隨著增材製造工業化，我們會注意到一個明顯的趨勢，那就是業內對大幅面增材製造的關注度越來越高。這可以通過大型機器實現，尤其是那些使用 FDM 的機器，同時機械臂也為用戶提供了許多優勢。機器人手臂手不僅可以憑藉其長距離臂進行大規模列印，而且由於其多軸以及製造部件通常不需要支撐結構這一事實，它還可以實現更大的自由度。
儘管製造機械臂的製造商屈指可數，但它們已被 3D 列印製造商用於聚合物和金屬增材製造解決方案。在本期文章中，南極熊匯總目前市場上的13個機械臂製造商和改裝解決方案。
原始機械臂製造商
庫卡（KUKA）
德國公司 KUKA 無疑是自動化市場的領導者之一，它提供的機器人使電子、汽車和醫療保健行業能夠簡化其製造流程。KUKA 開發了適用於增材製造的解決方案。因此，在許多機器人 3D 印表機上找到 KUKA 品牌也就不足為奇了，無論是用於設計金屬、塑料甚至是混凝土部件。一個例子是KR QUANTEC 系列機械臂，它提供的機器範圍為2,671—3,904mm，負載能力為120—300公斤。
△KR QUANTEC機械臂配備了一個噴嘴，用於為 Besix3D 公司擠出混凝土（圖片來源：KUKA）
ABB
ABB 集團是一家生產機械臂的跨國公司，包括用於3D 列印的機械臂。他們的機器人產品組合多種多樣，有不同類型的工業機器人來滿足消費者的需求。他們的 RobotStudio® 程序是世界上最受歡迎的機器人應用離線編程和仿真工具。據該公司稱，通過其解決方案，用戶可以釋放靈活性並將其業務生產力提升到一個新的水平。他們甚至能夠設計機器人以滿足自己獨特的需求，尤其是在增材製造方面。正如下圖所示，ABB 六軸工業機器人被 Massive Dimension 使用，該公司致力於可持續發展3D列印行業的發展。
△IMTS2022 上的 Massive Dimension 和 ABB增材製造演示。圖片來源：Massive Dimension
柯馬
柯馬（Comau）是一家義大利工業自動化和機器人公司。該公司開發與工業 4.0 兼容的系統、產品和服務。特別是，其產品組合包括完整的機器人系列，包括機械臂解決方案。自 1978 年以來，柯馬一直在製造這些機器，旨在整合和改進所有工業領域的創新應用。有幾種機械臂，它們的有效載荷能力不同。儘管如此，他們仍利用物聯網和人工智慧技術自主運營。
使用這些解決方案的第三方 3D 列印公司
CEAD
CEAD 是一家位於代爾夫（Delf）的荷蘭公司，開發大型 3D 印表機。這家公司脫穎而出，因為它提供基於機器人的解決方案，將列印和 CNC 銑削過程結合在一個過程中。另一個解決方案是 AM Flexbot，這是一種基於機器人的大規模 3D 列印解決方案。西門子 Sinumerik 控制器負責控制柯馬機器人手臂，因此不需要任何機器人控制器。該控制器在沿其路徑移動的同時可以控制31個軸。您的 AM Flexbot 可以通過附加功能進行擴展，例如轉台、附加機器人或其他生產流程（例如 CNC 銑削）。它是具有特定應用的定製解決方案的完美選擇。
Weber Additive 的DXR 系列
德國公司 Weber Additive 致力於開發不同的製造技術，也有用於 3D 列印的機械臂解決方案。Weber 的 DXR 機器人系統具有能夠進行 3D 列印的高質量擠出機。擠出機由 6 軸工業機器人提供動力，使其能夠精確移動。其基於製造商 Kuka 的機械臂及其 AE 系列擠出機可根據客戶的需求進行調整，以提供最佳結果。這些系統提供了巨大的優勢，例如具有 6 軸運動學的 3D 列印、製造頭的可變角度或在現有零件上套印等等。您可以在下面的視頻中查看這一解決方案：
Hyperion Robotics 的機械臂
Hyperion Robotics 於2019 年在赫爾辛基成立，是一家專注於建築行業的公司。它使用增材製造來設計更實惠的結構，希望使市場更具可持續性，最重要的是，更加自動化。為此，它依賴於 KUKA 機器人，在該機器人上安裝了能夠沉積 Hyperion Robotics 材料的擠出機。這是一種特殊的混凝土混合物，由於回收的廢物成分，使用的水泥量減少了。它還設計了自己的軟體，可以與任何機器人一起工作。在應用方面，這家芬蘭公司已經建造了裝飾元素、模仿珊瑚礁的結構和能源基礎設施。
△圖片來源：Hyperion Robotics
海量維度（Massive Dimension）
顧名思義，Massive Dimension 是大幅面 3D 擠出機和全套解決方案的製造商，包括交鑰匙機器人列印單元。具體來說，該公司成立的目標是為可持續解決方案做出貢獻，以減少地球上的浪費。目前，Massive Dimension 的解決方案以聚合物顆粒 3D 列印為中心。對於他們的機器人單元，它們包括來自 ABB 的六軸工業機械臂。與 ABB 3D 列印 Powerpac 軟體結合使用時，用戶可以訪問易於理解的顆粒 3D 列印工作流程。該公司指出，他們的機械臂是為機器人列印定製的，包括大幅面列印，這要歸功於3x 5 x 5 英尺的構建體積。此外，這些單元還可以進一步定製，以滿足每個用戶的個人需求。
軌道複合材料（Orbital Composites）
Orbital Composites 旨在顛覆 3D 列印行業。他們認為，機器人技術是解決行業面臨的限制，如規模、速度、強度和設計的答案。他們的 Orbital S 是第一台為工業規模製造的機器人 3D 印表機，旨在解決這些問題。這款令人印象深刻的機器人的最大速度為 2m/s，最大有效載荷為 10kg，最大範圍為 1.1m。構建平台為 1m x 1m x 1m，能夠創建相對較大的最終用途部件。此外，用戶可以選擇材料。採用庫卡KR10 R1100機械臂；庫卡是公司的官方合作夥伴。
△OrbitalComposites 的 Orbital S 機器人 3D 印表機。圖片來源：軌道複合材料
Dyze Design et Pulsar
Pulsar 是最先進的大型高速塑料顆粒擠出機。它的設計有一個目標：儘可能快速且廉價地 3D 列印大型零件。Pulsar 與用於 3D 列印的機械臂兼容，能夠生產高達 500 mm3/s (2.5 kg/h) 的材料。它也可用於 1.00 毫米至 5.00 毫米的大噴嘴。最後，Pulsar 已準備好應對所有環境條件。水冷迴路確保整個系統處於恆溫狀態。通過額外的隔熱罩，Pulsar 可以承受 200°C 的環境。這使得機器與 PEEK、Ultem 和 PSU 等塑料材料兼容。
Branch Technology
Branch Technology公司大規模地結合了增材製造、預製和數位技術。由於他們的專利技術，它使設計師和建築師團隊能夠想像、組合併最終建造那些以前用傳統施工方法無法實現的結構。他們開展的一個項目的一個例子是建造一個使用 KUKA 機器人技術的 3D 列印展館。機器人與 3D 列印的結合使與他們合作的 Gould Turnes Group 的建築師和設計師不僅能夠解決最終結構的建造問題，而且能夠從頭到尾完成設計過程。應用於 KUKA 機器人的 3D 列印工藝是一個很好的組合，因為它可以製造更精確的部件。
MX3D
如果您對 WAAM 技術感興趣，那麼您幾乎肯定聽說過
MX3D。這家荷蘭公司因其創建的全3D列印的金屬橋而引起轟動，該橋目前位於阿姆斯特丹市中心。在其他大型金屬 3D 列印壯舉中，這使它們成為許多領域的熱門選擇。該公司將機械臂用於其解決方案。更具體地說，MX3D 在其 M1 金屬增材製造系統中使用了 8 軸 ABB 工業機器人系統，可以製造中型到大型金屬零件。為了簡化流程，該公司還提供了 MetalXL，這是一種控制其基於 WAAM
的系統的軟體，可確保按預期製造零件，控制從設計到實際列印過程中監控的一切。
△mx3D印表機
Continuous Composites
Continuous Composites 被 NASA 選中，使用其專利的連續纖維 3D 列印 ( CF3D ) 技術 生產用於空間應用的低熱膨脹係數 (CTE) 開放等網格複合結構。該印表機將高性能複合材料與快速固化的熱固性樹脂相結合。他們說，這將證明印表機能夠以出色的準確性和精度進行高質量和一致的列印。該印表機是可配置和可擴展的，因此可以應用於各種尺寸的項目。他們求助於柯馬來滿足他們對機械臂的需求。
△帶有柯馬手臂的機器人 3D 印表機能夠使用連續碳纖維生產熱固性物體（照片來源：ContinuousComposites）