机器人如何帮助添加剂制造商提高精度

机器人越来越多地促进了增材制造，提高了制造零件的效率、精度和尺寸。在这个不断增长的领域，长期的行业领导者和初创公司用机器人提高了增材制造(3D打印)的效果。

硅谷初创企业Arevo和发那科美国(Fanuc America)是两家利用机器人辅助生产单件组件的公司。这是众多在该领域进行创新的公司中的两家，他们致力于制造更大的部件，消除薄弱的关节。

相比之下，总部位于美国马萨诸塞州奥本的德国公司Physik Instrumente (PI)。该公司在其部件中钻取亚微米精度，这反过来又使增材制造商在增材制造过程中获得更高的精度。

从一开始就最大化自动化

Arevo成立于2013年，是一家初创企业，开发了直接数字技术，可根据客户的需求生产坚固、轻便的零部件。这家硅谷公司的联合创始人兼首席技术官(CTO)维纳·蒙德西尔(Wiener Mondesir)介绍了该公司的专有软件Xplorator是如何制造轻型碳纤维复合材料的。

图2:后处理后的光滑表面。礼貌:FANUC / RIA(/标题)

在Arevo创建了第一个原型后，它添加了机器人，以提供多路访问能力和在3D空间定向的能力。Arevo使用碳纤维复合材料，可以在短时间内从概念转变为功能产品。其工业级连续纤维3D打印系统可以打印高达一立方米体积的部件。

Key一路走来都是赢家

Arevo接受客户的零件订单，并继续开发碳纤维复合材料的新用途，每月举办一次黑客马拉松。从这些黑客松中，它开发出了广受欢迎的连续碳纤维网球拍和家具。Arevo今年在另一个项目中开发了一款碳纤维自行车Superstrata，最初只是作为技术和产品演示，但也有一个令人兴奋的市场。它的框架是用Arevo的Xplorator设计的一整块碳纤维，打印在Aqua平台上。每辆自行车都是定制的，以适应不同的腿长和车身尺寸。

Arevo正在扩大其位于加州米尔皮塔斯(Milpitas)农场的5台Aqua打印机的印刷能力，为越南的一个新农场增加15台Aqua打印机。越南的农场计划增加到100台机器。“在新冠疫情期间，它可能是唯一一个开放并加速发展的国家，而我们的首席执行官恰好来自那里。”

快速重新设计和周转是关键。蒙德西尔说:“如果你能够以这样的速度前进，你就有能力在飞行中改变，如果有些东西不起作用，你就会做出改变并继续下去。自动化使这一切成为可能。”

用于大型零件增材制造的金属丝

总部位于密歇根州罗切斯特山的发那科美国公司(Fanuc America Corp.)。该公司是美国第一大机器人制造商，在汽车、航空航天、农业设备和许多其他行业拥有广泛的客户。它的母公司发那科1956年在日本成立。

发那科美国公司还通过与专门从事机器人集成构建自动化系统的合作伙伴合作，为航空航天工业提供执行增材制造或3D打印的机器人。

焊丝增材制造(WAAM)的最新进展允许在机器人辅助下创建大型部件。发那科美国公司总经理马克·舍勒(Mark Scherler)说，焊丝工艺可以制造出适用于汽车和飞机的金属部件。

Scherler说:“当挤压头可以放在机器人上时，它就从三轴系统变成了六轴系统。”“所以很明显，我们可以用机器人模型以多种方式操纵头部，这些模型提供了比标准添加剂系统所允许的更大的包膜。这样你就可以制造更大的部件了。”

Scherler表示，他对添加剂工艺带来的新可能性感到兴奋，包括设计的灵活性、重量的减轻以及更高效的设计。“它为制造业开辟了许多新思路。”发那科的100人研发团队中，只有一部分人专注于增材制造，但这一重点已经扩大。

例如，Scherler说:“几年前，我并没有真正考虑使用焊接丝添加添加剂。但是这个过程已经足够成熟，人们正在使用它。能够把它放在我们的机器人上并制造一个部件是非常令人兴奋的。”

此外，发那科还采用了协作机器人(cobot)的概念，允许人类在机器人工作时与之互动或站在机器人旁边，而不需要将机器人与人类分开的标准保护。发那科已经在Fabtech等展会上展示了协作机器人，为航空航天工业典型的小金属零件执行WAAM。在生产制造中，这样的部件可能有三到四英尺高。

增材制造系统的珩磨精度

Physik Instrumente (PI)是一家德国公司，在美国设有分支机构，美国总部位于马萨诸塞州奥本。，专注于运动系统，为增材制造系统创造最高精度的部件。PI精密自动化技术经理马修·普莱斯(Matthew Price)表示，PI有一个40至50人的团队，致力于为客户制造更精确的部件，这些部件通常具有微米和亚微米级的特征。

图6:纳米世界中的增材制造。用于纳米结构的TERA-Fab台式打印机。它采用一个紧凑的3D压电纳米定位平台(型号P-611 PI NanoCube)来移动束笔阵列下的衬底。礼貌:TERA-print / RIA(/标题)

PI的目标是继续提高使用机器人进行增材制造的制造商的性能。“我们不会拥有他们拥有的那种材料/工艺专业知识。他们永远不会拥有我们拥有的那种精密自动化专业知识。当你把两者结合在一起时，我认为这就是你真正得到最好结果的方式。”

劳拉·莫瑞兹是特约编辑机器人工业协会(RIA)和机器人在线．RIA是一个非营利性的行业协会，致力于通过机器人技术和相关自动化来提高北美制造业和服务业的区域、国家和全球竞争力。这篇文章最初出现在RIA网站上．RIA是CFE媒体内容合作伙伴推进自动化协会(A3)的一部分。由副主编克里斯·瓦夫拉编辑，控制工程， CFE媒体与技术，cvavra@cfemedia.com．

更多的见解

关键词:机器人、增材制造

考虑一下这个

有什么好处你的公司能从增材制造和协作机器人中获益吗?

原始内容可以在www.robotics.org．

您是否具有本内容中提到的主题的经验和专业知识?你应该考虑为我们的CFE媒体编辑团队做出贡献，并获得你和你的公司应得的认可。点击在这里开始这个过程。