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Quali sono le stampanti 3D con braccio robotico disponibili sul mercato?

Pubblicato il 20 Ottobre 2022 da Nunzia A.
stampa 3d braccio robotico

Una delle tendenze che abbiamo riscontrato con l’industrializzazione della produzione additiva è una maggiore attenzione alla produzione additiva di grande formato. Sebbene sia possibile ottenere questo risultato con macchine di grandi dimensioni, in particolare quelle che utilizzano la tecnologia FDM, i bracci robotici offrono una serie di vantaggi. Infatti, questi consentono non solo la stampa su larga scala grazie al lungo raggio d’azione dei bracci, ma anche una maggiore libertà grazie agli assi multipli e al fatto che i pezzi ottenuti spesso non richiedono strutture di supporto. Sebbene siano pochi i produttori che creano bracci robotici, questi sono stati adattati dai produttori di stampa 3D per soluzioni AM sia in polimero che in metallo. Nel seguente elenco, in ordine casuale, diamo un’occhiata più da vicino alle soluzioni attualmente presenti sul mercato, includendo sia bracci robotici originali che soluzioni adattate.

Produttori di bracci robotici

KUKA

L’azienda tedesca KUKA è indubbiamente uno dei leader del mercato dell’automazione e offre robot che consentono all’industria elettronica, automobilistica e sanitaria di semplificare i propri processi produttivi. KUKA sviluppa soluzioni che possono essere adattate alla produzione additiva. Non sorprende quindi trovare il marchio KUKA su molte stampanti 3D robotizzate, sia per la progettazione di parti in metallo, plastica o addirittura cemento. Un esempio è la linea di bracci robotici KR QUANTEC, che offre macchine con uno braccio da 2.671 a 3.904 mm e una capacità di carico da 120 a 300 chili.

KUKA Robotic arm

Il braccio KR QUANTEC è stato equipaggiato con un ugello per estrudere il calcestruzzo per l’azienda Besix3D (crediti fotografici: KUKA)

ABB

Il gruppo ABB è una multinazionale che produce bracci robotici, compresi quelli utilizzati per la stampa 3D. Il programma RobotStudio® è lo strumento di programmazione e simulazione offline più diffuso al mondo per le applicazioni robotiche. Secondo l’azienda, con la sua soluzione gli utenti possono ottenere flessibilità e produttività aziendale a un livello superiore. Sono persino in grado di progettare robot per soddisfare le loro esigenze specifiche, in particolare nella produzione additiva. Il robot industriale a sei assi di ABB è utilizzato da Massive Dimension che si occupa di sviluppo sostenibile nel settore della stampa 3D.

 

ABB printer

Esposizione di Massive Dimension e ABB Additive Manufacturing all’IMTS 2022. (Foto: Massive Dimension)

Comau

Comau è un’azienda italiana di automazione industriale e robotica. L’azienda sviluppa sistemi, prodotti e servizi compatibili con l’Industria 4.0. In particolare, il suo portafoglio comprende una famiglia completa di robot, tra cui soluzioni a braccio robotico. Dal 1978, Comau produce queste macchine con l’obiettivo di integrare e migliorare le applicazioni innovative in tutti i settori industriali. Esistono diversi bracci robotici, che si differenziano per la capacità di carico utile. Tuttavia, sfruttano la tecnologia IoT e AI per operare in modo autonomo.

Comau robotic arm

Crediti foto: Comau

Produttori di stampanti 3D con braccio robotico

CEAD

CEAD è un’azienda olandese con sede a Delf che sviluppa stampanti 3D su larga scala. Questa azienda si distingue per l’offerta di soluzioni robotizzate che combinano i processi di stampa e fresatura CNC in un unico processo. Un’altra soluzione è AM Flexbot, una soluzione basata su robot per la stampa 3D su larga scala. I controllori Siemens Sinumerik sono responsabili del controllo del braccio robotico Comau, che non richiede quindi alcun controller robotico. Questo controller può controllare 31 assi contemporaneamente mentre si muove lungo il suo percorso. AM Flexbot può essere ampliato con funzioni aggiuntive come una tavola rotante, robot aggiuntivi o altri processi produttivi come la fresatura CNC. È la scelta perfetta per una soluzione personalizzata con un’applicazione specifica.

 

Serie DXR di Weber Additive

L’azienda tedesca Weber Additive, dedicata allo sviluppo di diverse tecnologie di produzione, dispone anche di soluzioni a braccio robotico per la stampa 3D. Il sistema robotico DXR di Weber è dotato di un estrusore di alta qualità in grado di stampare in 3D. L’estrusore è alimentato da un robot industriale a 6 assi che gli consente di muoversi con precisione. Il suo braccio robotico basato sul produttore Kuka e i suoi estrusori della serie AE sono adattati alle esigenze dei clienti per fornire i risultati più ottimali. Questi sistemi offrono grandi vantaggi, come la stampa 3D con cinematica a 6 assi, l’angolo variabile della testa di produzione o la sovrastampa su pezzi esistenti, tra gli altri. Potete dare un’occhiata nel video qui sotto:

 

Il braccio robotico di Hyperion Robotics

Fondata nel 2019 a Helsinki, Hyperion Robotics è un’azienda specializzata nel settore delle costruzioni. Utilizza la manifattura additiva per progettare strutture più accessibili, volendo rendere il mercato più sostenibile e, soprattutto, più automatizzato. Per farlo, si affida ai robot KUKA sui quali monta un estrusore in grado di depositare il materiale di Hyperion Robotics. Si tratta di una speciale miscela di calcestruzzo che utilizza una quantità ridotta di cemento grazie a componenti di scarto riciclati. L’azienda ha inoltre progettato un proprio software che le consente di lavorare con qualsiasi robot. In termini di applicazioni, l’azienda finlandese ha già realizzato elementi decorativi, strutture che imitano le barriere coralline e infrastrutture energetiche.

Hyperion robotics

Crediti foto: Hyperion Robotics

Massive Dimension

Massive Dimension, come suggerisce senza dubbio il nome, è un produttore di estrusori 3D di grande formato e di soluzioni complete, tra cui celle robotiche di stampa chiavi in mano. In particolare, l’azienda è stata fondata con l’obiettivo di contribuire a soluzioni sostenibili per ridurre gli sprechi sul pianeta. Attualmente, le soluzioni di Massive Dimension sono incentrate sulla stampa 3D di pellet polimerici. Le loro celle robotiche, presentano bracci robotici industriali a sei assi di ABB, in combinazione con il software ABB 3D Printing Powerpac. L’azienda fa notare che i suoi bracci robotici sono stati personalizzati per la stampa robotica, compresa la stampa di grande formato grazie a un volume di costruzione di 3 piedi x 5 piedi x 5 piedi. Inoltre, queste celle possono essere ulteriormente personalizzate per adattarsi alle esigenze individuali di ciascun utente.

braccio robotico

Crediti foto: Massive Dimension

Orbital Composites 

Orbital Composites mira a sconvolgere il settore della stampa 3D. L’azienda ritiene che la robotica sia la risposta alle limitazioni del settore come la produzione in scala, la velocità, la resistenza e il design. La Orbital S, la prima stampante 3D robotica costruita su scala industriale, è stata progettata per affrontare questi problemi. L’impressionante robot ha una velocità massima di 2 m/s, un carico utile massimo di 10 kg e un raggio d’azione massimo di 1,1 m. La piattaforma di stampa misura 1m x 1m x 1m, consentendo di creare pezzi finali relativamente grandi. Inoltre, l’utente può scegliere tra diversi materiali. La stampante utilizza il braccio robotico KR10 R1100 di Kuka, partner ufficiale dell’azienda.

braccio robotico

La stampante 3D con braccio robotico Orbital S di Orbital Composites. Crediti foto: Orbital Composites

Dyze Design e Pulsar

Pulsar è un estrusore di pellet di plastica all’avanguardia, su larga scala e ad alta velocità. È stato progettato con un unico obiettivo: stampare in 3D parti di grandi dimensioni nel modo più rapido ed economico possibile. Pulsar è compatibile con i bracci robotici per la stampa 3D ed è in grado di produrre fino a 500 mm3/s (2,5 kg/h) di materiale. Può essere utilizzato anche con ugelli di grandi dimensioni, da 1,00 mm a 5,00 mm. Infine, Pulsar è adatto a tutte le condizioni ambientali. Il circuito di raffreddamento ad acqua assicura che l’intero sistema sia a temperatura costante. Grazie a uno scudo termico aggiuntivo, Pulsar è in grado di resistere a un ambiente a 200°C. Ciò rende la macchina compatibile con materiali plastici come PEEK, Ultem e PSU.

braccio robotico

Crediti foto: Dyze Design

Branch Technology

Questa azienda combina produzione additiva, prefabbricazione e tecnologia digitale su larga scala. Grazie alla sua tecnologia brevettata, permette al team di progettisti e architetti di immaginare, comporre e infine costruire quelle strutture che prima erano impossibili con i metodi di costruzione tradizionali. Un esempio di progetto realizzato è la costruzione di un padiglione stampato in 3D in cui è stata utilizzata la tecnologia robotica KUKA. La combinazione di robot e stampa 3D ha permesso agli architetti e ai designer del Gould Turnes Group, con cui hanno collaborato, di affrontare non solo la costruzione della struttura finale, ma anche il processo di progettazione dall’inizio alla fine. Il processo di stampa 3D applicato ai robot KUKA è un’ottima combinazione, in quanto consente di produrre componenti precisi, leggeri ed economici da una varietà di materiali.

MX3D 

Se siete interessati alla tecnologia WAAM, avrete quasi sicuramente sentito parlare di MX3D. L’azienda olandese è nota per la creazione di un ponte metallico interamente stampato in 3D, attualmente situato nel centro di Amsterdam. Questa e altre imprese di stampa 3D in metallo su larga scala ne hanno fatto una scelta popolare in molti settori. L’azienda utilizza bracci robotici per le sue soluzioni. In particolare, MX3D utilizza un sistema di robotica industriale ABB a 8 assi per il suo sistema AM in metallo M1, che consente la creazione di parti metalliche di medie e grandi dimensioni. Per facilitare il processo, l’azienda offre anche MetalXL, un software che controlla i suoi sistemi basati su WAAM, assicurando che il pezzo sia prodotto come previsto, controllando tutto dalla progettazione al monitoraggio durante la stampa vera e propria.

mx3D printer

Crediti foto: mx3D

Continuous Composites 

Continuous Composites è stata recentemente scelta dalla NASA per produrre strutture composite a basso coefficiente di espansione termica (CTE) per applicazioni spaziali, utilizzando la sua tecnologia brevettata Continuous Fibre 3D Printing (CF3D). La stampante combina materiali compositi ad alte prestazioni con resine a indurimento rapido. L’azienda sostiene che la stampante è in grado di produrre stampe di alta qualità con un’accuratezza e una precisione eccellenti. La stampante è configurabile e scalabile e può quindi essere applicata a progetti di diverse dimensioni. Per i loro bracci robotici, si sono rivolti a Comau.

Una stampante 3D robotica con braccio Comau in grado di produrre oggetti termoindurenti con fibra di carbonio continua (Crediti foto: Continuous Composites)

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