Cuatro ejemplos de cómo la automatización robótica y la fabricación aditiva se ayudan mutuamente.
FUENTE: www.mmsonline.com
AUTOR: Stephanie Hendrixon
La automatización robótica y la fabricación aditiva (AM) tienen el potencial de transformar la forma en que se fabrican las piezas y el funcionamiento de las empresas. La adición de un cobot u otro robot permite que una empresa como un taller de máquinas dedique menos atención humana a tareas como cargar y descargar piezas de trabajo; este movimiento podría llevar a esa empresa a girar hacia una producción sin luces para una mayor productividad. Del mismo modo, un fabricante puede agregar capacidad de impresión 3D para hacer plantillas y accesorios, pero luego descubrir su aplicabilidad para producir piezas de uso final y encontrar nuevas oportunidades comerciales allí.
Sin embargo, los robots y la fabricación aditiva no funcionan en vías paralelas. Sus caminos se cruzan con frecuencia, a menudo con gran ventaja. Aquí hay cuatro formas en que los robots y la impresión 3D se admiten y se habilitan entre sí:
1. Herramientas de fin de brazo impresas en 3D (EOAT)
Las pinzas de vacío, las mordazas y otras herramientas de extremo del brazo para robots son una aplicación perfecta para las libertades de diseño que ofrece la impresión 3D. La impresión 3D permite construir pinzas funcionales en una sola pieza, incorporando líneas de aire, bisagras dinámicas y otras características complejas sin ensamblaje (ver más abajo). Las estrategias de optimización de la tecnología o simplemente la oportunidad de crear herramientas de robot a partir de plásticos en lugar de metales pueden proporcionar ahorros de peso , preservando más de la carga útil del robot para las piezas. Llevar herramientas de robot a la empresa a través de la impresión 3D también es una opción asequible para producir estos artículos, con un potencial ahorro de tiempo para comenzar.
Esta pinza robótica fabricada por IAM 3D Hub a través de Multi Jet Fusion demuestra cómo se pueden incorporar piezas móviles en un efector final impreso en 3D. Un mecanismo neumático operado a través del aire del taller aprieta las mordazas para cerrarlas como se muestra aquí.
2. Accesorios fuera de robot impresos en 3D
Por supuesto, el efector final del robot es solo una pieza del sistema general necesario para automatizar una operación determinada. Es posible que se necesiten bandejas, plantillas, accesorios y más personalizados para servir las piezas de la manera correcta al robot, o para recolectar las piezas después de que hayan sido procesadas. Una vez más, la impresión 3D proporciona una forma rápida y sencilla de crear soluciones creativas en torno a la automatización del robot que se puede realizar internamente con una impresora de polímeros asequible.
Superior Metal Products diseñó e imprimió en 3D esta tolva de recolección para permitir la inspección manual de piezas sin detener el funcionamiento de su celda de giro automatizada. Crédito de la foto: Superior Metal Products
3. Impresoras 3D controladas por robots
También hay formas de que la impresión 3D se beneficie de la integración con la robótica. El proceso de fabricación aditiva consolida varios pasos del flujo de trabajo en una sola máquina que puede funcionar sin supervisión durante largos períodos de tiempo. En lugar de cambiar los horarios y ajustar los horarios para acomodar la descarga de la impresora 3D, los fabricantes pueden usar robots para quitar las piezas terminadas, colocar nuevas planchas de construcción y continuar imprimiendo incluso cuando no hay personas presentes.
Este cobot del fabricante de plásticos Evco atiende un banco de impresoras 3D de polímeros que producen herramientas y piezas de uso final. Cuando se completa una construcción, el robot retira la pieza, coloca una placa de construcción nueva en la impresora y usa un lápiz óptico (en la imagen) para comenzar el ciclo de impresión nuevamente.
4. Robots como sistemas de impresión 3D
Además de ser un medio valioso para mover piezas y suministros, los robots también pueden servir como método para aplicar material en un proceso de impresión 3D. Las opciones para la impresión 3D robótica incluyen extrusión de polímeros, fabricación de aditivos por arco de alambre , deposición de energía dirigida por polvo metálico (DED) e incluso deposición supersónica sin calor . Un cabezal de impresión 3D montado en un brazo de robot tiene más libertad de movimiento que uno fijo en un pórtico, y puede permitir la impresión 3D sin soporte y geometrías complejas que de otro modo no serían posibles. (Lo contrario también es posible, es decir, mantenga el cabezal de impresión estacionario pero monte la placa de construcción en un brazo robótico para obtener libertad geométrica). Los robots también pueden ser móviles y pueden lograr un volumen de construcción efectivo mucho mayor si se montan en un riel o trasladado in situ para producir estructuras in situ. Múltiples robots de impresión 3D pueden incluso coordinarse para imprimir juntos, operando en un enjambre o un baile coreografiado para acelerar la producción y crear piezas grandes más rápidamente.
Addere ha desarrollado un sistema de deposición de energía dirigida (DED) basado en robots para la impresión 3D de grandes componentes metálicos. El proceso basado en láser funciona en un entorno cerrado, monitoreado por cámaras en una habitación adyacente.
