Если вы в последнее время бродили по производственным помещениям или производственным помещениям, вы, вероятно, заметили, что две большие тенденции сильно сталкиваются: роботизированные системы становятся более гибкими, а 3D-печать (аддитивное производство, для людей, которые любят причудливые термины) выходит далеко за рамки крошечных прототипов. Несколько лет назад люди думали, что 3D-печать предназначена только для изготовления настольных безделушек или одноразовых деталей, но теперь она появляется повсюду, от аэрокосмической отрасли до строительства, и секретным соусом, позволяющим добиться этого, являются роботизированные системы. Как поставщик робототехнических систем, я воочию убедился, что объединение роботов с 3D-печатью — это не просто уловка; он решает проблемы, которые не могут решить 3D-принтеры старой школы и статическая автоматизация. Давайте разберем реальные, меняющие правила игры приложения, которые уже существуют, а также то, почему эта комбинация меняет то, как мы создаем вещи.
Если вы в последнее время занимаетесь производством или механической обработкой, вы, вероятно, заметили, что сталкиваются две основные тенденции: роботизированные системы становятся все более и более гибкими, а 3D-печать (аддитивное производство, для тех, кто любит причудливые термины) вышла далеко за пределы стадии небольших прототипов. Несколько лет назад люди думали, что 3D-печать когда-то использовалась для изготовления настольных безделушек или одноразовых деталей, но теперь она процветает во всем, от аэрокосмической отрасли до строительства, а робототехнические системы являются секретным соусом, который делает все это возможным. Как поставщик робототехнических систем, я воочию убедился, что сочетание робототехники и 3D-печати — это больше, чем просто уловка; он решает проблемы, которые не могут решить 3D-принтеры старой школы и статическая автоматизация. Давайте разберем по-настоящему революционные приложения, которые уже существуют, и почему эта комбинация меняет то, как мы создаем вещи.
Прежде всего, давайте поговорим о крупноформатной 3D-печати — деталях, которые слишком велики даже для самых гигантских статических 3D-принтеров. Очень большие: компоненты ветряных турбин, детали транспортных контейнеров, строительные модули для жилья и даже полноразмерные прототипы автомобильных шасси. Традиционные 3D-принтеры ограничены фиксированным объемом печати; если вам нужна деталь длиннее 10 футов, вам придется либо разрезать ее на крошечные, слабые части, которые склеиваются вечно, либо вообще забыть о ней. Роботы исправляют это, потому что они могут перемещать печатающую часть (экструдер, лазер или устройство нанесения материала) по 6 осям движения, что больше, чем по 3 осям стандартного декартового 3D-принтера. Это означает, что вы можете напечатать деталь любого размера, и вам не придется никаких фиксированных рамок.
Для начала поговорим о широкоформатной 3D-печати — подумайте о деталях, которые не поместятся даже в самые громоздкие статические 3D-принтеры. Например, действительно большие: компоненты ветряных турбин, детали транспортных контейнеров, модули для строительства домов и даже полноразмерные прототипы автомобильных шасси. Традиционные 3D-принтеры ограничены фиксированным объемом печати; если вам нужна деталь длиной более 10 футов, вам придется либо разрезать ее на маленькие хрупкие кусочки и потратить много времени на их склеивание, либо вообще отказаться от нее. Роботы решают эту проблему, поскольку они могут перемещать конец отпечатка (экструдер, лазер или устройство нанесения материала) по 6 осям движения — гораздо больше, чем по 3 осям стандартного декартового 3D-принтера. Это означает, что вы можете печатать детали любого размера и больше не ограничены фиксированной рамкой.
Недавно мы работали с клиентом, изготавливающим индивидуальные бетонные жилые модули с использованием этой установки. Вместо массивного и дорогого статического 3D-принтера, занимающего половину производственного цеха, они установили роботизированную руку на рельсе, которая охватывает всю длину производственного цеха. Робот плавно движется по рельсам, укладывая бетон слой за слоем, корректируя свой путь в реальном времени в соответствии с изогнутыми стенками модуля. Больше никаких нарезок деталей и слабых соединений. Это намного быстрее, чем печатать небольшие секции и собирать их, а детали прочнее, поскольку материал укладывается по одному непрерывному пути. Это не просто демонстрация — они уже устанавливают эти модули в проектах доступного жилья, и другие строительные компании следуют их примеру.
Недавно мы работали с клиентом, который использовал эту установку для создания индивидуальных модулей бетонного дома. Вместо того, чтобы использовать большую, дорогую, статическую 3D-машину, занимающую половину производственного цеха, принтер вместо этого устанавливает роботизированную руку на направляющую, которая охватывает всю длину производственного цеха. Робот плавно движется по рельсам, укладывая бетон слой за слоем, корректируя свой путь в реальном времени в соответствии с изогнутыми стенками модуля. Больше никаких вырезаемых деталей и слабых швов. Это намного быстрее, чем печатать небольшие сегменты и затем собирать их, а детали прочнее, поскольку материал укладывается непрерывно. Это не просто демонстрация — они уже устанавливают эти модули в проектах доступного жилья, и другие строительные компании следуют их примеру.
Следующим шагом является универсальность материалов, огромная проблема для обычных 3D-принтеров. Большинство настольных или небольших промышленных 3D-принтеров используют один или два материала одновременно, например, пластик PLA или ABS. Но когда вы объединяете робота с 3D-печатью, вы можете на лету менять инструменты для работы со всеми видами материалов, даже смешивая их в процессе печати. Мы говорим о металле, керамике, бетоне, еде, биопластике и многом другом. Некоторые из наших клиентов из аэрокосмической отрасли используют его для печати деталей с металлическими вставками, встроенными в пластиковую рамку, что идеально подходит для компонентов, которые должны быть легкими, но прочными там, где это важно. Другие смешивают переработанный пластик с бетоном для получения строительных материалов, значительно сокращая количество отходов.
Далее следует разнообразие материалов, которое является большой проблемой для обычных 3D-принтеров. Большинство настольных или небольших промышленных 3D-принтеров могут использовать одновременно только один или два материала, например пластик PLA или ABS. Но объедините роботов с 3D-принтерами. После объединения отпечатков вы можете в любой момент менять инструменты, использовать различные материалы и даже смешивать материалы в процессе печати. Мы говорим о металле, керамике, бетоне, еде, биопластике и многом другом. Некоторые из наших клиентов из аэрокосмической отрасли используют его для печати пластиковых деталей рамы со встроенными в них металлическими вставками — идеальное решение для компонентов, которые должны быть легкими, но требуют высокой прочности в ключевых областях. Другие смешивают переработанный пластик с бетоном для изготовления строительных материалов, резко сокращая количество отходов.
Подождите, и не будем забывать о ремонте и обслуживании. Роботы предназначены не только для изготовления новых деталей — они также могут ремонтировать существующие. Представьте себе лопасть ветряной турбины, которая взлетает на высоту 500 футов. Вы не можете принести весь клинок на завод для сварки, верно? Но если у вас есть портативная роботизированная система с возможностью 3D-печати, вы можете поднести ее к турбине, отсканировать поврежденное место на лопасти и распечатать специальную ремонтную заплату прямо на месте. Это не гипотеза – мы видели это на примере энергетических компаний. Это сокращает время ремонта с дней до часов и экономит миллионы во время простоев. Это заставляет задуматься, почему кто-то будет ждать, чтобы отправить сломанную деталь через всю страну, если вы можете починить ее там, где она есть, с помощью роботизированной 3D-печати.
Подождите, не забудем про ремонт и обслуживание. Роботы могут не только изготавливать новые детали, но и ремонтировать существующие. Представьте себе, что лопасть ветряной турбины дает трещину на высоте 500 футов. Вы не можете отправить весь клинок обратно на завод для сварки, верно? Но если у вас есть комплект 3D-печати, портативная роботизированная система может поднести его к турбине, отсканировать поврежденную область на лопасти, а затем на месте распечатать индивидуальную ремонтную заплату. Это не гипотетически – мы уже видели это на практике на энергетических компаниях. Это сократило время ремонта с дней до часов и сэкономило миллионы долларов на простоях. Это заставляет людей задуматься: зачем отправлять поврежденные детали на ремонт по всей стране, если можно использовать роботизированную 3D-печать для ремонта на месте?
Кроме того, есть специальные производственные площади, например, для мелкосерийных или единичных деталей, с которыми обычная автоматизация не может справиться. Если вы производитель медицинского оборудования, вам может понадобиться индивидуальный тазобедренный имплантат, соответствующий анатомии конкретного пациента, или небольшой ремесленный производитель мебели, которому нужны изогнутые детали для стула по индивидуальному заказу. Производство старой школы (например, обработка на станках с ЧПУ или литье под давлением) слишком дорого для небольших партий — вам приходится изготавливать тысячи деталей, чтобы покрыть затраты на оснастку. Роботизированная 3D-печать меняет ситуацию, поскольку она управляется программным обеспечением. Вы можете просто загрузить 3D-модель, настроить ее до нужного вам размера или формы и нажать «Печать» — никаких специальных инструментов и длительного времени на настройку. Местный магазин велосипедов, с которым мы работаем, использует его для изготовления велосипедных рам по индивидуальному заказу для гонщиков с необычными размерами тела. Вместо того, чтобы заказывать рамки у крупного производителя, который взимает дополнительную плату, они используют наши роботизированные системы для печати легких и прочных рамок за пару часов.
Кроме того, есть область индивидуального производства, например, мелкосерийное или единичное производство деталей, с которым обычная автоматизация не справляется. Если вы производитель медицинского оборудования, вам может понадобиться специальный имплантат тазобедренного сустава, соответствующий анатомии конкретного пациента, или вы небольшой производитель мебели, желающий изготовить изогнутую деталь для стула по индивидуальному заказу. Старые методы производства (такие как обработка на станках с ЧПУ или литье под давлением) слишком дороги для небольших партий — вам придется изготавливать тысячи деталей, чтобы распределить затраты на оснастку. 3D-печать роботов меняет ситуацию, поскольку она управляется программным обеспечением. Вы просто загружаете 3D-модель, настраиваете ее до нужного вам размера или формы и нажимаете «Печать» — никаких специальных инструментов или длительной настройки. Один местный магазин велосипедов, с которым мы работаем, воспользовался этим, изготовив велосипедные рамы по индивидуальному заказу для велосипедистов с особым типом телосложения. Вместо того, чтобы заказывать рамки у крупных производителей, которые берут высокие цены, они используют нашу роботизированную систему для печати легких и прочных рамок за считанные часы.
Теперь давайте перейдем к той части, которая в последнее время у всех на уме: насколько легко использовать эту штуку? Многие думают, что роботы предназначены только для команд робототехников, но это уже не так. Мы создали системы, которые позволяют любому управлять ими без необходимости программирования. Например, наша система сварочного робота без кода позволяет научить робота траектории 3D-печати, просто перемещая его руку по желаемой форме с помощью ручного управления, что проще, чем написание G-кода для статических 3D-принтеров. Это изменило правила игры для малых предприятий, у которых нет специальной команды по автоматизации. Они могут использовать эти роботизированные системы для 3D-печати без необходимости нанимать кого-то для программирования в течение нескольких недель.
Теперь давайте поговорим о том, что сегодня у всех на уме: насколько легко использовать эту штуку? Многие думают, что роботы предназначены только для команды робототехников, но это уже не так. Мы создаем системы, чтобы ими мог управлять каждый, без необходимости программирования. Например, наша система сварочного робота без кода позволяет научить робота траектории 3D-печати, просто перемещая руку с помощью портативного контроллера и позволяя ей принимать желаемую форму — это намного проще, чем программировать букву G для статического 3D-принтера. Код намного проще. Для малого бизнеса, у которого нет выделенных групп по автоматизации, это меняет правила игры. Они могут использовать эти роботизированные системы для 3D-печати, не тратя недели на найм кого-то для их программирования.
Подождите, а что насчет мобильности? Некоторым из этих роботизированных установок 3D-печати даже не обязательно иметь стационарный завод. Мы разработали портативные варианты, такие как портативная сварочная роботизированная система и портативная роботизированная сварочная система, которые можно загрузить в грузовик и доставить на рабочие места, в зоны стихийных бедствий или даже в отдаленные шахты. Горнодобывающая компания в Канаде использовала портативного робота для печати нестандартных запасных частей для тяжелого оборудования из металла прямо на шахте. Им не нужно ждать, пока детали будут доставлены из города, что сокращает время простоев и обеспечивает бесперебойную работу. Просто дико думать, что можно приехать к шахте с помощью небольшого робота, отсканировать сломанную деталь, распечатать новую и вернуться к работе за один день.
Подождите, а что насчет мобильности? Некоторые роботы 3D Печатное оборудование даже не нуждается в ремонте на заводе. Мы представили портативные варианты, такие как наша портативная сварочная роботизированная система и портативная роботизированная сварочная система, которые можно загружать в грузовики и транспортировать на строительные площадки, в районы стихийных бедствий и даже на отдаленные горнодобывающие предприятия. Горнодобывающая компания в Канаде использует портативных роботов для добычи золота на месте добычи. Печать запасных частей для тяжелой техники на заказ. Им не нужно ждать доставки запчастей из города, что сокращает время простоев и обеспечивает бесперебойную работу. Невероятно представить, что вы можете подъехать к руднику с небольшим роботизированным устройством, отсканировать поврежденную деталь, распечатать новую и вернуться к работе в тот же день.
Я хочу быть настоящим — здесь не только солнечный свет и радуга. Есть еще препятствия. Первоначальная стоимость роботизированной системы и инструмента для 3D-печати может быть выше, чем стоимость стандартного настольного 3D-принтера, особенно для малого бизнеса. Существует также кривая обучения, даже при использовании систем без кодирования: вам все равно нужно понимать, как различные материалы ведут себя при экструзии, например, как затвердевает бетон или как металл охлаждается, чтобы избежать деформации. Но технологии становятся лучше с каждым годом, затраты снижаются, и появляется больше обучающих ресурсов, которые помогут командам быстро учиться.
Я буду честен: здесь не только солнечный свет и радуга. Есть еще препятствия. Первоначальная стоимость роботизированной системы и инструментов 3D-печати может быть выше, чем стоимость стандартного настольного 3D-принтера, особенно для малого бизнеса. Существует также проблема с кривой обучения, даже при использовании системы без кодирования — вам все равно необходимо понимать, как различные материалы ведут себя при экструзии, например, как затвердевает бетон или как металл охлаждается, чтобы избежать деформации. Но технологии совершенствуются с каждым годом, стоимость снижается, и появляется все больше и больше ресурсов для обучения, которые помогут командам быстро освоиться.
Как поставщик роботизированных систем, мы видели, как развивается каждая часть этого пространства, и единственное, что выделяется, — это то, насколько адаптируемы эти системы. Речь идет не просто о замене старых технологий, речь идет об открытии новых возможностей, которых раньше не существовало. Несколько лет назад никто не думал, что можно напечатать полноценный модуль корпуса на месте, отремонтировать лопасть ветряной турбины, не поднимаясь на 500 футов, или изготовить велосипедную раму по индивидуальному заказу в небольшой мастерской. Сейчас все это происходит, и основой этого являются роботы.
Как поставщик робототехнических систем мы наблюдаем развитие каждого аспекта этой области, и что особенно бросается в глаза, так это то, насколько адаптируемы эти системы. Это не просто замена старых технологий – это открывает новые возможности, которых раньше не было. Несколько лет назад никто не думал, что можно напечатать целый модуль корпуса на месте, или отремонтировать лопасть ветряной турбины, не поднимаясь на 500 футов, или сделать велосипедную раму на заказ в небольшой мастерской. Сейчас все это происходит, и основой всего этого являются роботы.
Если вам интересно, как это может работать на ваш бизнес — независимо от того, работаете ли вы в сфере строительства, аэрокосмической отрасли, медицинского оборудования или даже мелкосерийного производства, — я бы посоветовал вам обратиться к нам. Мы всегда рады рассказать, как наши роботизированные системы, такие как портативные сварочные коботы или любые другие наши установки, можно адаптировать к вашим конкретным потребностям. Мы не предлагаем универсальных решений; мы работаем с вами, чтобы создать что-то, что решит именно ваши проблемы.
Если вам интересно, как это может работать в вашем бизнесе — будь то строительство, аэрокосмическая промышленность, медицинское оборудование или мелкосерийное производство — я советую вам связаться с нами. Мы всегда рады рассказать вам, как одну из наших роботизированных систем, например нашу портативную систему сварочных коботов или любую другую конфигурацию, можно настроить в соответствии с вашими конкретными потребностями. Мы не предлагаем универсальных решений; мы работаем с вами, чтобы создать решение, которое решит именно вашу проблему.
Не позволяйте шумихе вокруг 3D-печати или роботов обмануть вас: эта комбинация никуда не денется, и она меняет способы производства практически всего. Речь идет не только о более быстром производстве; речь идет о том, чтобы сделать производство более гибким, доступным и устойчивым. И как поставщик роботизированных систем мы гордимся тем, что являемся частью этого. Если вы хотите поговорить больше, позвоните нам — мы здесь, чтобы помочь.
Не позволяйте шумихе вокруг 3D-печати или робототехники обмануть вас — эта комбинация никуда не денется и меняет способы производства практически всего. Речь идет не только о более быстром производстве; речь идет о том, чтобы сделать производство более гибким, доступным и устойчивым. Как поставщик роботизированных систем, мы гордимся тем, что являемся частью этого. Если вы хотите поговорить дальше, пожалуйста, свяжитесь с нами – мы здесь, чтобы помочь.
Ссылки Ссылки
- АСТМ Интернешнл. (2022). Аддитивное производство крупногабаритных компонентов: тенденции и применение. Получено с astm.org.
АСТМ Интернешнл. (2022). Аддитивное производство крупных деталей: тенденции и применение. Получено с astm.org. - Ассоциация индустрии робототехники. (2023). Коллаборативные роботы в аддитивном производстве: отраслевой отчет за 2023 год. Получено с сайта roboticsonline.org.
Ассоциация робототехнической промышленности. (2023). Коллаборативные роботы в аддитивном производстве: отраслевой отчет за 2023 год. Получено с сайта roboticsonline.org. - Строительная робототехника. (2022). 3D-печать для жилищного строительства на месте: тематические исследования и отраслевая аналитика. Получено с сайта Constructionrobotics.com.
Строительная робототехника. (2022). 3D-печать жилья на месте: тематические исследования и отраслевая информация. Получено с сайта Constructionrobotics.com. - Общество инженеров-технологов. (2023). Мелкосерийное аддитивное производство: снижение затрат с помощью роботизированных систем. Получено с сайта sme.org.
Общество инженеров-технологов. (2023). Малосерийное аддитивное производство: снижение затрат за счет роботизированных систем. Получено с сайта sme.org.
