Od ramion przemysłowych po zwinne dłonie: Jak druk 3D w technologii SLS rewolucjonizuje produkcję w robotyce

Technologia SLS: Odpowiedź na wyzwania nowoczesnej robotyki

Właśnie tutaj z pomocą przychodzi technologia selektywnego spiekania laserowego (SLS), która wyróżnia się jako kluczowa metoda przemysłowego druku 3D. Jej przewaga nad innymi technikami polega na wyjątkowej wszechstronności materiałowej, wysokiej wydajności produkcyjnej oraz, co kluczowe dla robotyki, zdolności do wytwarzania skomplikowanych geometrycznie części bez konieczności stosowania struktur podporowych – wszystko w ramach jednego procesu produkcyjnego.

Firma TPM3D, bazując na ponad dwudziestu latach doświadczenia technicznego, opracowała kompleksowy ekosystem rozwiązań SLS, zaprojektowany specjalnie z myślą o rygorystycznych wymaganiach produkcji dla robotyki nowej generacji. Jako 3D Phoenix, z dumą dostarczamy te zaawansowane systemy na polski rynek, umożliwiając naszym klientom produkcję m.in. zindywidualizowanych efektorów końcowych do robotów przemysłowych, elementów konstrukcyjnych dla robotów inspekcyjnych czy kompletnych ram nośnych dla robotów humanoidalnych. Aby zobrazować potęgę tej technologii, przyjrzyjmy się trzem konkretnym wdrożeniom.

Studium Przypadku 1: Roboty humanoidalne – ultralekkie i wytrzymałe komponenty

W przypadku robotów humanoidalnych, gdzie mobilność i efektywność energetyczna są priorytetem, kluczowym wyzwaniem jest redukcja masy komponentów. W jednym z projektów firma TPM3D podjęła się zadania wyprodukowania kluczowych elementów konstrukcyjnych korpusu i kończyn dla robota humanoidalnego.

Wykorzystano do tego celu drukarkę 3D pracującą w technologii SLS – model TPM3D P360 – oraz specjalistyczny materiał Precimid1172 Pro GF30 BLK. Jest to poliamid wzmocniony włóknem szklanym, charakteryzujący się wysoką wytrzymałością i niską gęstością. Dzięki zastosowaniu skomplikowanych, zoptymalizowanych struktur kratownicowych, możliwe było osiągnięcie idealnego stosunku wytrzymałości do masy. Rezultatem była znacząca redukcja wagi części przy jednoczesnym zachowaniu pełnej integralności strukturalnej.

Wydajność systemu P360 jest równie imponująca. Dzięki dużej komorze roboczej o wymiarach 360x360x600 mm, udało się wyprodukować 52 komponenty (co odpowiada 3 pełnym zestawom dla robotów) w ramach jednego cyklu produkcyjnego, który trwał zaledwie 32,5 godziny.

Studium Przypadku 2: Robotyka przemysłowa – błyskawiczne prototypowanie i walidacja

Szybkość wdrożenia nowego produktu na rynek jest kluczowym czynnikiem konkurencyjności w przemyśle. Jeden z producentów robotów przemysłowych borykał się z problemem wydłużonych cykli projektowych oraz wysokimi kosztami walidacji nowych komponentów. Rozwiązaniem okazała się technologia SLS od TPM3D, która umożliwiła bezpośredni wydruk funkcjonalnych uchwytów montażowych podstawy ramienia robota.

Dzięki zastosowaniu wytrzymałego materiału Precimid1172Pro GF30 BLK, producent mógł niemal natychmiastowo tworzyć fizyczne prototypy, poddawać je testom wytrzymałościowym i na bieżąco optymalizować projekt. W rezultacie, czas potrzebny na prace badawczo-rozwojowe został drastycznie skrócony, co otworzyło drogę do płynnego wdrożenia komponentu do masowej produkcji.

Studium Przypadku 3: Autonomiczne pojazdy patrolowe – radykalna redukcja masy i czasu produkcji

Trzecie studium przypadku doskonale ilustruje możliwości druku 3D w produkcji wielkoformatowych części. Firma MicroPolis Robotics z Dubaju wykorzystała technologię TPM3D do wytworzenia przedniego elementu konstrukcyjnego dla swojego autonomicznego pojazdu patrolowego. W tym celu użyto wielkoformatowej, dwulaserowej drukarki SLS, model S600DL, oraz materiału Precimid1176 Pro GF30 BLK, który cechuje się wysoką zdatnością do ponownego użycia.

Porównanie z tradycyjnymi metodami obróbki metalu pokazało rewolucyjne korzyści płynące z druku 3D:
Czas realizacji skrócono z 4 do zaledwie 2 dni.
Masę komponentu zredukowano z 27 kg do zaledwie 4 kg, co oznacza spadek o 82%.
Proces produkcyjny został uproszczony z wieloetapowego i skomplikowanego do jednoetapowego wytwarzania bez konieczności stosowania podpór.

Tak znacząca redukcja masy przełożyła się bezpośrednio na zwiększenie zasięgu i poprawę zwrotności pojazdu.

Technologia SLS: Paliwo dla przyszłości robotyki

W miarę jak roboty ewoluują w kierunku coraz większej inteligencji i elastyczności, technologia druku 3D SLS będzie odgrywać kluczową rolę w całym sektorze. Już teraz widzimy, jak technologia ta wspiera kluczowe obszary:
W robotyce przemysłowej: Umożliwia tworzenie personalizowanych efektorów końcowych, ultralekkich ramion oraz szybki rozwój zintegrowanych, funkcjonalnych obudów.
W robotach humanoidalnych: Wspiera prace badawczo-rozwojowe i produkcję niezwykle złożonych podzespołów, takich jak głowice z wieloma czujnikami, biomimetyczne, zwinne dłonie, a także zewnętrzne osłony i kompletne ramy konstrukcyjne.

Co więcej, rozwiązania SLS od TPM3D oferują dostęp do bogatego portfolio materiałów przemysłowych (m.in. PA, PP, TPU, PEEK, PEKK), które zaspokajają zróżnicowane potrzeby – od ogólnych konstrukcji po komponenty odporne na wysokie temperatury i zużycie. Wszystko to przy zachowaniu wyjątkowej dokładności wymiarowej na poziomie

±0.2mm/100mm, co gwarantuje precyzyjne dopasowanie nawet w najbardziej skomplikowanych mechanizmach.