Wenn Sie sich in letzter Zeit in der Fertigung oder Fertigung aufgehalten haben, ist Ihnen wahrscheinlich das Aufeinanderprallen zweier großer Trends aufgefallen: Robotersysteme werden immer flexibler und 3D-Druck (additive Fertigung, für die Leute, die ausgefallene Begriffe lieben) geht weit über winzige Prototypen hinaus. Vor ein paar Jahren glaubte man, der 3D-Druck sei nur für die Herstellung von Schmuckstücken oder Einzelstücken auf dem Schreibtisch gedacht, doch mittlerweile taucht er überall auf, von der Luft- und Raumfahrt bis hin zum Baugewerbe – und Robotersysteme sind das Geheimnis, das dies ermöglicht. Als Lieferant von Robotersystemen habe ich aus erster Hand gesehen, dass die Kombination von Robotern mit 3D-Druck nicht nur eine Spielerei ist; Es löst Probleme, die mit 3D-Druckern der alten Schule und statischer Automatisierung nicht gelöst werden können. Lassen Sie uns die echten, bahnbrechenden Anwendungen aufschlüsseln, die es bereits gibt, und erklären, warum diese Kombination die Art und Weise verändert, wie wir Dinge herstellen.
Wenn Sie sich in letzter Zeit mit der Fertigungs- oder Bearbeitungswelt beschäftigt haben, ist Ihnen wahrscheinlich aufgefallen, dass zwei große Trends aufeinanderprallen: Robotersysteme werden immer flexibler, und der 3D-Druck (additive Fertigung, für diejenigen, die ausgefallene Begriffe mögen) hat das Stadium kleiner Prototypen weit hinter sich gelassen. Vor ein paar Jahren glaubte man, dass der 3D-Druck einst zur Herstellung von Desktop-Schnickschnack oder Wegwerfteilen verwendet wurde, aber jetzt blüht er in allen Bereichen auf, von der Luft- und Raumfahrt bis zum Baugewerbe – und Robotiksysteme sind das Geheimnis, das das alles möglich macht. Als Anbieter von Robotiksystemen habe ich aus erster Hand gesehen, dass die Kombination von Robotik und 3D-Druck mehr als nur eine Spielerei ist; Es löst Probleme, die mit 3D-Druckern der alten Schule und statischer Automatisierung nicht gelöst werden können. Lassen Sie uns die wirklich bahnbrechenden Anwendungen aufschlüsseln, die es bereits gibt, und warum diese Kombination die Art und Weise verändert, wie wir Dinge herstellen.
Lassen Sie uns zunächst über den großformatigen 3D-Druck sprechen – denken Sie an Teile, die selbst für die gigantischsten statischen 3D-Drucker zu groß sind. Wirklich groß: Windturbinenkomponenten, Teile von Schiffscontainern, Baumodule für Wohnhäuser, sogar Prototypen von Autofahrgestellen in Originalgröße. Herkömmliche 3D-Drucker sind durch ihr festes Bauvolumen begrenzt; Wenn Sie ein Teil benötigen, das länger als 10 Fuß ist, müssen Sie es entweder in winzige, schwache Abschnitte schneiden, deren Zusammenkleben ewig dauert, oder es ganz vergessen. Roboter beheben das, weil sie ihr Druckende (den Extruder, Laser oder Materialauftraggeber) in sechs Bewegungsachsen bewegen können – viel mehr als die drei Achsen eines standardmäßigen kartesischen 3D-Druckers. Das bedeutet, dass Sie Teile in jeder gewünschten Größe drucken können, ohne dass Ihnen eine feste Box im Wege steht.
Lassen Sie uns zunächst über den großformatigen 3D-Druck sprechen – denken Sie an die Teile, die nicht einmal in die sperrigsten statischen 3D-Drucker passen würden. Zum Beispiel die ganz Großen: Komponenten von Windkraftanlagen, Teile von Schiffscontainern, Module für den Hausbau und sogar Prototypen von Autofahrgestellen in Originalgröße. Herkömmliche 3D-Drucker sind auf ein festes Bauvolumen beschränkt; Wenn Sie eines benötigen, das mehr als 10 Fuß lang ist, müssen Sie es entweder in kleine, zerbrechliche Stücke schneiden und viel Zeit damit verbringen, sie zusammenzukleben, oder Sie geben ganz auf. Roboter lösen dieses Problem, weil sie das Ende des Drucks (Extruder, Laser oder Materialauftraggeber) in sechs Bewegungsachsen bewegen können – weit mehr als die drei Achsen eines standardmäßigen kartesischen 3D-Druckers. Das bedeutet, dass Sie Teile jeder Größe drucken können und nicht mehr an eine feste Box gebunden sind.
Wir haben kürzlich mit einem Kunden zusammengearbeitet, der mit diesem Aufbau maßgeschneiderte Betonwohnmodule herstellte. Anstelle eines riesigen, teuren statischen 3D-Druckers, der die Hälfte ihrer Fabrikhalle einnimmt, montierten sie einen Roboterarm auf einer Schiene, die sich über die gesamte Länge ihrer Produktionshalle erstreckt. Der Roboter bewegt sich nahtlos entlang der Schiene, trägt Schicht für Schicht Beton auf und passt seinen Weg in Echtzeit an die gekrümmten Wände des Moduls an. Keine zerschneidenden Teile mehr, keine schwachen Verbindungen mehr. Das ist viel schneller, als kleine Abschnitte zu drucken und zusammenzusetzen, und die Teile sind stabiler, weil das Material in einem kontinuierlichen Pfad abgelegt wird. Dies ist nicht nur eine Demo – sie installieren diese Module bereits in bezahlbaren Wohnprojekten, und andere Bauunternehmen folgen diesem Beispiel.
Wir haben vor Kurzem mit einem Kunden zusammengearbeitet, der dieses Gerät zur Herstellung individueller Hausmodule aus Beton nutzte. Anstatt eine große, teure, statische 3D-Maschine zu verwenden, die die halbe Fabrikhalle einnimmt, montiert der Drucker stattdessen einen Roboterarm auf einer Schiene, die sich über die gesamte Länge der Produktionshalle erstreckt. Der Roboter bewegt sich nahtlos entlang der Schiene, trägt Schicht für Schicht Beton auf und passt seinen Weg in Echtzeit an die gekrümmten Wände des Moduls an. Keine schneidenden Teile mehr, keine schwachen Nähte mehr. Das ist viel schneller, als kleine Segmente zu drucken und sie dann zusammenzusetzen, und die Teile sind stabiler, weil das Material in einem kontinuierlichen Pfad angeordnet ist. Dies ist nicht nur eine Demonstration – sie installieren diese Module bereits in bezahlbaren Wohnprojekten, und andere Bauunternehmen folgen diesem Beispiel.
Als nächstes kommt die Materialvielfalt, ein großes Problem für normale 3D-Drucker. Die meisten Desktop- oder kleinen industriellen 3D-Drucker sind mit einem oder zwei Materialien gleichzeitig bestückt, beispielsweise PLA oder ABS-Kunststoff. Wenn Sie jedoch einen Roboter mit dem 3D-Druck kombinieren, können Sie die Werkzeuge im Handumdrehen austauschen, um mit allen Arten von Materialien zu arbeiten und diese sogar während des Drucks zu mischen. Wir reden über Metall, Keramik, Beton, Lebensmittel, Biokunststoffe und vieles mehr. Einige unserer Luft- und Raumfahrtkunden drucken damit Teile mit Metalleinsätzen, die in einen Kunststoffrahmen eingebettet sind – perfekt für Komponenten, die leicht, aber stabil sein müssen, wo es darauf ankommt. Andere mischen recycelten Kunststoff mit Beton für Baumaterialien und reduzieren so den Abfall erheblich.
Als nächstes kommt die Materialvielfalt, die bei gewöhnlichen 3D-Druckern ein großes Problem darstellt. Die meisten Desktop- oder kleinen industriellen 3D-Drucker können jeweils nur ein oder zwei Materialien verwenden – beispielsweise PLA oder ABS-Kunststoff. Aber kombinieren Sie Roboter mit 3D-Druckern. Sobald der Druck zusammengefügt ist, können Sie jederzeit die Werkzeuge wechseln, verschiedene Materialien verwenden und sogar Materialien während des Druckvorgangs mischen. Wir reden über Metall, Keramik, Beton, Lebensmittel, Biokunststoffe und vieles mehr. Einige unserer Luft- und Raumfahrtkunden drucken damit Kunststoffrahmenteile mit darin eingebetteten Metalleinsätzen – perfekt für Komponenten, die leicht sein müssen, aber in Schlüsselbereichen eine hohe Festigkeit erfordern. Andere mischen recycelten Kunststoff mit Beton als Baumaterial und reduzieren so den Abfall drastisch.
Warten Sie, und vergessen wir nicht die Reparatur und Wartung. Roboter dienen nicht nur der Herstellung neuer Teile, sie können auch bestehende Teile reparieren. Stellen Sie sich einen Windturbinenflügel vor, der in 150 Metern Höhe zerbricht. Man kann nicht die ganze Klinge zum Schweißen in eine Fabrik bringen, oder? Wenn Sie jedoch über ein tragbares Robotersystem mit 3D-Druck-Ende verfügen, können Sie es zur Turbine bringen, die beschädigte Stelle auf dem Rotorblatt scannen und direkt vor Ort einen individuellen Reparaturflicken drucken. Das ist keine Hypothese – wir haben dies bei Energieunternehmen in der Praxis gesehen. Es verkürzt die Reparaturzeit von Tagen auf Stunden und spart Ausfallzeiten in Millionenhöhe. Da fragt man sich, warum irgendjemand mit dem Versand eines kaputten Teils durch das ganze Land warten sollte, wenn man es doch dort reparieren kann, wo es ist, mit robotergestütztem 3D-Druck.
Warten Sie, vergessen wir nicht die Reparatur und Wartung. Roboter können nicht nur neue Teile herstellen, sondern auch bestehende reparieren. Stellen Sie sich vor, dass ein Rotorblatt einer Windkraftanlage in 500 Fuß Höhe einen Riss bekommt. Sie können nicht die gesamte Klinge zum Schweißen in die Fabrik zurückschicken, oder? Wenn Sie jedoch über einen Satz 3D-Drucker verfügen, kann ein tragbares Robotersystem diesen zur Turbine bringen, den beschädigten Bereich auf dem Rotorblatt scannen und dann vor Ort einen individuellen Reparaturflicken ausdrucken. Das ist keine Hypothese – wir haben es bereits in der Praxis bei Energieunternehmen gesehen. Dadurch konnte die Reparaturzeit von Tagen auf Stunden verkürzt und Ausfallzeiten in Millionenhöhe eingespart werden. Da fragen sich die Leute: Warum sollten beschädigte Teile quer durchs Land zur Reparatur geschickt werden, wenn man sie auch vor Ort mit robotergestütztem 3D-Druck reparieren kann?
Dann gibt es noch den Bereich der kundenspezifischen Fertigung, etwa für Kleinserien oder Einzelstücke, die mit der regulären Automatisierung nicht bewältigt werden können. Wenn Sie ein Hersteller medizinischer Geräte sind, benötigen Sie möglicherweise ein individuelles Hüftimplantat, das an die Anatomie eines bestimmten Patienten angepasst ist, oder Sie benötigen einen kleinen, handwerklichen Möbelhersteller, der individuell gebogene Teile für einen Stuhl benötigt. Herkömmliche Fertigung (wie CNC-Bearbeitung oder Spritzguss) ist für kleine Serien zu teuer – Sie müssen Tausende von Teilen herstellen, um die Werkzeugkosten zu decken. Der robotergestützte 3D-Druck ändert das, weil er softwaregesteuert ist. Sie können einfach ein 3D-Modell hochladen, es auf die exakte Größe oder Form anpassen, die Sie benötigen, und auf Drucken klicken – keine Spezialwerkzeuge, keine langen Einrichtungszeiten. Ein örtlicher Fahrradladen, mit dem wir zusammenarbeiten, nutzt dies, um maßgeschneiderte Fahrradrahmen für Fahrer mit ungewöhnlicher Körpergröße herzustellen. Anstatt Rahmen bei einem großen Hersteller zu bestellen, der einen Aufpreis verlangt, nutzen sie unsere Robotersysteme, um in wenigen Stunden leichte, langlebige Rahmen zu drucken.
Dann gibt es noch den Bereich der kundenspezifischen Fertigung, bei der es sich um Kleinserien oder Einzelstücke handelt, die mit der herkömmlichen Automatisierung nicht bewältigt werden können. Wenn Sie ein Hersteller medizinischer Geräte sind, benötigen Sie möglicherweise ein individuelles Hüftimplantat, das an die Anatomie eines bestimmten Patienten angepasst ist, oder Sie sind ein kleiner Möbelhersteller, der ein individuell gebogenes Teil für einen Stuhl herstellen möchte. Herkömmliche Fertigungsmethoden (wie CNC-Bearbeitung oder Spritzguss) sind für kleine Serien zu teuer – Sie müssten Tausende von Teilen herstellen, um die Werkzeugkosten zu verteilen. Der Roboter-3D-Druck ändert das, weil er softwaregesteuert ist. Sie laden einfach ein 3D-Modell hoch, passen es genau an die Größe oder Form an, die Sie benötigen, und klicken auf „Drucken“ – ohne Spezialwerkzeuge oder lange Einrichtungszeiten. Ein örtlicher Fahrradladen, mit dem wir zusammenarbeiten, machte sich dies zunutze, indem er maßgeschneiderte Fahrradrahmen für Radfahrer mit besonderen Körpertypen herstellte. Anstatt Rahmen bei großen Herstellern zu bestellen, die hohe Aufschläge verlangen, nutzen sie unser Robotersystem, um innerhalb weniger Stunden leichte, langlebige Rahmen zu drucken.
Kommen wir nun zu dem Punkt, der in letzter Zeit alle beschäftigt: Wie einfach ist dieses Zeug zu verwenden? Viele Leute denken, dass Roboter nur etwas für Teams von Robotikern sind, aber das stimmt nicht mehr. Wir haben Systeme entwickelt, mit denen jeder sie bedienen kann, ohne dass eine Programmierung erforderlich ist. Mit unserem No-Code-Schweißrobotersystem können Sie dem Roboter beispielsweise einen 3D-Druckpfad beibringen, indem Sie einfach seinen Arm per Handsteuerung durch die gewünschte Form bewegen – viel einfacher als das Schreiben von G-Code für statische 3D-Drucker. Für kleine Unternehmen, die kein eigenes Automatisierungsteam haben, hat sich das grundlegend geändert. Sie können diese Robotersysteme für den 3D-Druck nutzen, ohne jemanden wochenlang mit der Programmierung beauftragen zu müssen.
Lassen Sie uns nun über die Frage sprechen, die heutzutage jeder beschäftigt: Wie einfach ist dieses Gerät zu bedienen? Viele Leute denken, Roboter seien nur etwas für ein Team von Robotikern, aber das ist nicht mehr der Fall. Wir bauen Systeme, damit jeder sie bedienen kann, ohne dass eine Programmierung erforderlich ist. Mit unserem No-Code-Schweißrobotersystem können Sie dem Roboter beispielsweise einen 3D-Druckpfad beibringen, indem Sie einfach den Arm mit einer Handsteuerung bewegen und ihn der gewünschten Form folgen lassen – das ist viel einfacher, als ein G für einen statischen 3D-Drucker zu programmieren. Der Code ist viel einfacher. Für kleine Unternehmen, die nicht über dedizierte Automatisierungsteams verfügen, ist dies ein Wendepunkt. Sie können diese Robotersysteme für den 3D-Druck nutzen, ohne wochenlang jemanden einstellen zu müssen, der sie programmiert.
Moment, und was ist mit der Mobilität? Einige dieser Roboter-3D-Druck-Setups müssen sich nicht einmal in einer festen Fabrik befinden. Wir haben tragbare Optionen entwickelt, wie unser tragbares Schweißrobotersystem und unser tragbares Roboterschweißsystem, die auf einen LKW geladen und zu Baustellen, Katastrophengebieten oder sogar abgelegenen Minen transportiert werden können. Ein Bergbauunternehmen in Kanada nutzte einen tragbaren Roboter, um direkt in der Mine maßgeschneiderte Ersatzteile für schwere Geräte aus Metall zu drucken. Sie müssen nicht auf den Versand von Teilen aus der Stadt warten, was Ausfallzeiten reduziert und einen reibungslosen Betrieb gewährleistet. Es ist verrückt zu glauben, dass man mit einem kleinen Roboteraufbau zu einer Mine rollen, ein kaputtes Teil scannen, ein neues drucken und an einem Tag wieder an die Arbeit gehen kann.
Moment, was ist mit der Mobilität? Einige Roboter 3D Die Druckausrüstung muss nicht einmal in der Fabrik repariert werden. Wir haben tragbare Optionen eingeführt, wie unser tragbares Schweißrobotersystem und unser tragbares Roboterschweißsystem, die auf LKWs verladen und zu Baustellen, Katastrophengebieten und sogar abgelegenen Bergbaustandorten transportiert werden können. Ein kanadisches Bergbauunternehmen nutzt tragbare Roboter, um Gold vor Ort an Bergbaustandorten zu nutzen. Drucken von kundenspezifischen Ersatzteilen für schwere Geräte. Sie müssen nicht auf den Versand von Teilen aus der Stadt warten, was Ausfallzeiten reduziert und einen reibungslosen Betrieb gewährleistet. Es ist unglaublich, sich vorzustellen, dass man mit einem kleinen Robotergerät zu einer Mine fahren, ein beschädigtes Teil scannen, ein neues ausdrucken und noch am selben Tag wieder an die Arbeit gehen könnte.
Ich möchte hier authentisch sein – hier gibt es nicht nur Sonnenschein und Regenbögen. Es gibt immer noch Hürden. Die Vorabkosten für ein Robotersystem plus 3D-Druckwerkzeug können höher sein als für einen Standard-Desktop-3D-Drucker, insbesondere für kleine Unternehmen. Es gibt auch eine Lernkurve, selbst bei No-Code-Systemen – Sie müssen immer noch verstehen, wie sich verschiedene Materialien beim Extrudieren verhalten, etwa wie Beton aushärtet oder wie Metall abkühlt, um Verformungen zu vermeiden. Aber die Technologie wird von Jahr zu Jahr besser, die Kosten sinken und es entstehen immer mehr Schulungsressourcen, um Teams dabei zu helfen, schnell zu lernen.
Ich werde hier ehrlich sein – es gibt nicht nur Sonnenschein und Regenbögen. Es gibt immer noch Hindernisse. Die Vorabkosten für ein Robotersystem plus 3D-Druckwerkzeuge können höher sein als für einen Standard-Desktop-3D-Drucker, insbesondere für ein kleines Unternehmen. Es gibt auch das Problem der Lernkurve, selbst bei einem System ohne Code – Sie müssen immer noch verstehen, wie sich verschiedene Materialien beim Extrudieren verhalten, etwa wie Beton erstarrt oder wie Metall abkühlt, um Verformungen zu vermeiden. Aber die Technologie verbessert sich jedes Jahr, die Kosten sinken und es entstehen immer mehr Schulungsressourcen, um Teams dabei zu helfen, sich schnell auf den neuesten Stand zu bringen.
Als Anbieter von Robotersystemen haben wir die Entwicklung jedes Teils dieses Bereichs miterlebt, und das Einzige, was heraussticht, ist die Anpassungsfähigkeit dieser Systeme. Es geht nicht nur darum, alte Technik zu ersetzen, sondern auch darum, neue Möglichkeiten zu eröffnen, die es vorher nicht gab. Vor ein paar Jahren hätte niemand gedacht, dass man vor Ort ein komplettes Gehäusemodul drucken, einen Windturbinenflügel reparieren kann, ohne 500 Fuß hochklettern zu müssen, oder in einer kleinen Werkstatt einen maßgeschneiderten Fahrradrahmen herstellen könnte. Jetzt passiert alles und Roboter sind das Rückgrat davon.
Als Anbieter von Robotersystemen haben wir die Entwicklung aller Aspekte dieses Bereichs miterlebt, und was heraussticht, ist die Anpassungsfähigkeit dieser Systeme. Es ersetzt nicht nur alte Technologie, sondern eröffnet auch neue Möglichkeiten, die es vorher nicht gab. Vor ein paar Jahren hätte niemand gedacht, dass man ein ganzes Gehäusemodul vor Ort drucken, einen Windturbinenflügel reparieren kann, ohne 500 Fuß hochklettern zu müssen, oder einen maßgeschneiderten Fahrradrahmen in einer kleinen Werkstatt herstellen könnte. Jetzt passiert alles und Roboter sind das Rückgrat von allem.
Wenn Sie neugierig sind, wie dies für Ihr Unternehmen funktionieren könnte – egal, ob Sie im Baugewerbe, in der Luft- und Raumfahrt, bei medizinischen Geräten oder sogar in der Kleinserienfertigung tätig sind –, würde ich Sie dazu ermutigen, sich an uns zu wenden. Wir erläutern Ihnen jederzeit gerne, wie unsere Robotersysteme, wie unsere tragbaren Schweiß-Cobot-Systeme oder andere unserer Setups, an Ihre spezifischen Anforderungen angepasst werden können. Wir bieten keine Einheitslösungen an. Wir arbeiten mit Ihnen zusammen, um etwas zu entwickeln, das genau Ihre Probleme löst.
Wenn Sie neugierig sind, wie dies in Ihrem Unternehmen funktionieren könnte – sei es im Baugewerbe, in der Luft- und Raumfahrt, bei medizinischen Geräten oder in der Kleinserienfertigung –, empfehle ich Ihnen, Kontakt mit uns aufzunehmen. Wir erklären Ihnen gerne, wie eines unserer Robotersysteme, wie unser tragbares Schweiß-Cobot-System oder jede andere Konfiguration, an Ihre spezifischen Bedürfnisse angepasst werden kann. Wir bieten keine Einheitslösungen an. Gemeinsam mit Ihnen erarbeiten wir eine Lösung, die genau Ihr Problem löst.
Lassen Sie sich nicht vom Hype um 3D-Druck oder Roboter täuschen – diese Kombination wird bleiben und verändert die Art und Weise, wie wir fast alles herstellen. Es geht nicht nur um eine schnellere Produktion; Es geht darum, die Fertigung flexibler, zugänglicher und nachhaltiger zu machen. Und als Robotersystemlieferant sind wir stolz, ein Teil davon zu sein. Wenn Sie mehr darüber reden möchten, kontaktieren Sie uns – wir helfen Ihnen gerne weiter.
Lassen Sie sich nicht vom Hype um 3D-Druck oder Robotik täuschen – diese Kombination wird bleiben und die Art und Weise, wie wir fast alles herstellen, verändern. Es geht nicht nur um eine schnellere Produktion; Es geht darum, die Fertigung flexibler, zugänglicher und nachhaltiger zu machen. Als Anbieter von Robotersystemen sind wir stolz darauf, ein Teil davon zu sein. Wenn Sie weiter mit uns sprechen möchten, nehmen Sie bitte Kontakt mit uns auf – wir helfen Ihnen gerne weiter.
Referenzen Referenzen
- ASTM International. (2022). Additive Fertigung für Großbauteile: Trends und Anwendungen. Von astm.org abgerufen
ASTM International. (2022). Additive Fertigung großer Teile: Trends und Anwendungen. Von astm.org abgerufen - Verband der Robotikindustrie. (2023). Kollaborative Roboter in der additiven Fertigung: Ein Branchenbericht 2023. Von roboticsonline.org abgerufen
Verband der Roboterindustrie. (2023). Kollaborative Roboter in der additiven Fertigung: Branchenbericht 2023. Von roboticsonline.org abgerufen - Baurobotik. (2022). 3D-Druck vor Ort für den Wohnungsbau: Fallstudien und Brancheneinblicke. Von constructionrobotics.com abgerufen
Baurobotik. (2022). 3D-Druck von Wohnraum vor Ort: Fallstudien und Brancheneinblicke. Von constructionrobotics.com abgerufen - Gesellschaft der Fertigungsingenieure. (2023). Additive Kleinserienfertigung: Kostensenkung durch Robotersysteme. Von sme.org abgerufen
Gesellschaft der Fertigungsingenieure. (2023). Additive Fertigung in kleinen Stückzahlen: Kostensenkung durch Robotersysteme. Von sme.org abgerufen
