Jeśli ostatnio kręcisz się po przestrzeniach produkcyjnych, prawdopodobnie zauważyłeś, że dwa duże trendy mocno się zderzają: coraz bardziej elastyczne systemy robotyczne i druk 3D (produkcja przyrostowa, dla ludzi, którzy lubią wymyślne terminy) wykraczający daleko poza małe prototypy. Kilka lat temu ludzie myśleli, że druk 3D służy wyłącznie do wytwarzania bibelotów na biurko lub jednorazowych części, ale teraz pojawia się wszędzie, od lotnictwa po budownictwo, a sekretnym sekretem tego stanu rzeczy są systemy robotów. Jako dostawca systemów robotycznych widziałem na własne oczy, że łączenie robotów z drukiem 3D to nie tylko chwyt marketingowy; rozwiązuje problemy, których nie są w stanie rozwiązać oldschoolowe drukarki 3D i statyczna automatyzacja. Przyjrzyjmy się rzeczywistym, zmieniającym reguły gry aplikacjom, które już istnieją, oraz wyjaśnijmy, dlaczego to połączenie zmienia sposób, w jaki tworzymy rzeczy.
Jeśli ostatnio poruszasz się po świecie produkcji lub obróbki skrawaniem, prawdopodobnie zauważyłeś, że zderzają się dwa główne trendy: systemy robotyczne stają się coraz bardziej elastyczne, a druk 3D (wytwarzanie przyrostowe, dla tych, którzy lubią wymyślne terminy) wyszedł daleko poza etap małego prototypu. Kilka lat temu ludzie myśleli, że druk 3D był kiedyś używany do wytwarzania bibelotów lub części jednorazowych do komputerów stacjonarnych, ale teraz kwitnie we wszystkim, od lotnictwa po budownictwo, a systemy robotyki to sekretny sos, który to wszystko umożliwia. Jako dostawca systemów robotyki widziałem na własne oczy, że połączenie robotyki i druku 3D to coś więcej niż tylko chwyt marketingowy; rozwiązuje problemy, których nie mogą rozwiązać tradycyjne drukarki 3D i automatyzacja statyczna. Przyjrzyjmy się naprawdę przełomowym aplikacjom, które już istnieją i wyjaśnijmy, dlaczego to połączenie zmienia sposób, w jaki tworzymy rzeczy.
Na początek porozmawiajmy o wielkoformatowym druku 3D – pomyślmy o częściach, które są zbyt duże dla nawet najbardziej gigantycznych statycznych drukarek 3D. Naprawdę duże: elementy turbin wiatrowych, części kontenerów transportowych, moduły konstrukcyjne do budynków mieszkalnych, a nawet pełnowymiarowe prototypy podwozi samochodów. Tradycyjne drukarki 3D są ograniczone stałą objętością; jeśli potrzebujesz części dłuższej niż 3 metry, musisz albo pokroić ją na małe, słabe sekcje, których sklejenie zajmuje całą wieczność, albo całkowicie o tym zapomnieć. Roboty rozwiązują ten problem, ponieważ mogą przesuwać część drukującą (wytłaczarkę, laser lub urządzenie do odkładania materiału) w 6 osiach ruchu, czyli o wiele więcej niż w 3 osiach standardowej kartezjańskiej drukarki 3D. Oznacza to, że możesz wydrukować część o dowolnym rozmiarze, bez stałego pudełka, które Cię powstrzymuje.
Na początek porozmawiajmy o wielkoformatowym druku 3D – pomyśl o częściach, które nie zmieszczą się nawet w najbardziej nieporęcznych, statycznych drukarkach 3D. Na przykład te naprawdę duże: elementy turbin wiatrowych, części kontenerów transportowych, moduły do budowy domów, a nawet pełnowymiarowe prototypy podwozi samochodów. Tradycyjne drukarki 3D są ograniczone do stałej objętości roboczej; jeśli potrzebujesz takiego, który ma więcej niż 10. W przypadku części o długości stopy musisz albo pociąć go na małe, delikatne kawałki i spędzić dużo czasu na sklejaniu ich, albo całkowicie zrezygnować. Roboty rozwiązują ten problem, ponieważ mogą przesuwać koniec wydruku (wytłaczarkę, laser lub depozytor materiału) w 6 osiach ruchu — znacznie więcej niż w 3 osiach standardowej kartezjańskiej drukarki 3D. Oznacza to, że możesz drukować części o dowolnym rozmiarze i nie są już ograniczone stałym pudełkiem.
Niedawno współpracowaliśmy z klientem tworzącym niestandardowe moduły obudowy betonowej przy użyciu tej konfiguracji. Zamiast ogromnej, drogiej statycznej drukarki 3D zajmującej połowę hali produkcyjnej, zamontowali ramię robota na torze rozciągającym się na całej długości hali produkcyjnej. Robot płynnie porusza się po torze, układając beton warstwa po warstwie, dopasowując w czasie rzeczywistym swoją ścieżkę do zakrzywionych ścian modułu. Koniec z krojeniem części i słabymi połączeniami. Jest to o wiele szybsze niż drukowanie małych sekcji i ich składanie, a części są mocniejsze, ponieważ materiał jest układany jedną ciągłą ścieżką. To nie jest tylko demonstracja — moduły już są instalowane w niedrogich projektach mieszkaniowych, a inne firmy budowlane podążają ich śladem.
Niedawno współpracowaliśmy z klientem, który używał tego urządzenia do tworzenia niestandardowych modułów domów betonowych. Zamiast używać dużej, drogiej, statycznej maszyny 3D, która zajmowała połowę hali produkcyjnej, drukarka zamiast tego montuje ramię robota na torze rozciągającym się na całej długości hali produkcyjnej. Robot płynnie porusza się po torze, układając beton warstwa po warstwie, dostosowując w czasie rzeczywistym swoją ścieżkę do zakrzywionych ścian modułu. Koniec z wycinaniem części i słabymi szwami. Jest to znacznie szybsze niż drukowanie małych segmentów, a następnie ich składanie, a części są mocniejsze, ponieważ materiał jest ułożony ciągłą ścieżką. To nie jest tylko demonstracja — moduły już instalują w niedrogich projektach mieszkaniowych, a inne firmy budowlane podążają ich śladem.
Następna w kolejce jest wszechstronność materiałów, która jest ogromnym problemem w przypadku zwykłych drukarek 3D. Większość stacjonarnych lub małych przemysłowych drukarek 3D jest obciążona jednym lub dwoma materiałami na raz, takimi jak plastik PLA lub ABS. Ale gdy połączysz robota z drukiem 3D, możesz na bieżąco wymieniać narzędzia, aby pracować z wszelkiego rodzaju materiałami, a nawet mieszać je w połowie druku. Mówimy o metalu, ceramice, betonie, żywności, biotworzywach, co tylko chcesz. Niektórzy z naszych klientów z branży lotniczej używają tego do drukowania części z metalowymi wkładkami osadzonymi w plastikowej ramie – idealnie nadaje się do komponentów, które muszą być lekkie, ale mocne tam, gdzie to ma znaczenie. Inni mieszają tworzywa sztuczne pochodzące z recyklingu z betonem w celu uzyskania materiałów budowlanych, znacznie ograniczając ilość odpadów.
Następną kwestią jest różnorodność materiałów, która jest dużym problemem w przypadku zwykłych drukarek 3D. Większość stacjonarnych lub małych przemysłowych drukarek 3D może używać tylko jednego lub dwóch materiałów na raz – takich jak plastik PLA lub ABS. Ale połącz roboty z drukarkami 3D. Po połączeniu wydruku możesz w dowolnym momencie zmieniać narzędzia, używać różnorodnych materiałów, a nawet mieszać materiały w trakcie procesu drukowania. Mówimy o metalu, ceramice, betonie, żywności, biotworzywach, co tylko chcesz. Niektórzy z naszych klientów z branży lotniczej wykorzystują tę metodę do drukowania plastikowych części ram z osadzonymi w nich metalowymi wkładkami — jest to idealne rozwiązanie w przypadku komponentów, które muszą być lekkie, ale wymagają dużej wytrzymałości w kluczowych obszarach. Inni mieszają tworzywa sztuczne pochodzące z recyklingu z betonem w celu uzyskania materiałów budowlanych, drastycznie ograniczając ilość odpadów.
Poczekaj i nie zapominajmy o naprawach i konserwacji. Roboty nie służą tylko do wytwarzania nowych części – mogą także naprawiać istniejące. Wyobraź sobie łopatę turbiny wiatrowej, która pęka w powietrzu na wysokość 500 stóp. Nie można przywieźć całego ostrza do fabryki w celu spawu, prawda? Jeśli jednak masz przenośny system robota z możliwością drukowania 3D, możesz przenieść go do turbiny, zeskanować uszkodzone miejsce na ostrzu i wydrukować niestandardową łatkę naprawczą na miejscu. To nie jest hipoteza – widzieliśmy to w akcji w firmach energetycznych. Skraca czas naprawy z dni do godzin i pozwala zaoszczędzić miliony na przestojach. Zastanawiasz się, dlaczego ktokolwiek miałby czekać z wysyłką uszkodzonej części po całym kraju, skoro możesz ją naprawić na miejscu, korzystając z druku 3D wspomaganego przez robota.
Czekaj, nie zapominajmy o naprawach i konserwacji. Roboty mogą nie tylko wytwarzać nowe części, ale także naprawiać te już istniejące. Wyobraź sobie, że na łopacie turbiny wiatrowej pojawia się pęknięcie na wysokości 500 stóp. Nie można wysłać całego ostrza z powrotem do fabryki w celu zespawania, prawda? Ale jeśli masz zestaw 3D, przenośny system robotyczny po stronie druku może przenieść go do turbiny, zeskanować uszkodzony obszar na łopacie, a następnie wydrukować na miejscu dostosowaną do indywidualnych potrzeb łatkę naprawczą. Nie jest to hipotetyczne – widzieliśmy to już w praktyce w przypadku przedsiębiorstw energetycznych. Skróciło to czas naprawy z dni do godzin i pozwoliło zaoszczędzić miliony na przestojach. To sprawia, że ludzie zastanawiają się: po co wysyłać uszkodzone części do naprawy po całym kraju, skoro można skorzystać z druku 3D wspomaganego przez robota, aby naprawić je na miejscu?
Następnie istnieje niestandardowa przestrzeń produkcyjna, na przykład w przypadku małych partii lub jednorazowych części, z którymi zwykła automatyzacja nie jest w stanie sobie poradzić. Jeśli jesteś producentem urządzeń medycznych, możesz potrzebować niestandardowego implantu biodrowego, który pasuje do anatomii konkretnego pacjenta, lub małego, rzemieślniczego producenta mebli, który potrzebuje niestandardowych zakrzywionych części do krzesła. Produkcja oldschoolowa (taka jak obróbka CNC lub formowanie wtryskowe) jest zbyt droga w przypadku małych partii – trzeba wyprodukować tysiące części, aby pokryć koszty oprzyrządowania. Zrobotyzowany druk 3D to zmienia, ponieważ opiera się na oprogramowaniu. Możesz po prostu przesłać model 3D, dostosować go do dokładnie takiego rozmiaru lub kształtu, jakiego potrzebujesz, i rozpocząć drukowanie – bez specjalnych narzędzi i długiego czasu konfiguracji. Lokalny sklep rowerowy, z którym współpracujemy, wykorzystuje to do produkcji niestandardowych ram rowerowych dla rowerzystów o nietypowych rozmiarach ciała. Zamiast zamawiać ramki u dużego producenta, który pobiera wyższą opłatę, korzystają z naszych systemów robotycznych, aby wydrukować lekkie i trwałe ramki w ciągu kilku godzin.
Następnie istnieje obszar produkcji niestandardowej, na przykład części o małej objętości lub pojedynczych egzemplarzy, z którymi konwencjonalna automatyzacja nie jest w stanie sobie poradzić. Jeśli jesteś producentem urządzeń medycznych, możesz potrzebować niestandardowego implantu biodrowego, który pasuje do anatomii konkretnego pacjenta, lub jesteś małym rzemieślnikiem, który chce wykonać niestandardową zakrzywioną część krzesła. Tradycyjne metody produkcji (takie jak obróbka CNC lub formowanie wtryskowe) są zbyt drogie w przypadku małych partii — trzeba by wyprodukować tysiące części, aby rozłożyć koszty oprzyrządowania. Robots 3D Printing zmienia to, ponieważ opiera się na oprogramowaniu. Po prostu przesyłasz model 3D, dostosowujesz go do dokładnie takiego rozmiaru lub kształtu, jakiego potrzebujesz, i drukujesz – bez specjalnych narzędzi i długiego czasu konfiguracji. Jeden z lokalnych sklepów rowerowych, z którym współpracujemy, wykorzystał tę sytuację, wykonując niestandardowe ramy rowerowe dla rowerzystów o specjalnych typach budowy ciała. Zamiast zamawiać ramki od dużych producentów, którzy pobierają wysokie składki, korzystają z naszego zrobotyzowanego systemu, który drukuje lekkie i trwałe ramki w ciągu kilku godzin.
Przejdźmy teraz do części, o której wszyscy ostatnio myślą: jak łatwo jest korzystać z tych rzeczy? Wiele osób uważa, że roboty są przeznaczone tylko dla zespołów robotyków, ale to już nieprawda. Stworzyliśmy systemy, które pozwalają każdemu je obsługiwać, bez konieczności kodowania. Na przykład nasz system robota spawalniczego bez kodu pozwala nauczyć robota ścieżki drukowania 3D po prostu przesuwając jego ramię po pożądanym kształcie za pomocą dłoni, co jest o wiele prostsze niż pisanie kodu G dla statycznych drukarek 3D. To zmieniło zasady gry w małych firmach, które nie mają dedykowanego zespołu ds. automatyzacji. Mogą używać tych systemów robotów do drukowania 3D bez konieczności zatrudniania kogoś do programowania przez tygodnie.
Porozmawiajmy teraz o tym, o czym wszyscy myślą obecnie: jak łatwo jest z tego korzystać? Wiele osób uważa, że roboty są przeznaczone tylko dla zespołu robotyków, ale już tak nie jest. Budujemy systemy tak, aby każdy mógł je obsługiwać, bez konieczności programowania. Na przykład nasz system robota spawalniczego bez kodu pozwala nauczyć robota ścieżki drukowania 3D, po prostu przesuwając ramię za pomocą ręcznego kontrolera i pozwalając mu uzyskać pożądany kształt — jest to znacznie łatwiejsze niż zaprogramowanie litery G dla statycznej drukarki 3D. Kod jest znacznie prostszy. Dla małych firm, które nie mają dedykowanych zespołów ds. automatyzacji, jest to rewolucja. Mogą używać tych zrobotyzowanych systemów do drukowania 3D bez konieczności spędzania tygodni na zatrudnianiu kogoś, kto je programuje.
Czekaj, a co z mobilnością? Niektóre z tych zrobotyzowanych konfiguracji drukowania 3D nie muszą nawet znajdować się w stałej fabryce. Stworzyliśmy przenośne opcje, takie jak nasz przenośny system robotów spawalniczych i przenośny system robotów spawalniczych, które można załadować na ciężarówkę i zabrać na miejsce pracy, do stref klęski żywiołowej, a nawet do odległych kopalni. Kanadyjska firma górnicza użyła przenośnego robota do wydrukowania niestandardowych części zamiennych do ciężkiego sprzętu z metalu, bezpośrednio w kopalni. Nie muszą czekać na wysyłkę części z miasta, co skraca przestoje i zapewnia płynność operacji. To szaleństwo pomyśleć, że możesz podjechać do kopalni z zestawem małego robota, zeskanować uszkodzoną część, wydrukować nową i wrócić do pracy w ciągu jednego dnia.
Czekaj, a co z mobilnością? Niektóre roboty 3D Sprzęt drukujący nie wymaga nawet naprawy w fabryce. Wprowadziliśmy opcje przenośne, takie jak nasz przenośny system robota spawalniczego i przenośny system spawania robota, który można załadować na ciężarówki i przetransportować na budowy, obszary dotknięte klęską, a nawet odległe miejsca wydobycia. Firma wydobywcza w Kanadzie wykorzystuje przenośne roboty do wykorzystania złota na miejscu w kopalniach. Drukowanie niestandardowych części zamiennych do ciężkiego sprzętu. Nie muszą czekać na wysyłkę części z miasta, co skraca przestoje i zapewnia płynność operacji. To niewiarygodne, że można pojechać na teren kopalni z małym robotem, zeskanować uszkodzoną część, wydrukować nową i wrócić do pracy tego samego dnia.
Chcę tu być prawdziwy – to nie tylko słońce i tęcze. Nadal istnieją przeszkody. Początkowy koszt systemu robota i narzędzia do drukowania 3D może być wyższy niż w przypadku standardowej stacjonarnej drukarki 3D, szczególnie w przypadku małych firm. Istnieje również krzywa uczenia się, nawet w przypadku systemów bez kodów - nadal musisz zrozumieć, jak zachowują się różne materiały podczas wytłaczania, na przykład, jak utwardza się beton lub jak metal stygnie, aby uniknąć wypaczenia. Jednak z każdym rokiem technologia jest coraz lepsza, koszty spadają i pojawia się więcej zasobów szkoleniowych, które pomagają zespołom szybko się uczyć.
Powiem szczerze – to nie tylko słońce i tęcze. Nadal istnieją przeszkody. Początkowy koszt systemu zrobotyzowanego i narzędzi do drukowania 3D może być wyższy niż w przypadku standardowej stacjonarnej drukarki 3D, szczególnie w przypadku małych firm. Istnieje również problem krzywej uczenia się, nawet w przypadku systemu bez kodu — nadal musisz zrozumieć, jak zachowują się różne materiały podczas wytłaczania, na przykład jak krzepnie beton lub jak metal stygnie, aby uniknąć wypaczenia. Jednak technologia poprawia się z roku na rok, koszty spadają i pojawia się coraz więcej zasobów szkoleniowych, które pomagają zespołom szybko nabrać tempa.
Jako dostawca systemów robotycznych widzieliśmy ewolucję każdej części tej przestrzeni, a jedyną rzeczą, która się wyróżnia, jest łatwość adaptacji tych systemów. Nie chodzi tylko o zastąpienie starej technologii, ale o otwarcie nowych możliwości, które wcześniej nie istniały. Kilka lat temu nikt nie pomyślał, że można wydrukować na miejscu cały moduł obudowy, naprawić łopatę turbiny wiatrowej bez wspinania się na wysokość 150 metrów lub wykonać niestandardową ramę roweru w małym sklepie. Teraz to wszystko się dzieje, a podstawą tego są roboty.
Jako dostawca systemów robotyki widzieliśmy ewolucję każdego aspektu tej dziedziny, a tym, co wyróżnia się, jest łatwość adaptacji tych systemów. Nie chodzi tylko o zastąpienie starej technologii – to otwarcie nowych możliwości, które wcześniej nie istniały. Kilka lat temu nikt nie pomyślał, że można wydrukować cały moduł obudowy na miejscu, naprawić łopatę turbiny wiatrowej bez wspinania się na wysokość 150 metrów lub wykonać niestandardową ramę roweru w małym sklepie. Teraz to wszystko się dzieje, a podstawą tego wszystkiego są roboty.
Jeśli jesteś ciekawy, jak to może wpłynąć na Twoją firmę – niezależnie od tego, czy działasz w branży budowlanej, lotniczej, wyrobów medycznych, czy nawet zajmujesz się produkcją małych partii – zachęcam Cię do skontaktowania się z nami. Zawsze chętnie pokażemy, jak nasze systemy robotów, takie jak przenośne systemy cobotów spawalniczych lub dowolne inne konfiguracje, można dostosować do Twoich konkretnych potrzeb. Nie tworzymy rozwiązań uniwersalnych; współpracujemy z Tobą, aby zbudować coś, co rozwiąże dokładnie Twoje problemy.
Jeśli ciekawi Cię, jak może to zadziałać w Twojej firmie – niezależnie od tego, czy działasz w branży budowlanej, lotniczej, wyrobów medycznych, czy też zajmujesz się produkcją niskoseryjną – zachęcam do kontaktu z nami. Zawsze chętnie przeprowadzimy Cię przez proces dostosowywania jednego z naszych systemów robotycznych, np. przenośnego cobota spawalniczego lub dowolnej innej konfiguracji, do Twoich konkretnych potrzeb. Nie tworzymy rozwiązań uniwersalnych; współpracujemy z Tobą, aby stworzyć rozwiązanie, które rozwiąże Twój dokładny problem.
Nie daj się zwieść szumowi wokół druku 3D i robotów — to połączenie na stałe pozostanie w naszej ofercie i zmienia sposób, w jaki produkujemy prawie wszystko. Nie chodzi tylko o szybszą produkcję; chodzi o to, aby produkcja była bardziej elastyczna, dostępna i bardziej zrównoważona. Jako dostawca systemów robotycznych jesteśmy dumni, że możemy być tego częścią. Jeśli chcesz porozmawiać więcej, zadzwoń do nas – jesteśmy tutaj, aby Ci pomóc.
Nie daj się zwieść szumowi wokół druku 3D i robotyki – to połączenie na stałe zagościło i zmienia sposób, w jaki produkujemy prawie wszystko. Nie chodzi tylko o szybszą produkcję; chodzi o uczynienie produkcji bardziej elastyczną, dostępną i zrównoważoną. Jako dostawca systemów robotycznych jesteśmy dumni, że możemy być tego częścią. Jeśli chcesz porozmawiać dalej, skontaktuj się z nami – jesteśmy tutaj, aby Ci pomóc.
Referencje Referencje
- Międzynarodowy ASTM. (2022). Produkcja przyrostowa komponentów wielkogabarytowych: trendy i zastosowania. Pobrano z astm.org
Międzynarodowy ASTM. (2022). Produkcja przyrostowa dużych części: trendy i zastosowania. Pobrano z astm.org - Stowarzyszenie Przemysłu Robotycznego. (2023). Roboty współpracujące w produkcji przyrostowej: raport branżowy za rok 2023. Pobrano z roboticsonline.org
Stowarzyszenie Przemysłu Robotycznego. (2023). Roboty współpracujące w produkcji przyrostowej: raport branżowy 2023. Pobrano z roboticsonline.org - Robotyka Budowlana. (2022). Druk 3D na miejscu w budownictwie mieszkaniowym: studia przypadków i spostrzeżenia branżowe. Źródło: Constructionrobotics.com
Robotyka Budowlana. (2022). Drukowanie 3D obudowy na miejscu: studia przypadków i spostrzeżenia branżowe. Źródło: Constructionrobotics.com - Stowarzyszenie Inżynierów Produkcji. (2023). Produkcja przyrostowa w małych partiach: redukcja kosztów dzięki systemom robotycznym. Pobrano z sme.org
Stowarzyszenie Inżynierów Produkcji. (2023). Produkcja przyrostowa na małą skalę: redukcja kosztów dzięki systemom robotycznym. Pobrano z sme.org
