Menggabungkan Pencetakan 3D dan Robotika untuk Membuat Pabrik Cerdas

Pencetakan 3D yang dikombinasikan dengan robot industri dapat menjadi pendekatan manufaktur yang baru namun menjanjikan.

Dua pendorong utama mendorong perkembangannya:kebutuhan untuk menciptakan objek besar secara aditif dengan lebih akurat dan berulang kali, dan juga peluang untuk mencapai produksi yang lebih otomatis dan terintegrasi dengan pencetakan 3D. Seiring berkembangnya teknologi manufaktur, kombinasi ini dapat menjadi salah satu solusi untuk pertumbuhan menuju digitalisasi yang lebih besar dan manufaktur yang cerdas.

Menggabungkan robotika dan pencetakan 3D?

Kombinasi antara robot industri dan pencetakan 3D dapat dicapai dengan dua cara. Cara pertama adalah melengkapi lengan robot dengan kepala deposisi material.

Stratasys telah melakukan hal itu dengan Robotic Composite 3D Demonstrator, yang diluncurkan di IMTS pada 2016. Kepala ekstrusi berdasarkan teknologi FDM Stratasys dikombinasikan dengan perangkat keras kontrol gerak 8-sumbu industri, memungkinkan produksi bagian yang lebih besar, lebih ringan dan presisi dari filamen termoplastik.

Cara lain untuk menyatukan pencetakan 3D dan robotika adalah dengan menciptakan solusi terintegrasi di mana robot industri membantu pencetakan 3D di berbagai tahap produksi. Contoh yang baik adalah layanan pencetakan 3D yang berbasis di AS, Voodoo Manufacturing, yang telah menciptakan robot industri untuk mengotomatiskan proses manual penggantian pelat pembuatan printer, sehingga meningkatkan produktivitas di lantai pabrik.

Post-processing 3D print part juga dapat diotomatisasi dengan bantuan robotika. Methods 3D, sebuah perusahaan percetakan 3D AS, mendemonstrasikan pencucian otomatis, pengawetan, dan penyelesaian akhir dari suku cadang yang diproduksi secara aditif, yang diaktifkan oleh lengan robot Fanuc, di IMTS 2016.

Manfaat robotika

Robot industri adalah mesin otomatis yang memiliki kemampuan pengulangan tinggi dan kebebasan bergerak dalam berbagai sumbu. Pencetakan 3D terkenal karena kemampuannya untuk membuat bagian dengan geometri kompleks dengan cara yang cepat dan hemat biaya. Ketika digabungkan, manufaktur aditif robot berpotensi membuat objek berskala besar.

Dengan lengan robot multi-sumbu, printer 3D robot dapat bergerak ke berbagai arah dan mencetak 3D pada sudut yang berbeda, memperluas kebebasan menciptakan bentuk kompleks lebih jauh lagi. Selain itu, jenis teknologi ini biasanya tidak menggunakan struktur pendukung apa pun. Meskipun ini berarti bahwa objek yang dibuat dengan pencetakan 3D robotik harus mandiri, tantangan ini dapat diselesaikan dengan reorientasi platform bangunan, memungkinkan overhang.

Kombinasi robotika dan pencetakan 3D juga bermanfaat dalam hal pengelolaan material yang lebih baik. Pencetakan 3D mengurangi limbah material, karena material hanya disimpan jika diperlukan. Oleh karena itu, pencetakan 3D robotik menghadirkan pendekatan manufaktur yang berkelanjutan.

Sementara pasar untuk manufaktur aditif robotik masih dalam masa pertumbuhan, meskipun menawarkan solusi, menggunakan berbagai bahan dan teknologi, untuk sejumlah industri.

Misalnya, industri pengecoran logam dapat memanfaatkan sistem Robotic Additive Manufacturing (RAM), yang dikembangkan oleh Viridis3D. Saat ini, Viridis3D menawarkan empat sistem RAM, yang dikembangkan dalam kemitraan dengan EnvisionTEC. Tidak seperti printer Robotic 3D berbasis FDM Stratasys, sistem RAM melibatkan teknologi pengaliran pengikat dan bekerja terutama dengan pasir. Ini menggunakan lengan robot industri ABB dengan kepala inkjet, yang menyimpan lapisan pasir dan pengikat cair ke platform pencetakan. Pasir secara bertahap menyatu, menciptakan benda padat yang besar.

Salah satu pengguna sistem RAM, Perusahaan Pengecoran Hazleton, percaya bahwa pencetakan 3D pasir robotik adalah pengubah permainan untuk industri pengecoran logam, sebagian karena menyediakan platform yang dapat diskalakan untuk memproduksi kustom, inti dan cetakan pasir yang kompleks secara geometris lebih cepat dan sesuai permintaan.

Pencetakan 3D dan robotika:kasus penggunaan

Industri konstruksi dapat menjadi salah satu penerima manfaat terbesar dari pencetakan 3D robotik. Beberapa perusahaan konstruksi telah beralih ke lengan robot industri untuk mencetak 3D dengan berbagai bahan.

Start-up Prancis XtreeE, misalnya, telah melengkapi lengan robot ABB dengan ekstruder beton untuk membuat geometri kompleks bangunan setinggi 14 m. Printer 3D ini memungkinkan desainer dan arsitektur untuk bereksperimen dengan berbagai bentuk berkat kebebasan bergerak dari lengan robot industri. Dalam kemitraan dengan perusahaan teknik sipil dan arsitektur, XtreeE telah mengembangkan portofolio proyek yang mengesankan. Menjelajahi konsep desain dan konstruksi yang berkelanjutan, proyek XtreeE mencakup panel fasad cetak 3D, kolom, bangku, dan bahkan paviliun.

Pembuatan aditif robotik dengan logam juga dimungkinkan. MX3D Metal adalah contoh yang bagus dari printer 3D hybrid, yang dikembangkan oleh perusahaan Belanda MX3D. Printer 3D menggabungkan robot industri dan mesin las untuk membuat konstruksi tiga dimensi logam besar. Menggunakan berbagai logam dalam bentuk kawat, mesin melelehkan dan menggabungkan sejumlah kecil material sekaligus, menghasilkan struktur bentuk bebas tanpa menggunakan penyangga. Perusahaan ini menjadi berita utama dengan jembatan baja sepanjang 12 meter yang dicetak 3D tahun lalu, yang akan diselesaikan dan dipasang pada akhir 2018.

Perusahaan lain yang memajukan aplikasi pencetakan 3D robotik dalam konstruksi adalah Ai Build yang berbasis di London. Sejak didirikan pada tahun 2015, Ai Build telah mengembangkan kecerdasan buatan dan visi komputer untuk digunakan dengan pencetakan 3D skala besar. Hal ini menghasilkan AiMaker – robot, kepala alat pencetakan 3D bertenaga AI, yang dapat dipasang ke lengan robot apa pun, memungkinkan pembuatan aditif potongan arsitektur skala besar dari plastik. Algoritme AI yang dikombinasikan dengan sensor dan kamera memungkinkan AiMaker memantau proses pencetakan dan mendeteksi masalah apa pun yang terjadi.

Melihat ke masa depan

Robot industri cerdas dan mesin aditif yang dikombinasikan dengan kecerdasan buatan dapat memiliki cakupan aplikasi yang jauh lebih luas, termasuk perbaikan cerdas dan otomatis. Universitas Teknologi Swinburne, dalam kemitraan dengan Pusat Penelitian Koperasi Manufaktur Inovatif (IMCRC) dan Industri Tradiebot, sedang mengerjakan proyek yang disebut Perbaikan Bot. Proyek ini ditujukan untuk pengembangan layanan perbaikan otomatis untuk suku cadang mobil plastik. Pemindaian 3D dan pencetakan 3D akan digunakan untuk membuat suku cadang pengganti, sedangkan robot industri akan mengotomatiskan proses perakitan.

Pada akhirnya, kombinasi manufaktur aditif dan robotika bermanfaat bukan hanya karena memungkinkan besar- skala objek cetak 3D. Dalam gambaran yang lebih besar, robot industri membantu mengintegrasikan teknologi dengan sistem produksi otomatis konvensional. Otomatisasi manufaktur aditif dan integrasinya ke dalam lanskap industri pada akhirnya akan membuka banyak peluang untuk manufaktur cerdas di masa depan.