Lengan Robot untuk Pencetakan 3D:Produsen Terkemuka, Kelebihan &Kekurangan

Lengan robot printer 3D adalah lengan mekanis artikulasi industri dengan kepala pencetakan 3D terpasang. Hal ini memberikan skala dan keserbagunaan untuk memungkinkan pencetakan 3D pada skala industri. Hal ini dapat diterapkan pada berbagai teknologi pencetakan 3D seperti manufaktur aditif busur kawat untuk mencetak dengan logam, atau ekstrusi pelet untuk mencetak dengan pelet. Robot pencetakan 3D sedang dikembangkan dengan pesat, dengan banyak aplikasi potensial dalam industri konstruksi karena skalanya. Ada banyak kolaborasi yang sedang berlangsung dengan pemasok lengan robot serta spesialis pencetakan 3D pihak ketiga, untuk mengembangkan dan mengkomersialkan berbagai pendekatan terhadap manufaktur aditif dalam skala besar. Artikel ini akan membahas lengan robot printer 3D, produsennya, kelebihan dan kekurangannya. 

Apa Itu Lengan Robot untuk Pencetakan 3D?

Lengan robot untuk pencetakan 3D adalah salah satu bentuk pembuatan lengan robot. Lengan robot industri yang diartikulasikan digunakan untuk menggerakkan kepala cetak untuk memproduksi komponen secara aditif. Bisa juga disebut robot additive manufacturing (RAM). Hal ini dapat menggunakan metode pencetakan 3D yang sudah ada, seperti pemodelan deposisi leburan (FDM) atau deposisi energi terarah (DED), namun material umpan dipindahkan dan diposisikan oleh lengan robot, bukan oleh gantry. Gambar 1 di bawah menunjukkan lengan robot artikulasi standar yang digunakan dalam aplikasi industri:

Untuk informasi lebih lanjut, lihat panduan kami tentang Segalanya Tentang Pencetakan 3D.

Apa Keuntungan Lengan Robot untuk Proyek Pencetakan 3D?

Pencetakan 3D lengan robot memiliki sejumlah keunggulan berharga, termasuk:

1. Penggunaan lengan robot untuk pencetakan 3D dengan segera memungkinkan pencetakan model berskala lebih besar (>1 m dalam dimensi apa pun) dibandingkan dengan printer 3D mandiri pada umumnya. Jika robot mampu bergerak, model berukuran 30 m dalam satu dimensi dapat dicetak.
2. Gerakan lima atau enam sumbu memberikan kebebasan bergerak pada kepala pencetakan 3D. Ini memberikan kemampuan untuk melacak jalur kompleks untuk membangun komponen.
3. Lengan robot memungkinkan sebagian besar model dibuat tanpa penyangga karena kebebasan menggerakkan kepala cetak. Namun, untuk sepenuhnya menghindari dukungan pada beberapa model, platform build mungkin perlu dipindahkan juga, agar model dapat diorientasikan ulang.
4. Lengan robot dapat dilengkapi dengan berbagai perlengkapan pencetakan 3D, termasuk perlengkapan yang memungkinkan penggunaan beberapa bahan baku, seperti WAAM atau CBAM.

Apa Kekurangan Lengan Robot untuk Proyek Pencetakan 3D?

Pencetakan 3D lengan robot memiliki sejumlah komplikasi dan keterbatasan, termasuk:

1. Penggunaan lengan robot menambah biaya yang berarti, selain sistem manufaktur aditif yang sudah mahal. Penyiapan gabungan ini diperkirakan memakan biaya lebih dari $100.000.
2. Kompleksitas.
3. Sebagian besar pengaturan pencetakan 3D dengan lengan robotik disatukan dengan lengan dari satu pemasok spesialis, kepala cetak dari pemasok lain, dan mungkin perangkat lunak dari pemasok ketiga. Tidaklah umum atau mudah untuk membeli solusi lengkap dari satu penyedia. Hal ini menimbulkan beberapa kesulitan dalam integrasi berbagai platform.

Apa Saja Solusi Produsen Pencetakan 3D Lengan Robot yang Berbeda?

Umumnya terdapat produsen lengan robot yang memasok robot dan berkolaborasi dengan organisasi percetakan 3D. Lalu ada mitra teknologi pencetakan 3D, yang mengembangkan pendekatan spesifik mereka terhadap manufaktur aditif, dengan bantuan pemasok lengan robot. Di bawah ini tercantum beberapa produsen pencetakan 3D lengan robot yang berbeda:

1. ABB

ABB adalah perusahaan multinasional yang besar. Entitas yang terlibat dalam perancangan dan penyediaan senjata robot adalah ABB Robotics. ABB tidak hanya memasok robot tetapi juga perangkat lunak RobotStudio® yang populer, dan berkolaborasi dengan organisasi spesialis seperti Massive Dimension untuk mengembangkan teknologi pencetakan 3D lebih lanjut.

2. KUKA

KUKA adalah perusahaan otomasi dan robotika Jerman yang banyak digunakan untuk printer 3D lengan robot. Ia juga berspesialisasi dalam robot kolaboratif untuk bekerja bersama manusia. KUKA telah bermitra dengan tim pencetakan 3D lainnya seperti Orbital Composites, dan robot mereka digunakan untuk berbagai aplikasi pencetakan 3D.

3. Koma

Comau adalah pemasok otomasi dan robotika Italia. Perusahaan ini secara khusus berfokus pada pengintegrasian IoT dan AI ke dalam pengoperasian lengan robotiknya. Perusahaan percetakan 3D pihak ketiga seperti CEAD dan Continuous Composites menggunakan lengan robot Comau untuk produksinya.

4. Lengan Robot dari Hyperion Robotics

Hyperion berasal dari Helsinki, Finlandia, dan fokus pada industri konstruksi. Perusahaan telah mengembangkan campuran konstruksinya sendiri untuk ekstrusi menjadi struktur cetakan 3D, yang membatasi kandungan semen dan memaksimalkan bahan limbah daur ulang.

5. CEAD

CEAD berbasis di Delft, Belanda. Ini unik karena berfokus pada penggabungan kemampuan pencetakan 3D dan penggilingan CNC menjadi satu unit. AM Flexbot dari CEAD khususnya menemukan banyak aplikasi sebagai stasiun manufaktur tunggal.

6. Seri DXR dari Weber Additive

Weber Additive dari Jerman terkenal dengan printer 3D lengan robot Seri DXR. Mereka menggunakan ekstruder untuk pembuatan aditif dengan polimer.

7. Komposit Orbital

Orbital Composites telah menjadi pionir dalam industri pencetakan 3D lengan robot. Orbital S-nya adalah printer 3D robot skala industri pertama dan memiliki kecepatan mengesankan yaitu 2 m/s.

8. Dimensi Besar

Dimensi Besar berfokus pada pencetakan 3D skala besar dan menyediakan sel pencetakan robotik siap pakai. Teknologinya berfokus pada ekstrusi pelet polimer.

9. Pulsar Desain Pewarna

Pulsar™ oleh Dyze Design adalah sistem manufaktur aditif ekstrusi pelet berskala besar dengan tujuan mengelola berbagai kondisi pengoperasian. Dengan pelindung panas, sirkuit pendingin air, dan berbagai ukuran nosel, Pulsar mampu mencetak dengan berbagai polimer berbeda.

10. MX3D

MX3D dari Belanda dikenal luas karena mencetak 3D jembatan penyeberangan baja, yang saat ini dipasang di Amsterdam. MX3D berfokus pada pencetakan dengan logam menggunakan teknologi WAAM, dan telah mengembangkan perangkat lunak khusus untuk tujuan ini.

11. Komposit Berkelanjutan

Continuous Composites telah menunjukkan kesuksesan dengan teknologi pencetakan serat karbon CF3D yang dipatenkan. Perusahaan tersebut telah dikontrak oleh NASA untuk memproduksi komponen untuk digunakan di luar angkasa.

12. Teknologi Cabang

Branch Technology berfokus pada struktur pencetakan 3D, seperti paviliun pencetakan 3D sepenuhnya di Nashville. Perusahaan bekerja sama dengan arsitek dan desainer untuk mendorong penerapan pencetakan 3D pada bangunan.

Bagaimana Cara Kerja Lengan Robot untuk Pencetakan 3D?

Lengan robot untuk pencetakan 3D bekerja dengan cara yang sangat mirip dengan lengan robot industri pada umumnya, hanya saja kepala cetak dipasang di ujung lengan. Lengan robot memiliki banyak sambungan, masing-masing memberikan kebebasan bergerak, secara total memberikan kontrol lima atau enam sumbu. Robot kemudian dapat menggerakkan, memiringkan, dan memposisikan kepala cetak pada berbagai posisi potensial. Dengan cara ini, lengan robot menggerakkan printhead di atas komponen untuk mencetak beberapa lapisan dan kontur.

Apa Saja Pilihan Perangkat Lunak untuk Pencetakan 3D Lengan Robot?

Perangkat lunak untuk pencetakan lengan robot berfokus pada penghitungan jalur optimal yang dilalui kepala robot agar dapat mencetak model secara akurat. Berikut adalah tiga opsi populer untuk perangkat lunak:

1. RobotStudio ® Pencetakan 3D PowerPac dari ABB: Perangkat lunak ini mampu mengelola berbagai proses pembuatan aditif, seperti pengelasan atau pencetakan dengan butiran. Keseluruhan cetakan dapat disimulasikan dan divisualisasikan di RobotStudio®, sebelum dikirim ke robot sebenarnya untuk dibuat.
2. AdaOne dari ADAXIS: Perangkat lunak perencanaan jalur mampu bekerja dengan sejumlah merek robot berbeda dan bahasa pemrograman internalnya. Dapat digunakan dengan beberapa bahan pencetakan.
3. MetalXL dari MX3D: Perangkat lunak ini khusus untuk WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing), yang merupakan fokus MX3D. Ini mencakup modul untuk kelayakan pencetakan dan perencanaan jalur, simulasi dan kontrol pencetakan, serta analisis pasca-cetak.

Pertanyaan Umum Tentang Lengan Robot Printer 3D

Berapa Lama Lengan Robot Pencetakan 3D Bisa Bertahan?

Lengan robot pencetakan 3D diperkirakan memiliki masa hidup sekitar delapan tahun. Hal ini didasarkan pada umur lengan robot artikulasi industri yang digunakan di berbagai industri saat ini. Robot-robot ini dapat beroperasi selama 20 tahun. Namun, penerapannya dalam pencetakan 3D masih cukup baru dan dalam pengembangan intensif, sehingga masa pakai yang lebih lama ini kecil kemungkinannya. Selain itu, meskipun robot mungkin masih dapat beroperasi dengan baik setelah delapan tahun, mesin pencetakan 3D yang dipasang di ujung lengan robot kemungkinan tidak akan bertahan lama. Hal ini disebabkan oleh perkembangan teknologi terkini dan juga karena teknologi tersebut mungkin menjadi tidak relevan karena pesatnya evolusi teknologi.

Apakah Lengan Robot Mampu Mencetak Rumah?

Tidak, lengan robot artikulasi pada umumnya tidak mampu mencetak rumah. Printer 3D lengan robot memiliki volume pencetakan terbatas, ditentukan oleh dimensi lengan dan jarak dari alas tetap. Oleh karena itu printer 3D lengan robot umumnya hanya mampu mencetak komponen, yang kemudian dapat dirakit menjadi objek yang lebih besar seperti bangunan. Printer 3D skala besar yang mampu mencetak rumah adalah versi khusus dari printer 3D bergaya gantry, di mana struktur yang lebih besar didirikan agar dapat mencakup volume pencetakan yang cukup besar untuk sebuah rumah.

Apakah Lengan Robot Memiliki Area Cetak Terbatas?

Ya, lengan robot memang memiliki area pencetakan yang terbatas. Kebanyakan lengan robot memiliki alas yang tidak bergerak dan oleh karena itu jangkauan di sekitar alas tersebut dibatasi oleh panjang lengan. Dalam pencetakan 3D, jangkauannya sekitar 1,5 m. Beberapa lengan robot telah dipasang pada rel—ini menambah area tambahan yang dapat dicetak ke arah tersebut. Namun, secara alami, area pencetakan masih dibatasi oleh jangkauan praktis lengan robot.

Apakah Lengan Robot Bergantung pada Perangkat Lunak 3D untuk Kualitasnya?

Ya, lengan robot memang bergantung pada perangkat lunak 3D untuk kualitas hasil cetakan akhir. Pencetakan 3D dalam skala besar sangatlah kompleks, dan pergerakan lengan robot harus diatur secara cermat oleh perangkat lunak. Tergantung pada bahan yang digunakan untuk mencetak, dan karakteristik penyusutannya akibat suhu dan kelembapan, perangkat lunak yang mengatur pencetakan harus mampu memodelkan penyusutan tersebut. Selain itu, perangkat lunak perlu memodelkan bagian yang sedang berkembang secara akurat saat dibuat, untuk memastikan bahwa lengan robot tidak bertabrakan dengan bagian yang sedang dibangun saat ia tumbuh. Perangkat lunak yang tidak dapat secara akurat memodelkan karakteristik material umpan saat mengeras tidak akan memberikan kualitas akhir yang baik—terlepas dari ketepatan gerakan yang mampu dilakukan oleh lengan robot.

Apa Perbedaan Antara Lengan Robot dan Sistem Gantry untuk Pencetakan 3D?

Ada sejumlah perbedaan antara lengan robot dan sistem gantry untuk pencetakan 3D. Perbedaan pertama adalah lengan robot mampu bergerak dalam enam sumbu, sedangkan sistem gantri hanya mampu bergerak dalam tiga sumbu. Ini juga berarti bahwa lengan robot lebih cocok untuk mencetak benda berbentuk melengkung dan bulat, sedangkan sistem gantry lebih cocok untuk mencetak benda berbentuk kubik. Namun, sistem gantry mampu mencetak unit yang lebih besar dibandingkan lengan robot. Akurasi umum sistem gantri juga cenderung lebih baik dibandingkan lengan robot. Lengan robot memiliki akurasi titik yang sangat baik (pada titik akhir tertentu), namun akurasinya di sepanjang jalur perjalanan masih ditingkatkan. Untuk informasi lebih lanjut, lihat panduan kami tentang Sistem Lengan Robot vs Gantry untuk Pencetakan 3D.

Ringkasan

Artikel ini menyajikan lengan robot printer 3D, menjelaskan apa itu, dan membahas berbagai penerapannya. Untuk mempelajari lebih lanjut tentang lengan robot printer 3D, hubungi perwakilan Xometry.

Xometry menyediakan berbagai kemampuan manufaktur, termasuk pencetakan 3D dan layanan bernilai tambah lainnya untuk semua kebutuhan pembuatan prototipe dan produksi Anda. Kunjungi situs web kami untuk mempelajari lebih lanjut atau meminta penawaran gratis tanpa kewajiban.

Pemberitahuan Hak Cipta dan Merek Dagang

1. RobotStudio® adalah merek dagang terdaftar dari ABB AB, Västeras, Swedia
2. Pulsar™ adalah merek dagang dari Dyze Design Inc., LeMoyne, Quebec

Penafian

Konten yang muncul di halaman web ini hanya untuk tujuan informasi. Xometry tidak membuat pernyataan atau jaminan apa pun, baik tersurat maupun tersirat, mengenai keakuratan, kelengkapan, atau validitas informasi. Parameter kinerja apa pun, toleransi geometrik, fitur desain spesifik, kualitas dan jenis bahan, atau proses tidak boleh dianggap mewakili apa yang akan dikirimkan oleh pemasok atau produsen pihak ketiga melalui jaringan Xometry. Pembeli yang mencari penawaran suku cadang bertanggung jawab untuk menentukan persyaratan khusus untuk suku cadang tersebut. Silakan lihat syarat dan ketentuan kami untuk informasi lebih lanjut.

Dekan McClements

Dean McClements adalah lulusan B.Eng Honors di bidang Teknik Mesin dengan pengalaman lebih dari dua dekade di industri manufaktur. Perjalanan profesionalnya mencakup peran penting di perusahaan terkemuka seperti Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace, dan Hyster-Yale, tempat ia mengembangkan pemahaman mendalam tentang proses teknik dan inovasi.

Baca lebih banyak artikel oleh Dean McClements