Robotertechnik: Mit 3D-Druck zu maßgeschneiderten Endeffektoren

All Axis Robotics, Spezialist für gebrauchsfertige Robotertechnik, fertigt individuelle Endeffektoren für Roboterarme mit der 3D-Druck-Fertigungsstation Method von MakerBot

All Axis Robotics implementiert die Fertigungsstation Method des 3D-Druckspezialisten MakerBot in seine Automatisierungsprozesse. Das Unternehmen will damit individuelle Werkzeugteile für seine bestehenden Geräte und für seine Kunden fertigen.

All Axis Robotics ist eine mechanische Werkstatt aus Dallas (Texas) und führend im Bereich der gebrauchsfertigen individuellen Robotertechnik für andere mechanische Werkstätten und Produktionsanlagen, die eine automatische Maschinenbeschickung benötigen. Kunden verweisen auf das Know-how der Maschinenbauingenieure und Fertigungstechniker von All Axis Robotics bei der Optimierung ihres Fertigungsbetriebs mit Roboterarmen und individuellen Endeffektoren, darunter unter anderem für Maschinenbeschickung mit numerischer Computersteuerung (CNC), automatisches Schleifen von Bauteilen und Maschinenbeschickung mit Abkantpresse.

Individuelle Werkzeugteile für Robotertechnik

„Beim Einsatz von kollaborativen Robotern und Automatisierung in der mechanischen Werkstatt standen wir vor der Herausforderung, dass wir im Laufe des Verfahrens individuelle Bauteile entwickeln mussten. Wir müssten Klammern, Vorrichtungen oder Finger für Greifarme entwickeln, und nicht alles könnte mit Geräten mit numerischer Computersteuerung (CNC) gefertigt werden”, sagt Gary Kuzmin, CEO von All Axis. „Mit dem Kauf des Method von MakerBot verfügten wir automatisch über sämtliche Möglichkeiten für die individuelle Fertigung all dieser unterschiedlichen Bauteile. In wenigen Tagen konnten wir individuelle Bauteile für unsere Geräte drucken. Individuelle Bauteile können in kurzer Zeit gefertigt und sofort in unsere Systeme integriert werden, deshalb ist es so wichtig, dass dieser Drucker ein Teil unseres Verfahrens ist.”

Vorlaufzeiten der Designs verkürzen sich auf wenige Stunden

Der Anbieter für Robotertechnik verwendet 3D-Druck für die Fertigung individueller Werkzeugteile — und verkürzt so monatelange Vorlaufzeiten der Designs seiner maßgeschneiderten Endeffektoren für Roboterarme auf wenige Stunden. Durch die Möglichkeit, individuelle Kundenlösungen zu erstellen — in Kombination mit schnellen Herstellungszeiten — erhielt All Axis einen Wettbewerbsvorteil gegenüber der Konkurrenz, weil mehr Fertigungsanlagen neue und alte Geräte modernisieren, um der steigenden Nachfrage der Industrie 4.0 und des modernen globalen Marktes nachzukommen.

„Es war nicht nur äußerst hilfreich, dass wir je nach Bedarf individuelle Bauteile fertigen konnten, die wir benötigten, um unseren Betrieb am Laufen zu halten. Zudem konnten wir 3D-Druck für unsere Kunden und deren Bedürfnisse implementieren”, ergänzt Kuzmin. „Unsere Ingenieure erkannten, welche Möglichkeiten 3D-Druck bietet, sodass wir für bereits vorhandene Kunden mit ähnlichen Anforderungen eine Produktlinie mit 3D-gedruckten Bauteilen entwickelten.”

Weitere Anwendungen des 3D-Drucks für die Robotertechnik

Die Ingenieure von All Axis entwarfen beispielsweise eine individuelle Schleifmaschine für Bauteile und fertigten sie mit dem Method X aus dem robusten und langlebigen, echten ABS-Material. Die Roboterschleifmaschine automatisiert den zeitaufwändigen Aluminiumschleifvorgang. Dies ermöglicht einen effizienteren Betrieb der mechanischen Werkstatt und die Mitarbeiter haben mehr Zeit, um sich anderen Aufgaben zu widmen. Sie hat zwei Seiten mit unterschiedlichen Schleifpads und einen Saugluftanschluss für die Entfernung des Abfalls.

Das Team konnte das Bauteil mit einem betriebsinternen Method-Drucker fertigen und so die für herkömmliche Fertigungsverfahren typischen unerwünschten Faktoren beseitigen, darunter den kostspieligen Zeitaufwand des Mechanikers und Materialkosten. Die Ingenieure betrachteten die Bauteilkonstruktion aus dem Blickwinkel der additive Freiformfertigung und konnten das Bauteil so schnell dreidimensional gestalten, ohne die für herkömmliche Fertigungsverfahren typischen komplexen Herstellungsaspekte zu berücksichtigen.

Komplexes Bauteil mit herkömmlichen Fertigungsmethoden nicht zu verwirklichen

Der Druck erfolgte mit dem löslichen Stützmaterial SR-30 von Stratasys, so dass die Ingenieure die Schleifmaschine als ein komplexes Bauteil entwerfen konnten, das mit herkömmlichen Fertigungsmethoden nicht maschinell hätte hergestellt werden können. Dank der Maßgenauigkeit von Method konnte das Bauteil beim ersten Versuch perfekt mit dem Roboterarm verbunden werden. Durch die Verwendung von produktionstauglichem ABS für den Druck in einer auf 100° beheizten Kammer entsteht ein sehr robustes und langlebiges Werkzeug, das der rauen Umgebung einer mechanischen Werkstatt standhält.  

„All Axis Robotics ist ein hervorragendes Beispiel für einen Kunden, der die Möglichkeiten der additiven Fertigung nutzt, um im gegenwärtigen Umfeld konkurrenzfähig zu bleiben”, so Nadav Goshen, CEO von MakerBot. „Durch die Investition in betriebsinterne 3D-Druck-Lösungen können Unternehmen wie All Axis ganz anders an die Fertigung herangehen. Durch die Kombination von Automatisierung und der schnellen Herstellungszeit von Bauteilen mit Method können Unternehmen nun ihre Produktionsressourcen verbessern und ihre Geschäftsmöglichkeiten ausbauen.”

„Das Interessante an unserer Werkstatt ist, dass neben unseren Millionen-Dollar-Geräten ein Method von MakerBot steht, der etwa 6’500 Dollar kostet. Und dieses Gerät im Wert von 6’500 Dollar sorgt dafür, dass unsere Millionen-Dollar-Geräte weiter arbeiten können,” folgert Kuzmin.

Weitere Informationen zu All Axis Robotics finden Sie unter www.allaxisrobotics.com/.

Weitere Informationen zu Method finden Sie unter www.makerbot.com/method.

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