Роботизированная ячейка 3D-печати CEAD Flexbot

CEAD Flexbot - роботизированная ячейка 3D-печати для крупных деталей из пеллет (гранул) термопластов и композитов. В ячейке CEAD Flexbot промышленный робот Comau ведёт экструдер гранул, а по заказу тот же робот фрезерует напечатанную деталь до чистовых размеров. Экструдер на выбор даёт до 84 кг пластика в час, а система ЧПУ управляет до 31 оси. Ячейка печатает по технологии экструзии материала из гранул - пеллет (FGF): это промышленный 3D-принтер для форм, оснастки, корпусов и мебели, который CEAD поставляет и устанавливает по всему миру.

Главное отличие Flexbot от робота с навесным экструдером - управление. Система ЧПУ Siemens Sinumerik One ведёт робота Comau напрямую через Run MyRobot / Direct Control, без отдельного контроллера робота. Траекторию задают привычным G-кодом, как для фрезерного станка, а точность положения выдерживается по всему пути, а не только в конечных точках. Sinumerik управляет до 31 оси, поэтому к Flexbot добавляют поворотный стол, второго робота или линейную направляющую без смены системы управления.

На Flexbot стоят экструдеры гранул собственной разработки CEAD: одношнековые, с четырьмя зонами нагрева и азотированным цилиндром, который выдерживает абразивные наполнители. Гранулы - то же сырьё, что идёт на литьё под давлением, и они дешевле филамента. Ячейка перерабатывает практически все термопласты с коротким угле- и стекловолокном, от PP и PET до PEI и PEEK. Тяжёлым экструдерам вроде E50 на 84 кг/ч нужен робот большей грузоподъёмности: CEAD предлагает роботов до 290 кг.

Ячейку CEAD Flexbot собирают под задачу из модулей. Робот стоит на пьедестале или на линейной направляющей, которая удлиняет рабочую зону. Рабочих столов может быть несколько, а по заказу их делают с подогревом или больше стандартного. Поворотный стол с нагрузкой 4000 кг добавляет ещё одну ось для цилиндрических и изогнутых деталей. Сушилка гранул и защитное ограждение входят в ячейку, а закрытой камеры у Flexbot нет: робот работает в открытой зоне, которую ограничивает система безопасности.

Фрезерование превращает Flexbot в гибридную установку. После печати тот же робот снимает припуск шпинделем: у форм и оснастки получается нужная чистота поверхности, у готовых деталей - точные фланцы и отверстия под крепёж. Печать и фрезерование CEAD Flexbot объединяет в одной ячейке, поэтому деталь доводят на месте, не перенося на другой станок.

Для серийной работы к CEAD Flexbot предлагают регистрацию данных процесса. Платформа записывает температуры, скорость экструзии и состояние машины, а через API эти данные доступны для собственной аналитики заказчика. Ещё одна опция только для Flexbot - система дозирования потока DFC: сервопривод между экструдером и соплом под управлением Sinumerik точно отмеряет пластик и согласует его с движением робота.

Где работает Flexbot: Stack3D в Висконсине печатает оснастку, вывески и детали для авиации и строительства и запустил ячейку через две недели после монтажа; Haddy во Флориде выпускает мебель на восьми таких ячейках; Nedcam в Нидерландах печатает крупные детали на заказ. Для корпусов лодок на этой платформе собрана ячейка Faber Navalis, а портальные машины - Flexcube и гибрид BEAD. Другие модели - в разделе FGF 3D-принтеры с большой областью печати.

Робот даёт CEAD Flexbot то, чего нет у портального принтера: экструдер можно наклонять и печатать не только горизонтальными слоями. В роликах CEAD ячейка печатает стенки под углом 45° и ведёт пятиосевую печать свободной формы, а стажёр компании отработал на ней правила многоплоскостной печати и напечатал скамью со слоями в разных плоскостях.

Траектории для Flexbot готовят в AdaOne от ADAXIS, с которой CEAD сделала интеграцию для роботизированной печати, или в Siemens NX: для него CEAD показывала цепочку от модели до печати и фрезерования на ячейке. В центре Siemens AM Experience Center запущен цифровой двойник CEAD Flexbot.

Запуск CEAD Flexbot идёт по шагам. Обычно начинают с пилотного проекта: инженеры CEAD разбирают деталь заказчика, подбирают материал и стратегию печати. Затем машину принимают на заводе CEAD и после монтажа у заказчика, калибруют на месте и обучают операторов. Большинство заказчиков CEAD находятся за пределами Нидерландов, поэтому машины наблюдают удалённо и обновляют из Делфта.

CEAD основали в 2014 году студенты Делфтского технического университета, и с тех пор компания поставила больше 250 машин. С 2023 года в Детройте работает CEAD Group Inc., которая обслуживает заказчиков в США, а с 2026 года компания вместе с Comau развивает Flexbot для микрофабрик. Если останутся вопросы, наши специалисты помогут.