卡（KUKA）

德国公司 KUKA 无疑是自动化市场的领导者之一，它提供的机器人使电子、汽车和医疗保健行业能够简化其制造流程。KUKA 开发了适用于增材制造的解决方案。因此，在许多机器人 3D 打印机上找到 KUKA 品牌也就不足为奇了，无论是用于设计金属、塑料甚至是混凝土部件。一个例子是KR QUANTEC 系列机械臂，它提供的机器范围为2,671—3,904mm，负载能力为120—300公斤。

△KR QUANTEC机械臂配备了一个喷嘴，用于为 Besix3D 公司挤出混凝土（图片来源：KUKA）

ABB

ABB 集团是一家生产机械臂的跨国公司，包括用于3D 打印的机械臂。他们的机器人产品组合多种多样，有不同类型的工业机器人来满足消费者的需求。他们的 RobotStudio® 程序是世界上最受欢迎的机器人应用离线编程和仿真工具。据该公司称，通过其解决方案，用户可以释放灵活性并将其业务生产力提升到一个新的水平。他们甚至能够设计机器人以满足自己独特的需求，尤其是在增材制造方面。正如下图所示，ABB 六轴工业机器人被 Massive Dimension 使用，该公司致力于可持续发展3D打印行业的发展。

△IMTS2022 上的 Massive Dimension 和 ABB增材制造演示。图片来源：Massive Dimension

柯马

柯马（Comau）是一家意大利工业自动化和机器人公司。该公司开发与工业 4.0 兼容的系统、产品和服务。特别是，其产品组合包括完整的机器人系列，包括机械臂解决方案。自 1978 年以来，柯马一直在制造这些机器，旨在整合和改进所有工业领域的创新应用。有几种机械臂，它们的有效载荷能力不同。尽管如此，他们仍利用物联网和人工智能技术自主运营。

使用这些解决方案的第三方 3D 打印公司

CEAD

CEAD 是一家位于代尔夫（Delf）的荷兰公司，开发大型 3D 打印机。这家公司脱颖而出，因为它提供基于机器人的解决方案，将打印和 CNC 铣削过程结合在一个过程中。另一个解决方案是 AM Flexbot，这是一种基于机器人的大规模 3D 打印解决方案。西门子 Sinumerik 控制器负责控制柯马机器人手臂，因此不需要任何机器人控制器。该控制器在沿其路径移动的同时可以控制31个轴。您的 AM Flexbot 可以通过附加功能进行扩展，例如转台、附加机器人或其他生产流程（例如 CNC 铣削）。它是具有特定应用的定制解决方案的完美选择。

Weber Additive 的DXR 系列

德国公司 Weber Additive 致力于开发不同的制造技术，也有用于 3D 打印的机械臂解决方案。Weber 的 DXR 机器人系统具有能够进行 3D 打印的高质量挤出机。挤出机由 6 轴工业机器人提供动力，使其能够精确移动。其基于制造商 Kuka 的机械臂及其 AE 系列挤出机可根据客户的需求进行调整，以提供最佳结果。这些系统提供了巨大的优势，例如具有 6 轴运动学的 3D 打印、制造头的可变角度或在现有零件上套印等等。您可以在下面的视频中查看这一解决方案：

Hyperion Robotics 的机械臂

Hyperion Robotics 于2019 年在赫尔辛基成立，是一家专注于建筑行业的公司。它使用增材制造来设计更实惠的结构，希望使市场更具可持续性，最重要的是，更加自动化。为此，它依赖于 KUKA 机器人，在该机器人上安装了能够沉积 Hyperion Robotics 材料的挤出机。这是一种特殊的混凝土混合物，由于回收的废物成分，使用的水泥量减少了。它还设计了自己的软件，可以与任何机器人一起工作。在应用方面，这家芬兰公司已经建造了装饰元素、模仿珊瑚礁的结构和能源基础设施。

△图片来源：Hyperion Robotics

海量维度（Massive Dimension）

顾名思义，Massive Dimension 是大幅面 3D 挤出机和全套解决方案的制造商，包括交钥匙机器人打印单元。具体来说，该公司成立的目标是为可持续解决方案做出贡献，以减少地球上的浪费。目前，Massive Dimension 的解决方案以聚合物颗粒 3D 打印为中心。对于他们的机器人单元，它们包括来自 ABB 的六轴工业机械臂。与 ABB 3D 打印 Powerpac 软件结合使用时，用户可以访问易于理解的颗粒 3D 打印工作流程。该公司指出，他们的机械臂是为机器人打印定制的，包括大幅面打印，这要归功于3x 5 x 5 英尺的构建体积。此外，这些单元还可以进一步定制，以满足每个用户的个人需求。

轨道复合材料（Orbital Composites）

Orbital Composites 旨在颠覆 3D 打印行业。他们认为，机器人技术是解决行业面临的限制，如规模、速度、强度和设计的答案。他们的 Orbital S 是第一台为工业规模制造的机器人 3D 打印机，旨在解决这些问题。这款令人印象深刻的机器人的最大速度为 2m/s，最大有效载荷为 10kg，最大范围为 1.1m。构建平台为 1m x 1m x 1m，能够创建相对较大的最终用途部件。此外，用户可以选择材料。采用库卡KR10 R1100机械臂；库卡是公司的官方合作伙伴。

△OrbitalComposites 的 Orbital S 机器人 3D 打印机。图片来源：轨道复合材料

Dyze Design et Pulsar

Pulsar 是最先进的大型高速塑料颗粒挤出机。它的设计有一个目标：尽可能快速且廉价地 3D 打印大型零件。Pulsar 与用于 3D 打印的机械臂兼容，能够生产高达 500 mm3/s (2.5 kg/h) 的材料。它也可用于 1.00 毫米至 5.00 毫米的大喷嘴。最后，Pulsar 已准备好应对所有环境条件。水冷回路确保整个系统处于恒温状态。通过额外的隔热罩，Pulsar 可以承受 200°C 的环境。这使得机器与 PEEK、Ultem 和 PSU 等塑料材料兼容。

Branch Technology

Branch Technology公司大规模地结合了增材制造、预制和数字技术。由于他们的专利技术，它使设计师和建筑师团队能够想象、组合并最终建造那些以前用传统施工方法无法实现的结构。他们开展的一个项目的一个例子是建造一个使用 KUKA 机器人技术的 3D 打印展馆。机器人与 3D 打印的结合使与他们合作的 Gould Turnes Group 的建筑师和设计师不仅能够解决最终结构的建造问题，而且能够从头到尾完成设计过程。应用于 KUKA 机器人的 3D 打印工艺是一个很好的组合，因为它可以制造更精确的部件。

MX3D

如果您对 WAAM 技术感兴趣，那么您几乎肯定听说过 MX3D。这家荷兰公司因其创建的全3D打印的金属桥而引起轰动，该桥目前位于阿姆斯特丹市中心。在其他大型金属 3D 打印壮举中，这使它们成为许多领域的热门选择。该公司将机械臂用于其解决方案。更具体地说，MX3D 在其 M1 金属增材制造系统中使用了 8 轴 ABB 工业机器人系统，可以制造中型到大型金属零件。为了简化流程，该公司还提供了 MetalXL，这是一种控制其基于 WAAM 的系统的软件，可确保按预期制造零件，控制从设计到实际打印过程中监控的一切。

△mx3D打印机

Continuous Composites

Continuous Composites 被 NASA 选中，使用其专利的连续纤维 3D 打印 ( CF3D ) 技术 生产用于空间应用的低热膨胀系数 (CTE) 开放等网格复合结构。该打印机将高性能复合材料与快速固化的热固性树脂相结合。他们说，这将证明打印机能够以出色的准确性和精度进行高质量和一致的打印。该打印机是可配置和可扩展的，因此可以应用于各种尺寸的项目。他们求助于柯马来满足他们对机械臂的需求。

△带有柯马手臂的机器人 3D 打印机能够使用连续碳纤维生产热固性物体（照片来源：ContinuousComposites）