將任何工業(yè)機器人變?yōu)?D打印機？不需切片！Adaxis增材軟件

導讀：3D打印技術才發(fā)展三四十年，還很新，我們很可能還沒有窺見它的全部能力和所有表現方式。換言之，我們如今解鎖的增材制造模式可能還只是“冰山一角”。

2022年3月27日，南極熊獲悉，法國-瑞典的跨國技術創(chuàng)業(yè)公司Adaxis正在開發(fā)一款增材軟件，目的是使任何工業(yè)機器人都能輕松實現沉積式3D打印。

機器人技術和增材制造（AM）具有天然的契合性，很多人都認識到了這一點，并且已經有相關的機器人生產商開始推出新的功能，允許機器人通過切片機編程輸出進行3D打印。就在今年2月份，國內來自中國科學院的研究人員已經實現了機器人技術和3D生物打印技術的對接，研究人員結合六軸機器人手臂制造了具有生命力的心肌組織。這種新穎的3D打印方法不僅成功地制造了一種可行的血管類器官，而且它維持了6個月的生命活力。

△機器人手臂結合3D細胞打印的示意圖

在機器人技術和增材制造的結合之路上，Adaxis要看的更遠，他們的目標是無縫連接CAD系統和機器人編程語言，使CAD模型可以無縫成為3D打印程序，更重要的一點是充分利用機器人的旋轉和樞轉運動范圍。該公司目前正在與一些主流的CAD軟件廠商合作，并聯手相關的機器人生產商（到目前為止包括ABB和庫卡）共同瞄準這一目標。由于機器人是如此普遍，而多軸沉積是如此自由，它們的聯手可能會擴大我們對增材制造本身的認識。

△使用運動范圍的機器人可以通過跟隨角度打印出有角度的物體，如圖所示，而不是分層堆積，它也可以遵循類似于工具表面的復雜形式。照片來自Adaxis。

事實上，增材制造包含有非常多的工藝種類，但目前所開發(fā)的范圍仍然可能過于狹窄。我們對3D打印有著一個刻板影響，那就是打印過程必須發(fā)生在一臺3D打印機內。它可能是一臺成本為幾百美元的桌面級3D打印機，也可能是一臺成本為幾十萬的粉末床熔融機，但最終的原理是一樣的：一個零件在一個密閉箱內里以垂直于Z軸運動的直線平行層沉積。但是，如果這只是3D打印發(fā)展的一部分呢？如果這種在箱內層層疊加的制造模式只是增材制造工藝的一部分呢？

解除限制的3D打印機器人有可能帶來為我們帶來一種全新的增材制造模式，南極熊接下來總結了3D打印未來有可能解鎖的幾種新模式：

1) 沒有箱體限制。沉積材料并不像模塑或機械加工那樣涉及大的作用力，所以3D打印不需要周圍有剛性的機器結構。打印可以發(fā)生在機器人可以到達的任何地方。可能性包括機器人協作完成大部件或將部件打印到自動化生產線的傳送帶上。

2) 沒有切片軟件。切片軟件通常是假定直線、平行模式下的切片，而一個不同的編程系統，如Adaxis的編程系統，則可以利用機器人的全部運動范圍。這意味著能夠使特定層的角度適應該區(qū)域內零件的幾何形狀，以及通過遵循其幾何形狀在現有形式上進行打印，例如，修改或修復現有模具。

3) 沒有專用機器。這個區(qū)別可能是最奇怪的。我們習慣于制造業(yè)務有專門的機器。例如，研磨是在研磨機上進行的。但是在未來，3D打印的很大一部分可能是在制造商也用于其他目的的機器人上進行的。聚合物擠出機或金屬DED頭可能只是另一個終端效應器。

最后一點特別重要，因為它有可能使3D打印變得觸手可得。當然，很大一部分制造商都有機器人，而多數目前都沒有得到充分利用。今天，它們很難針對3D打印進行編程；但明天，如果這個障礙被消除，那么所有這些機器人就會成為增材制造生產力，只等著被投入使用。

△具有可變層方向的3D打印管；這個由瑞典研究所使用Adaxis軟件制作的演示部件顯示了在機器人3D打印中改變層方向的可能性。彎曲的圓柱體的切片平面根據遵循零件中心線的花鍵不斷變化。這意味著各層是不平行的，擠出機的輸出變化以產生差異。照片來自Adaxis公司。

目前解鎖的只是冰山一角