南極のクマのまとめ: 海外市場における 12 のロボットアーム 3D プリントソリューション

付加製造が産業化されるにつれて、業界が大型付加製造にますます注目するようになるという明らかな傾向に気づくでしょう。これは、特に FDM を使用する大型のマシンでは実現できますが、ロボットアームもユーザーに多くの利点を提供します。ロボットアームは、その長いリーチにより大規模な印刷が可能になるだけでなく、複数の軸と、部品の製造にサポート構造が通常必要ないという事実により、より大きな自由度も実現します。
ロボットアームを製造しているメーカーはほんの一握りですが、3D プリントメーカーはポリマーと金属の両方の付加製造ソリューションにすでにロボットアームを使用しています。この記事では、Antarctic Bear が現在市場に出回っている 13 社のオリジナルロボットアームのメーカーと改造ソリューションをまとめています。

オリジナルロボットアームメーカー
クーカ
ドイツ企業 KUKA は、電子機器、自動車、ヘルスケア産業の製造プロセスの合理化を可能にするロボットを提供しており、自動化市場のリーダーの 1 つであることは間違いありません。 KUKA は積層造形向けのソリューションを開発しています。したがって、金属、プラスチック、さらにはコンクリート部品の製造に使用されるロボット 3D プリンターの多くに KUKA ブランドが付いているのも不思議ではありません。一例として、KR QUANTEC シリーズのロボットアームが挙げられます。このシリーズは、2,671 ～ 3,904 mm のマシンと 120 ～ 300 kg の負荷容量を提供します。
△Besix3D用コンクリート押出ノズルを装備したKR QUANTECロボットアーム（写真提供：KUKA）
ABB社
ABB グループは、3D プリントに使用されるものを含むロボットアームを製造する多国籍企業です。同社のロボットポートフォリオは多様で、消費者のニーズを満たすさまざまな種類の産業用ロボットを備えています。同社の RobotStudio® プログラムは、ロボットアプリケーション向けの世界で最も人気のあるオフラインプログラミングおよびシミュレーションツールです。同社によれば、同社のソリューションを通じて、ユーザーは柔軟性を解き放ち、ビジネスの生産性を次のレベルに引き上げることができるという。特に積層造形に関しては、独自のニーズに合わせてロボットを設計することもできます。下の写真に示すように、持続可能な 3D 印刷業界の発展に取り組む企業である Massive Dimension では、ABB の 6 軸産業用ロボットが使用されています。
△IMTS2022におけるMassive DimensionとABBの積層造形デモンストレーション。画像出典: Massive Dimension
コマウ<br /> Comau はイタリアの産業オートメーションおよびロボット工学企業です。同社は、インダストリー4.0に対応したシステム、製品、サービスを開発しています。特に、同社の製品ポートフォリオには、ロボットアームソリューションを含むあらゆる種類のロボットが含まれています。 Comau は 1978 年以来、あらゆる産業分野における革新的なアプリケーションの統合と改善を目的としてこれらの機械を製造してきました。ロボットアームにはいくつかの種類があり、それぞれ積載量が異なります。それにもかかわらず、IoT と AI 技術を使用して自律的に動作します。

これらのソリューションを使用しているサードパーティの3Dプリント企業
CEAD
CEAD は、デルフに拠点を置き、大規模な 3D プリンターを開発しているオランダの企業です。この会社は、印刷と CNC ミリングのプロセスを 1 つのプロセスに組み合わせたロボットベースのソリューションを提供している点で際立っています。もう 1 つのソリューションは、ロボットベースの大規模 3D 印刷ソリューションである AM Flexbot です。 Siemens Sinumerik コントローラーが Comau ロボットアームを制御するため、ロボットコントローラーは必要ありません。コントローラは、パスに沿って移動しながら 31 軸を制御できます。 AM Flexbot は、回転テーブル、追加のロボット、またはその他の製造プロセス (CNC ミリングなど) などの追加機能で拡張できます。特定のアプリケーション向けのカスタマイズされたソリューションに最適です。

Weber Additive の DXR シリーズ<br /> さまざまな製造技術を開発するドイツ企業 Weber Additive も、3D プリント用のロボットアームソリューションを提供しています。 Weber の DXR ロボットシステムは、3D プリントが可能な高品質の押し出し機を備えています。押し出し機は 6 軸産業用ロボットによって駆動され、精密な動きを実現します。メーカー Kuka とその AE シリーズ押出機をベースにしたロボットアームは、顧客のニーズに合わせて調整でき、最良の結果を提供します。これらのシステムには、6 軸運動学による 3D プリント、ビルドヘッドの可変角度、既存の部品へのオーバープリントなど、多くの大きな利点があります。このソリューションの動作は以下のビデオでご覧いただけます。

ハイペリオン・ロボティクスのロボットアーム
Hyperion Robotics は、建設業界に特化した企業として 2019 年にヘルシンキで設立されました。同社は、市場をより持続可能にし、そして最も重要なことに、より自動化することを目指して、付加製造技術を使用してより手頃な構造物を設計しています。このため、同社は、Hyperion Robotics の材料を堆積できる押し出し機を搭載した KUKA ロボットを活用しています。廃棄物の成分をリサイクルすることでセメント使用量を削減した特殊なコンクリートミックスです。また、あらゆるロボットで動作するように独自のソフトウェアも設計しました。応用面では、このフィンランド企業は装飾的な要素、サンゴ礁を模倣した構造物、エネルギーインフラを構築してきました。
△画像提供：Hyperion Robotics
巨大な次元
名前が示すように、Massive Dimension は、ターンキーロボット印刷セルを含む、大型 3D 押し出し機と完全なソリューションのメーカーです。具体的には、地球上の廃棄物を削減するための持続可能なソリューションに貢献することを目標に設立されました。現在、Massive Dimension のソリューションは、ポリマーペレットを使用した 3D プリントを中心に展開されています。ロボットセルには、ABB 社の 6 軸産業用ロボットアームが組み込まれています。 ABB の 3D Printing Powerpac ソフトウェアと組み合わせて使用すると、ユーザーはわかりやすいペレット 3D 印刷ワークフローにアクセスできるようになります。同社によれば、同社のロボットアームは、3 x 5 x 5フィートの造形容積により、大判印刷を含むロボット印刷用にカスタム構築されているという。さらに、ユニットは各ユーザーの個々のニーズに合わせてさらにカスタマイズできます。

オービタルコンポジッツ
Orbital Composites は 3D プリント業界に革命を起こすことを目指しています。彼らは、規模、スピード、強度、デザインなど、業界が直面している制限を解決するにはロボット工学が答えだと信じています。同社の Orbital S は、産業規模向けに構築された初のロボット 3D プリンターであり、これらの問題に対処するように設計されています。この印象的なロボットは、最高速度 2m/s、最大積載量 10kg、最大到達距離 1.1m を誇ります。ビルドプラットフォームは 1m x 1m x 1m で、比較的大きな最終用途部品の作成が可能になります。さらに、ユーザーは素材を選択できます。ロボットアームはKUKA KR10 R1100で、KUKAは同社の公式パートナーです。
△Orbital Composites社のOrbital Sロボット3Dプリンター。画像提供: Rail Composites
ダイズデザインとパルサー
Pulsar は、最先端の大規模高速プラスチックペレット押出機です。これは、できるだけ迅速かつ安価に大型部品を 3D プリントするという 1 つの目標を念頭に置いて設計されました。 Pulsar は 3D プリントに使用されるロボットアームと互換性があり、最大 500 mm3/s (2.5 kg/h) の材料を生産できます。 1.00mm～5.00mmの大きめのノズルも使用可能です。最後に、Pulsar はあらゆる環境条件に対応できるようになりました。水冷回路により、システム全体の温度が一定に保たれます。追加のヒートシールドにより、Pulsar は最大 200°C の環境に耐えることができます。これにより、マシンは PEEK、Ultem、PSU などのプラスチック材料と互換性を持つようになります。

ブランチテクノロジー
Branch Technology は、積層造形、プレファブリケーション、デジタル技術を大規模に組み合わせています。特許取得済みの技術により、デザイナーと建築家のチームは、従来の建設方法では不可能だった構造物を想像し、組み合わせ、最終的に構築できるようになりました。彼らが取り組んだプロジェクトの一例としては、KUKA ロボット技術を使用した 3D プリントパビリオンの建設があります。ロボット工学と 3D プリントの組み合わせにより、協力した建築家やデザイナーである Gould Turnes Group は、最終的な構造物の建設だけでなく、最初から最後までの設計プロセスにも取り組むことができました。 KUKA ロボットに適用された 3D プリントプロセスは、より精密な部品を製造できるため、優れた組み合わせです。

MX3D
WAAM テクノロジーに興味があるなら、MX3D について聞いたことがあるはずです。このオランダ企業は、アムステルダムの中心部に現在立っている、完全に3Dプリントされた金属製の橋を製作し、大きな話題を呼んでいる。他の大型金属 3D プリント技術の中でも、この技術は多くの分野で人気のある選択肢となっています。同社はその解決策としてロボットアームを採用している。具体的には、MX3D は、中型から大型の金属部品を製造できる M1 金属積層製造システムに 8 軸 ABB 産業用ロボットシステムを使用しています。同社は、プロセスを効率化するために、WAAM ベースのシステムを制御し、設計から実際の印刷プロセス中の監視まですべてを制御して、部品が意図したとおりに製造されるようにするソフトウェアである MetalXL も提供しています。
△mx3Dプリンター
連続複合材料
Continuous Composites 社は最近、特許取得済みの Continuous Fiber 3D Printing (CF3D) 技術を使用して、宇宙用途向けの低熱膨張係数 (CTE) オープンアイソグリッド複合構造を製造する企業として NASA に選ばれました。このプリンターは、高性能複合材料と速硬化性熱硬化性樹脂を組み合わせています。これにより、プリンターが並外れた正確さと精度で高品質かつ一貫した印刷物を生成できる能力が実証されると同社は言う。プリンターは構成可能かつ拡張可能なので、さまざまな規模のプロジェクトに適用できます。彼らはロボットアームのニーズを満たすために Comau に頼りました。
△ Comau アームを備えたロボット 3D プリンターは、連続炭素繊維を使用して熱硬化性オブジェクトを製造できます (写真提供: Continuous Composites)

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