Se ultimamente hai frequentato gli spazi di produzione o di fabbricazione, probabilmente hai notato due grandi tendenze che si scontrano duramente: i sistemi robotizzati diventano più flessibili e la stampa 3D (produzione additiva, per le persone che amano termini fantasiosi) va ben oltre i piccoli prototipi. Qualche anno fa, la gente pensava che la stampa 3D fosse solo per realizzare ninnoli da scrivania o pezzi unici, ma ora sta spuntando ovunque, dal settore aerospaziale all’edilizia, e i sistemi robotici sono la salsa segreta che rende possibile tutto ciò. In qualità di fornitore di sistemi robotici, ho visto in prima persona come abbinare i robot alla stampa 3D non sia solo un espediente; sta risolvendo problemi che le stampanti 3D della vecchia scuola e l'automazione statica non possono risolvere. Analizziamo le applicazioni reali e rivoluzionarie già disponibili sul mercato e il motivo per cui questa combinazione sta cambiando il modo in cui realizziamo le cose.
Se ultimamente hai visitato il mondo della produzione o della lavorazione meccanica, probabilmente hai notato che due tendenze principali si stanno scontrando: i sistemi robotici stanno diventando sempre più flessibili e la stampa 3D (produzione additiva, per coloro a cui piacciono i termini fantasiosi) è andata ben oltre la fase di piccolo prototipo. Qualche anno fa, la gente pensava che la stampa 3D fosse una volta utilizzata per realizzare soprammobili da scrivania o parti usa e getta, ma ora sta fiorendo in tutto, dall’aerospaziale all’edilizia – e i sistemi robotici sono la salsa segreta che rende tutto ciò possibile. In qualità di fornitore di sistemi robotici, ho visto in prima persona che la combinazione di robotica e stampa 3D è molto più di un semplice espediente; sta risolvendo problemi che le stampanti 3D della vecchia scuola e l'automazione statica non possono risolvere. Analizziamo le applicazioni veramente dirompenti già disponibili e il motivo per cui questa combinazione sta cambiando il modo in cui produciamo le cose.
Prima di tutto, parliamo di parti di stampa 3D di grande formato che sono troppo grandi anche per le stampanti 3D statiche più gigantesche. Davvero grandi: componenti di turbine eoliche, parti di container, moduli di costruzione per abitazioni, persino prototipi di telai di automobili a grandezza naturale. Le stampanti 3D tradizionali sono limitate dal volume di costruzione fisso; se hai bisogno di una parte più lunga di 10 piedi, devi tagliarla in sezioni piccole e deboli che impiegano un'eternità per incollarle insieme, oppure dimenticarla del tutto. I robot risolvono questo problema perché possono spostare l'estremità di stampa (l'estrusore, il laser o il depositatore di materiale) su 6 assi di movimento, molto più dei 3 assi di una stampante 3D cartesiana standard. Ciò significa che puoi stampare parti di qualsiasi dimensione desideri, senza alcuna scatola fissa che ti trattenga.
Innanzitutto parliamo della stampa 3D di grande formato: pensa alle parti che non si adatterebbero nemmeno alle stampanti 3D statiche più ingombranti. Ad esempio, quelli davvero grandi: componenti di turbine eoliche, parti di container, moduli per l'edilizia abitativa e persino prototipi di telai per auto a grandezza naturale. Le stampanti 3D tradizionali sono limitate a un volume di costruzione fisso; se ne hai bisogno di più di 10 Per parti lunghe un metro, devi tagliarlo in pezzi piccoli e fragili e passare molto tempo a incollarli insieme, oppure rinunciare del tutto. I robot risolvono questo problema perché possono spostare l’estremità della stampa (estrusore, laser o depositatore di materiale) su 6 assi di movimento, molto più dei 3 assi di una stampante 3D cartesiana standard. Ciò significa che puoi stampare parti di qualsiasi dimensione e non sei più limitato da una scatola fissa.
Recentemente abbiamo lavorato con un cliente realizzando moduli abitativi in cemento personalizzati utilizzando questa configurazione. Invece di un’enorme e costosa stampante 3D statica che occupava metà della fabbrica, hanno montato un braccio robotico su un binario che si estende per l’intera lunghezza dell’area di produzione. Il robot si muove senza soluzione di continuità lungo il binario, stendendo il cemento strato dopo strato, regolando il suo percorso in tempo reale per adattarsi alle pareti curve del modulo. Niente più parti affettate, niente più giunture deboli. È molto più veloce che stampare piccole sezioni e assemblarle, e le parti sono più resistenti perché il materiale viene steso in un percorso continuo. Questa non è solo una dimostrazione: stanno già installando questi moduli in progetti di edilizia residenziale a prezzi accessibili e altre società di costruzione stanno seguendo l'esempio.
Recentemente abbiamo lavorato con un cliente che utilizzava questo impianto per creare moduli di case in cemento personalizzati. Invece di utilizzare una grande, costosa macchina 3D statica che occupava metà dello stabilimento, la stampante monta invece un braccio robotico su un binario che si estende per l’intera lunghezza del piano di produzione. Il robot si muove senza soluzione di continuità lungo il binario, stendendo il calcestruzzo strato dopo strato, adattando il suo percorso in tempo reale per adattarsi alle pareti curve del modulo. Niente più parti taglienti, niente più cuciture deboli. È molto più veloce che stampare piccoli segmenti e poi assemblarli, e le parti sono più resistenti perché il materiale è disposto in un percorso continuo. Questa non è solo una dimostrazione: stanno già installando questi moduli in progetti di edilizia residenziale a prezzi accessibili e altre società di costruzione stanno seguendo l'esempio.
Il prossimo passo è la versatilità dei materiali, un enorme punto dolente per le normali stampanti 3D. La maggior parte delle stampanti 3D desktop o industriali di piccole dimensioni sono bloccate con uno o due materiali alla volta, come la plastica PLA o ABS. Ma quando abbini un robot alla stampa 3D, puoi scambiare al volo gli strumenti per lavorare con tutti i tipi di materiali, anche mescolandoli durante la stampa. Stiamo parlando di metallo, ceramica, cemento, cibo, bioplastica, di tutto. Alcuni dei nostri clienti del settore aerospaziale lo utilizzano per stampare parti con inserti metallici incorporati in un telaio di plastica, perfetto per componenti che devono essere leggeri ma resistenti dove conta. Altri stanno mescolando la plastica riciclata con il cemento per ottenere materiali da costruzione, riducendo notevolmente i rifiuti.
Poi c’è la diversità dei materiali, che è un grande punto dolente con le normali stampanti 3D. La maggior parte delle stampanti 3D desktop o industriali di piccole dimensioni può utilizzare solo uno o due materiali alla volta, come PLA o plastica ABS. Ma combina i robot con le stampanti 3D. Una volta combinata la stampa, puoi cambiare strumenti in qualsiasi momento, utilizzare una varietà di materiali e persino mescolare materiali durante il processo di stampa. Stiamo parlando di metallo, ceramica, cemento, cibo, bioplastica, di tutto. Alcuni dei nostri clienti del settore aerospaziale lo utilizzano per stampare parti di telai in plastica con inserti metallici incorporati al loro interno: perfetti per componenti che devono essere leggeri ma richiedono elevata resistenza in aree chiave. Altri stanno mescolando la plastica riciclata con il cemento per ottenere materiali da costruzione, riducendo drasticamente i rifiuti.
Aspetta e non dimentichiamoci della riparazione e della manutenzione. I robot non servono solo a creare nuove parti: possono anche riparare quelle esistenti. Immagina la pala di una turbina eolica che si spezza a 500 piedi di altezza. Non puoi portare l'intera lama in una fabbrica per una saldatura, giusto? Ma se disponi di un sistema robotizzato portatile con un’estremità per la stampa 3D, puoi portarlo alla turbina, scansionare il punto danneggiato sulla lama e stampare una toppa di riparazione personalizzata proprio lì, sul posto. Non è un'ipotesi ipotetica: l'abbiamo vista in azione con le aziende energetiche. Riduce i tempi di riparazione da giorni a ore e fa risparmiare milioni di tempo di inattività. Viene da chiedersi perché qualcuno dovrebbe aspettare a spedire una parte rotta in tutto il paese quando è possibile ripararla dov'è, utilizzando la stampa 3D assistita da robot.
Aspetta, non dimentichiamoci della riparazione e della manutenzione. I robot non solo possono creare nuove parti, ma possono anche riparare quelle esistenti. Immagina che la pala di una turbina eolica sviluppi una crepa a 500 piedi nell'aria. Non puoi rispedire l'intera lama alla fabbrica per essere saldata, giusto? Ma se avessi un set di 3D, un sistema robotico portatile sul lato della stampa può portarlo alla turbina, scansionare l'area danneggiata sulla lama e quindi stampare una toppa di riparazione personalizzata sul posto. Ciò non è ipotetico: lo abbiamo già visto nella pratica con le società energetiche. Ha ridotto i tempi di riparazione da giorni a ore e ha consentito di risparmiare milioni in termini di tempi di inattività. Ciò fa sì che le persone si chiedano: perché inviare parti danneggiate da riparare in tutto il paese quando è possibile utilizzare la stampa 3D assistita da robot per ripararle in situ?
Poi c'è lo spazio di produzione personalizzato, come per pezzi in piccoli lotti o una tantum che la normale automazione non è in grado di gestire. Se sei un produttore di dispositivi medici, potresti aver bisogno di una protesi d'anca personalizzata che si adatti all'anatomia di un paziente specifico, o un piccolo produttore di mobili artigianale che desidera parti curve personalizzate per una sedia. La produzione tradizionale (come la lavorazione CNC o lo stampaggio a iniezione) è troppo costosa per i piccoli lotti: è necessario realizzare migliaia di parti per coprire i costi degli utensili. La stampa 3D robotica cambia la situazione perché è guidata dal software. Puoi semplicemente caricare un modello 3D, modificarlo nella dimensione o forma esatta di cui hai bisogno e premere la stampa: senza strumenti speciali, senza lunghi tempi di configurazione. Un negozio di biciclette locale con cui collaboriamo lo utilizza per realizzare telai per biciclette personalizzati per ciclisti con dimensioni corporee insolite. Invece di ordinare montature da un grande produttore che addebita un sovrapprezzo, utilizzano i nostri sistemi robotizzati per stampare montature leggere e resistenti in un paio d'ore.
Poi c'è l'area della produzione personalizzata, come pezzi a basso volume o una tantum, che l'automazione convenzionale non è in grado di gestire. Se sei un produttore di dispositivi medici, potresti aver bisogno di una protesi d'anca personalizzata che si adatti all'anatomia di un paziente specifico, oppure sei un piccolo produttore di mobili artigianale che desidera realizzare una parte curva personalizzata per una sedia. I metodi di produzione della vecchia scuola (come la lavorazione CNC o lo stampaggio a iniezione) sono troppo costosi per piccoli lotti: dovresti realizzare migliaia di parti per distribuire i costi degli utensili. La stampa 3D robotizzata cambia la situazione perché è guidata dal software. Carica semplicemente un modello 3D, adattalo alla dimensione o alla forma esatta di cui hai bisogno e premi la stampa, senza strumenti speciali o lunghi tempi di configurazione. Un negozio di biciclette locale con cui collaboriamo ne ha approfittato realizzando telai per biciclette personalizzati per ciclisti con corporature speciali. Invece di ordinare montature da grandi produttori che applicano prezzi elevati, utilizzano il nostro sistema robotizzato per stampare montature leggere e resistenti in poche ore.
Ora passiamo alla parte che è stata nella mente di tutti ultimamente: quanto è facile usare questa roba? Molte persone pensano che i robot siano solo per squadre di robotici, ma non è più vero. Abbiamo costruito sistemi che consentono a chiunque di utilizzarli, senza necessità di codifica. Ad esempio, il nostro sistema robotizzato di saldatura senza codice ti consente di insegnare al robot un percorso di stampa 3D semplicemente spostando il braccio attraverso la forma desiderata con un controllo manuale: molto più semplice rispetto alla scrittura del codice G per stampanti 3D statiche. Questo ha rappresentato un punto di svolta per le piccole imprese che non dispongono di un team di automazione dedicato. Possono utilizzare questi sistemi robotizzati per la stampa 3D senza dover assumere qualcuno che lo programmi per settimane.
Ora parliamo della cosa che tutti hanno in mente in questi giorni: quanto è facile da usare questa cosa? Molte persone pensano che i robot siano solo per un team di robotici, ma non è più così. Costruiamo sistemi in modo che chiunque possa utilizzarli, senza necessità di programmazione. Ad esempio, il nostro sistema robotizzato di saldatura senza codice ti consente di insegnare al robot un percorso di stampa 3D semplicemente spostando il braccio con un controller portatile e lasciando che segua la forma desiderata: è molto più semplice che programmare una G per una stampante 3D statica. Il codice è molto più semplice. Per le piccole imprese che non dispongono di team di automazione dedicati, questo rappresenta un punto di svolta. Possono utilizzare questi sistemi robotici per la stampa 3D senza dover passare settimane ad assumere qualcuno per programmarli.
Aspetta, e per quanto riguarda la mobilità? Alcune di queste configurazioni robotiche di stampa 3D non hanno nemmeno bisogno di trovarsi in una fabbrica fissa. Abbiamo realizzato opzioni portatili, come il nostro sistema robotizzato di saldatura portatile e il sistema di saldatura robotizzata portatile, che possono essere caricati su un camion e portati in cantieri, zone disastrate o persino miniere remote. Una società mineraria canadese ha utilizzato un robot portatile per stampare parti di ricambio personalizzate per attrezzature pesanti in metallo, proprio lì nella miniera. Non devono aspettare che i componenti vengano spediti dalla città, il che riduce i tempi di inattività e mantiene le loro operazioni senza intoppi. È assurdo pensare di poter arrivare in una miniera con un piccolo robot, scansionare una parte rotta, stamparne una nuova e tornare al lavoro tutto in un giorno.
Aspetta, e la mobilità? Alcuni robot 3D Le attrezzature di stampa non necessitano nemmeno di essere riparate in fabbrica. Abbiamo introdotto opzioni portatili, come il nostro sistema robotizzato di saldatura portatile e il sistema di saldatura robotizzata portatile, che possono essere caricati su camion e trasportati in cantieri edili, aree disastrate e persino siti minerari remoti. Una società mineraria in Canada utilizza robot portatili per utilizzare l’oro nei siti minerari. Stampa di parti di ricambio personalizzate per attrezzature pesanti. Non devono aspettare che i componenti vengano spediti dalla città, il che riduce i tempi di inattività e mantiene le operazioni senza intoppi. È incredibile pensare che potresti recarti in un sito minerario con un piccolo dispositivo robotico, scansionare una parte danneggiata, stamparne una nuova e tornare al lavoro lo stesso giorno.
Voglio essere reale qui: non è tutto sole e arcobaleni. Ci sono ancora ostacoli. Il costo iniziale di un sistema robotizzato più uno strumento di stampa 3D può essere superiore a quello di una stampante 3D desktop standard, soprattutto per le piccole imprese. C'è anche una curva di apprendimento, anche con i sistemi senza codice: devi comunque capire come si comportano i diversi materiali quando vengono estrusi, come il calcestruzzo polimerizza o come il metallo si raffredda per evitare deformazioni. Ma la tecnologia migliora di anno in anno, i costi diminuiscono e aumentano le risorse di formazione per aiutare i team ad apprendere rapidamente.
Sarò onesto qui: non è tutto sole e arcobaleni. Ci sono ancora ostacoli. Il costo iniziale di un sistema robotico più strumenti di stampa 3D può essere superiore a quello di una stampante 3D desktop standard, soprattutto per una piccola impresa. C'è anche il problema della curva di apprendimento, anche con un sistema senza codice: è comunque necessario capire come si comportano i diversi materiali quando vengono estrusi, come il calcestruzzo si solidifica o come il metallo si raffredda per evitare deformazioni. Ma la tecnologia migliora ogni anno, i costi diminuiscono e emergono sempre più risorse di formazione per aiutare i team ad aggiornarsi rapidamente.
In qualità di fornitore di sistemi robotici, abbiamo visto evolversi ogni parte di questo spazio e l'unica cosa che risalta è quanto siano adattabili questi sistemi. Non si tratta solo di sostituire la vecchia tecnologia, ma di aprire nuove possibilità che prima non esistevano. Qualche anno fa, nessuno pensava che si potesse stampare un modulo abitativo completo in loco, o riparare una pala di una turbina eolica senza salire 500 piedi, o realizzare un telaio per bicicletta personalizzato in un piccolo negozio. Ora tutto sta accadendo e i robot ne sono la spina dorsale.
In qualità di fornitore di sistemi robotici, abbiamo visto evolversi ogni aspetto di questo campo e ciò che risalta è quanto siano adattabili questi sistemi. Non si tratta solo di sostituire la vecchia tecnologia, ma di aprire nuove possibilità che prima non esistevano. Qualche anno fa, nessuno pensava che si potesse stampare un intero modulo abitativo in loco, o riparare una pala di una turbina eolica senza salire 500 piedi, o realizzare un telaio di bicicletta personalizzato in un piccolo negozio. Ora tutto sta accadendo e i robot ne sono la spina dorsale.
Se sei qualcuno che è curioso di sapere come questo potrebbe funzionare per la tua attività, sia che tu operi nel settore edile, aerospaziale, di dispositivi medici o anche nella produzione di piccoli lotti, ti incoraggio a contattarci. Siamo sempre felici di illustrarti come i nostri sistemi robotizzati, come i nostri sistemi cobot di saldatura portatili o qualsiasi altra nostra configurazione, possono essere adattati alle tue esigenze specifiche. Non realizziamo soluzioni valide per tutti; lavoriamo con te per costruire qualcosa che risolva esattamente i tuoi problemi.
Se sei curioso di sapere come potrebbe funzionare nella tua attività, che si tratti di edilizia, aerospaziale, di dispositivi medici o di produzione a basso volume, ti incoraggio a contattarci. Siamo sempre felici di guidarti attraverso come uno dei nostri sistemi robotici, come il nostro sistema cobot di saldatura portatile o qualsiasi altra configurazione, può essere personalizzato in base alle tue esigenze specifiche. Non realizziamo soluzioni valide per tutti; lavoriamo con te per creare una soluzione che risolva esattamente il tuo problema.
Non lasciarti ingannare dall'hype sulla stampa 3D o sui robot: questa combinazione è qui per restare e sta cambiando il modo in cui produciamo quasi tutto. Non si tratta solo di una produzione più rapida; si tratta di rendere la produzione più flessibile, più accessibile e più sostenibile. E come fornitore di sistemi robotici, siamo orgogliosi di farne parte. Se vuoi parlare ancora, contattaci: siamo qui per aiutarti.
Non lasciarti ingannare dall’hype sulla stampa 3D o sulla robotica: questa combinazione è qui per restare e sta cambiando il modo in cui produciamo quasi tutto. Non si tratta solo di una produzione più rapida; si tratta di rendere la produzione più flessibile, accessibile e sostenibile. In qualità di fornitore di sistemi robotici, siamo orgogliosi di farne parte. Se desideri parlare ulteriormente, contattaci: siamo qui per aiutarti.
Riferimenti Riferimenti
- ASTM Internazionale. (2022). Produzione additiva per componenti su larga scala: tendenze e applicazioni. Estratto da astm.org
ASTM Internazionale. (2022). Produzione additiva di componenti di grandi dimensioni: tendenze e applicazioni. Estratto da astm.org - Associazione delle industrie di robotica. (2023). Robot collaborativi nella produzione additiva: un rapporto di settore del 2023. Estratto da roboticsonline.org
Associazione delle industrie robotiche. (2023). Robot collaborativi nella produzione additiva: rapporto di settore 2023. Estratto da roboticsonline.org - Robotica delle costruzioni. (2022). Stampa 3D in loco per l'edilizia abitativa: casi di studio e approfondimenti del settore. Estratto da Constructionrobotics.com
Robotica delle costruzioni. (2022). Stampa 3D in loco di abitazioni: casi di studio e approfondimenti del settore. Estratto da Constructionrobotics.com - Società degli ingegneri di produzione. (2023). Produzione additiva in piccoli lotti: riduzione dei costi attraverso i sistemi robotici. Estratto da sme.org
Società degli ingegneri di produzione. (2023). Produzione additiva a basso volume: riduzione dei costi attraverso sistemi robotizzati. Estratto da sme.org
