3D tlač vo svete robotov a automatizácie

Aditívna výroba priniesla do robotiky svieži vietor. Od výroby čeľustí a chápadiel na mieru cez zakrytovanie elektroniky až po prípravu funkčných častí robotických ramien. Pozrime sa na výhody 3D tlače a niekoľko príkladov praktického využitia.

Oblastí, kde 3D tlač doslova exceluje, sú čeľuste robotov a kobotov zakotvené priamo na mieru. Potrebujete vo výrobe manipulovať s iným typom alebo tvarom výrobku než doposiaľ? Pripraviť iný typ čeľustí je pre konštruktéra hračkou, 3D tlač otázkou hodín či druhého dňa. Využiť je možné napríklad dvojmateriálovú tlač z termoplastov (pevný nosný materiál s flexibilnou a oteruvzdornou vrstvou v dotykovej ploche), ultra polymérov (materiály s vynikajúcou chemickou odolnosťou, samozhášavosťou, teplotnou odolnosťou i 250 °C) alebo kompozitov so spojitým vláknom (odolné a nárazuvzdorné diely nahradzujúce hliník, ktoré súčasne nepoškriabu uchopované predmety) a kovov (žiaruvzdorné alebo naopak vodivé prvky).

Do popredia sa stále viac dostávajú tiež samozhášivé a ESD plasty (s ochranou proti prenosu náboja) – najmä u dielov v priamom kontakte s elektronikou. 3D tlačené diely dnes bežne nájdete tiež u manipulačných chápadiel kobotov, kde uľahčujú prácu obsluhe na spoločnom pracovisku alebo u modulárnych častí robotických ramien.

Z výhod nasadenia 3D tlače pre automatizáciu a robotiku:

• Zvyšujeme rýchlosť navrhovania dielov a optimalizácie ich tvaru. Konštruktér má výtlačok fyzicky na stole mnohonásobne rýchlejšie ako napríklad kolega, ktorý čaká na výrobu frézovaním. Má viac času k optimalizácii tvaru a vytlačení viac postupných prototypov. 3D tlačiareň funkčných dielov z odolných kompozitov môže mať doslova vo vedľajšej miestnosti.
• Konštruktér získava väčšiu tvarovú slobodu než u tradičných metód výroby. Má voľnejšie ruky pri hľadaní najvhodnejšieho riešenia. Môže spojiť viac predtým samostatných súčastí do jednej, naraz tlačené zostavy.
• Šetríme vďaka nižšej hmotnosti dielov. Odľahčenie súčastí môže mať zásadný vplyv už na výber použitého robota. Robot denne vykoná tisíce opakujúcich sa pohybov. Ak je jeho konštrukcia ľahšia, môže byť nasadený menej výkonný a tým aj lacnejší typ robota. „3D tlač nám tu pomáhala šetriť náklady ešte pred tým, než bol vo finále využitý.“ Spomenul Zdeněk Halada, šéf priemyslovej automatizácie v trutnovskom závode Continental Automotive Czech Republic. (Podrobnejšie u obrázku robota s 3D tlačenými časťami.)
• Zvyšujeme dostupnosť dielov, ktoré je teraz možné vyrobiť na relatívne lacnej 3D tlačiarni namiesto CNC frézy s vysokými obstarávacími a prevádzkovými nákladmi a drahším materiálom. Najviac – a práve z týchto dôvodov – býva kapacita CNC pracovísk vyťažená na dlhú dobu vopred.
• Cena za 3D vytlačený diel z kvalitných termoplastov a kompozitov je spravidla výrazne nižšia než za diel frézovaný z hliníku.

Ako je to s využitím 3D tlače?

V tíme našej partnerskej spoločnosti 3Dwiser, ktorá rôznorodé technológie 3D tlače dodáva veľkým i menším spoločnostiam naprieč priemyslom aj na univerzitné a vývojárske pracoviská, zbierame jednoznačnú odozvu: 3D tlač je účinný a veľmi univerzálny pomocník, bez ktorého si už koľkokrát prácu vôbec nevieme predstaviť. Zvlášť v dobe celosvetovej krízy zavinenej pandémiou, kedy sa rozpadajú predchádzajúce dodávateľské reťazce a mnohé diely pre roboty i podnikovú automatizáciu je nutné (alebo skrátka len o dosť výhodnejšie) vyrobiť priamo vo vlastnej prevádzke. Na mieru, rýchlo, kedy a kde sú práve potrebné.

Tomáš Vít

Tento článok bol pôvodne napísaný pre bulletin č. 2/2021 Národního centra  průmyslu 4.0