Quelles sont les machines équipées d’un bras robotisé disponibles sur le marché ?
L’une des tendances que nous observons de plus en plus au fur et à mesure que la fabrication additive s’industrialise, est l’accent mis sur la conception grand format. Bien que cela puisse être réalisé avec de grandes machines, notamment celles utilisant le procédé FDM, les bras robotisés offrent également un certain nombre d’avantages aux utilisateurs. Ces derniers permettent non seulement l’impression à grande échelle grâce à la longue portée des bras, mais aussi une plus grande liberté grâce à leurs axes multiples, ainsi que le fait que les pièces obtenues ne nécessitent souvent pas de structures de support. Bien qu’il n’y ait qu’une poignée de fabricants qui créent les bras robotisés, ils ont été adaptés par les fabricants d’impression 3D, que ce soit des solutions polymères ou métalliques. Dans la liste suivante, sans ordre particulier, nous examinons de plus près ce qui est actuellement sur le marché, tant pour les bras originaux que pour les solutions adaptées.
Les fabricants de bras robotisés
KUKA
L’entreprise allemande KUKA est sans doute l’un des leaders du marché de l’automatisation, offrant notamment des robots qui permettent aux industries de l’électronique, de l’automobile ou encore de la santé de simplifier leurs procédés de fabrication. KUKA développe des solutions qui peuvent être adaptées pour la fabrication additive. Il n’est donc pas étonnant de retrouver la marque KUKA sur de nombreuses imprimantes 3D robotisées, que ce soit pour concevoir des pièces en métal, en plastique ou même en béton. On peut notamment parler de la gamme de bras robotisés KR QUANTEC qui propose des machines ayant une portée de 2 671 à 3 904 mm et une capacité de charge de 120 à 300 kilos.
Le bras KR QUANTEC a été équipé d’une buse pour extruder du béton pour l’entreprise Besix3D (crédits photo : KUKA)
Le groupe ABB
Le groupe ABB est une entreprise multinationale qui produit des bras robotisés, notamment ceux utilisés pour l’impression 3D. Son programme RobotStudio est l’outil de programmation et de simulation hors ligne le plus populaire au monde pour les applications robotiques. Selon l’entreprise, grâce à sa solution, les utilisateurs peuvent profiter de la flexibilité de leur machine et faire passer leur productivité à un niveau supérieur. Ils sont même en mesure de concevoir des robots répondant à leurs besoins spécifiques, notamment en matière de fabrication additive. Comme vous le verrez plus loin dans la liste, le robot industriel à six axes d’ABB est utilisé par Massive Dimension, une entreprise qui travaille sur le développement durable dans le secteur de l’impression 3D.
Démonstration de fabrication additive de Massive Dimension et ABB à l’IMTS 2022 (crédit photo : Massive Dimension)
Comau
Comau est une entreprise italienne d’automatisation industrielle et de robotique. La société développe des systèmes, des produits et des services compatibles avec l’Industrie 4.0. Son portefeuille inclut notamment une famille complète de robots, dont des solutions de bras robotisés. Depuis 1978, Comau fabrique ces machines dans le but d’intégrer et d’améliorer les applications innovantes dans tous les secteurs industriels. Il existe plusieurs bras robotisés, et se différencient par leurs capacités de charge utile. Ils exploitent tout de même la technologie IoT et l’IA pour fonctionner de manière autonome.
Crédits photo : Comau
Les fabricants d’imprimantes 3D dotées d’un bras robotisé
CEAD
CEAD est une entreprise néerlandaise basée à Delf qui développe des imprimantes 3D à grande échelle. Cette entreprise se distingue car elle propose des solutions robotisées qui combinent les technologies d’impression et de fraisage CNC en un seul processus. Parmi les solutions de CEAD, figure l’AM Flexbot, une solution robotisée pour l’impression 3D à grande échelle. Les contrôleurs Sinumerik de Siemens sont chargés de commander le bras du robot Comau, ne nécessitant donc aucun contrôleur de robot. Ce contrôleur peut gérer 31 axes en même temps pendant qu’il se déplace sur sa trajectoire. Votre AM Flexbot peut être complété par des fonctions supplémentaires telles qu’une table rotative, des robots supplémentaires ou d’autres processus de production tels que le fraisage CNC. C’est le choix idéal pour une solution personnalisée avec une application spécifique.
La série DXR de Weber Additive
La société allemande Weber Additive, qui développe diverses technologies de fabrication, propose également des solutions de bras robotisé pour l’impression 3D. Le système robotique DXR de Weber est doté d’un extrudeur de haute qualité capable d’imprimer en 3D. Ce dernier est actionné par un robot industriel à 6 axes qui lui permet de se déplacer avec précision. Son bras robotique, de la marque KUKA, et ses extrudeurs de la série AE sont adaptés aux besoins de ses clients pour fournir les résultats les plus optimaux. Ces systèmes offrent de grands avantages, comme l’impression 3D avec une cinématique à 6 axes ou un angle variable de la tête de fabrication, entre autres. Vous pouvez jeter un coup d’œil à la solution dans la vidéo ci-dessous :
Le bras robotisé de Hyperion Robotics
Fondée en 2019 à Helsinki, Hyperion Robotics est une entreprise spécialisée dans le secteur de la construction. Elle utilise la fabrication additive pour concevoir des structures plus abordables, souhaitant rendre le marché plus durable et surtout plus automatisé. Pour ce faire, elle s’appuie sur les robots KUKA sur lesquels elle monte un extrudeur capable de déposer le matériau de Hyperion Robotics. Il s’agit d’un mélange spécial de béton qui utilise une quantité réduite de ciment grâce à des composants de déchets recyclés. Elle a également conçu son propre logiciel qui lui permet de travailler avec n’importe quel robot. Côté applications, l’entreprise finlandaise a déjà construit des éléments de décoration, des structures imitant les récifs coralliens ou encore des infrastructures énergétiques.
Crédits photo : Hyperion Robotics
Massive Dimension et ses solutions de bras robotique clés en main
Massive Dimension, comme son nom l’indique, est un fabricant d’extrudeurs 3D grand format et de solutions complètes, notamment de cellules d’impression robotisées clés en main. Plus précisément, l’entreprise a été fondée dans le but de contribuer à des solutions durables afin de réduire les déchets sur la planète. Actuellement, les solutions de Massive Dimension sont centrées sur l’impression 3D de granulés plastiques. Pour leurs cellules robotisées, ils utilisent des bras robotisés industriels à six axes d’ABB. Associés au logiciel ABB 3D Printing Powerpac, les utilisateurs ont accès à un flux de travail compréhensible pour l’impression 3D de granulés. L’entreprise fait remarquer que ses bras robotiques ont été conçus sur mesure, y compris l’impression grand format grâce à un volume de construction de 1,2 m x 1,2 m x 1,2 m. De plus, ces cellules peuvent également être personnalisées pour répondre aux besoins individuels de chaque utilisateur.
Crédits photo : Massive Dimension
Orbital Composites
Orbital Composites a pour objectif de bouleverser le secteur de l’impression 3D. L’entreprise est convaincue que la robotique est la réponse aux limites rencontrées par l’industrie, telles que l’échelle, la vitesse, la résistance et la conception. Leur Orbital S, la première imprimante 3D robotisée construite à l’échelle industrielle, a été lancée pour s’attaquer à ces problèmes. Ce robot a une vitesse maximale de 2 m/s, une charge utile maximale de 10 kg et une portée maximale de 1,1 m. La plate-forme de construction mesure 1 m x 1 m x 1 m, ce qui permet de créer des pièces d’utilisation finale relativement grandes. De plus, l’utilisateur a le choix des matériaux. L’imprimante 3D utilise le bras robotique KUKA KR10 R1100, la marque est un partenaire officiel de l’entreprise.
Imprimante 3D robotisée Orbital Composites Orbital S. (Crédits photo : Orbital Composites)
Dyze Design et Pulsar
Pulsar est un extrudeur de granulés plastiques à grande échelle et à haut débit à la pointe de la technologie. Il a été conçu dans un seul but : imprimer en 3D de grosses pièces, le plus rapidement et le moins cher possible. Pulsar est compatible avec des bras robotiques pour l’impression 3D et est capable de produire jusqu’à 500 mm3/s (2,5 kg/h) de matériaux. Il peut d’ailleurs être utilisé avec de grandes buses de 1,00 mm à 5,00 mm. Enfin, Pulsar est prêt pour toutes les conditions environnementales. La boucle de refroidissement par eau garantit que l’ensemble du système est à une température constante. Avec un bouclier thermique supplémentaire, Pulsar peut supporter un environnement à 200°C. La machine est donc compatible avec les matériaux plastiques comme le PEEK, l’Ultem et le PSU.
Crédits photo : Dyze Design
Branch Technology
Cette entreprise combine la fabrication additive, la préfabrication et la technologie numérique à grande échelle. Leur technologie brevetée permet à l’équipe de concepteurs et d’architectes d’imaginer, de composer et de construire des structures qui étaient auparavant impossibles avec les méthodes de construction traditionnelles. Un exemple de projet qu’ils ont réalisé est la construction d’un pavillon imprimé en 3D à l’aide de la technologie robotique KUKA. La combinaison de robots et d’impression 3D a permis aux architectes et aux concepteurs du groupe Gould Turnes, avec lesquels ils ont collaboré, de s’occuper de la construction de la structure finale, mais aussi du processus de conception du début à la fin. Le processus d’impression 3D appliqué aux robots KUKA est une excellente combinaison car il permet de produire des composants précis, légers et rentables à partir d’une variété de matériaux.
MX3D utilise des bras robotisés pour son processus WAAM
À ce stade, si vous vous intéressez à la technologie WAAM, vous avez certainement entendu parler de MX3D. Cette société néerlandaise a fait parler d’elle pour avoir créé un pont métallique entièrement imprimé en 3D, qui se trouve actuellement dans le centre d’Amsterdam. Cette réalisation, parmi d’autres prouesses d’impression 3D de métaux à grande échelle, a fait d’elle un choix populaire dans de nombreux secteurs. Et l’entreprise utilise des bras robotisés pour ses solutions. Plus précisément, MX3D utilise un système de robotique industrielle ABB à 8 axes pour sa machine métal M1 Systems, ce qui permet de créer des pièces métalliques de moyenne et grande taille. Pour faciliter le processus, la société propose également MetalXL, un logiciel qui contrôle les systèmes basés sur l’AMF, garantissant que la pièce est fabriquée comme prévu, en contrôlant tout, de la conception à la surveillance pendant l’impression.
Crédits photo : MX3D
Continuous Composites
Continuous Composites a récemment été choisi par la NASA pour produire des structures composites à faible coefficient de dilatation thermique (CTE) pour des applications spatiales, en utilisant sa technologie brevetée d’impression 3D à fibres continues (CF3D). Cette imprimante combine des matériaux composites très performants avec des résines à durcissement rapide. L’entreprise affirme que l’imprimante est capable de produire des impressions de haute qualité et cohérentes, avec une excellente exactitude et précision. L’imprimante est configurable et évolutive et peut donc être appliquée à des projets de différentes dimensions. Ils se sont tournés vers Comau pour leurs besoins en matière de bras robotique.
Une imprimante 3D robotisée capable de produire des objets thermodurcis avec des fibres de carbone continues (Crédits photo : Continuous Composites)
