Der Einsatz von Industrierobotern in der additiven Fertigung erfährt neuerdings eine steigende Anwendung. Insbesondere wegen des voluminösen Bauraums und der großen Flexibilität sind sie für die Herstellung von großvolumigen, individualisierten Bauteilen geeignet. Durch die vielachsigen Bewegungsmöglichkeiten des Druckkopfes in Verbindung mit einer Schwenkkippeinheit der Bauplattform, kann auf Stützstrukturen verzichtet werden. Das stellt einen großen wirtschaftlichen Vorteil dar.
Kosten sparen
Die Vorteile herkömmlicher 3D-Drucksysteme liegen da, wo es sich um einfache, kostengünstige Maschinen mit drei, in der Regel kartesisch angeordneten Linearachsen handelt. Mit ihnen werden die Modelle unter Verwendung zum Teil umfangreicher Stützstrukturen schichtweise aufgebaut. Stützstrukturen aber kosten nicht nur Material, sondern auch Zeit beim Aufbau, beim Entfernen und in der Nachbearbeitung. Ohne sie lassen sich also Zeit und Material – und damit Kosten sparen.
Neue Möglichkeiten
Der Einsatz von Industrierobotern zur Bewegung des Druckkopfs bietet hier ganz neue Möglichkeiten. In der Regel werden 6- bis 8-achsige Systeme (6-achs Roboterkinematik plus Schwenkkipptisch für die Bauplattform) eingesetzt. Aber auch 12- und 14-achsige Anlagen mit zwei Robotern, bei der einer den Druckkopf und der andere die Bauplattform bewegt, werden inzwischen verwendet. Dadurch wird der Druck von räumlichen Freiformstrukturen möglich, die nur wenige oder gar keine Stützstrukturen mehr benötigen. Oder in Verbindung mit Endlosfasern kann – eine optimale Faserverlegung in Richtung der Kraftflüsse vorausgesetzt – die Stabilität der Bauteile deutlich gesteigert werden.
Mehrwert durch 3D-Druck
Welchen zusätzlichen Mehrwert bringt der 3D-Druck mittels Robotern? Wie bereits erwähnt, wird die Herstellung von Großraumfreiformteilen ermöglicht, da die große Reichweite der Roboterkinematik die Ausnutzung großer Bauräume gewährleistet. Bei der BMW Group im Landshuter Leichtbau- und Technologiezentrum (LuTZ) werden unter anderem großformatige Betriebsmittel für die Fertigungsunterstützung und Kleinserien aus Polyamid mit kurzfaser-verstärktem Carbongranulat hergestellt.