Integration von robotergestütztem Großformat-3D-Druck in die industrielle Automatisierung

Eine technologische Kooperation zwischen CEAD und Comau ermöglicht die herstellerübergreifende Integration von großformatiger additiver Fertigung (LFAM) in automatisierte Produktionsumgebungen. Das System kombiniert robotergestützte Extrusion und subtraktive Fräsprozesse für Anwendungen im Schiffbau und der dezentralen industriellen Serienfertigung.

Industrielle Herausforderungen und kollaborativer Ansatz
Hersteller stehen vor der Aufgabe, Durchlaufzeiten und Materialabfälle bei der Produktion großer, komplexer Bauteile zu minimieren. Die additive Fertigung solcher Strukturen erfordert ein präzises Thermomanagement, einen konstanten Materialfluss sowie mechanische Stabilität ohne geschlossene Baukammer. CEAD und Comau bündeln ihre komplementären Kompetenzen in Systemengineering und industrieller Robotik, um diese verfahrenstechnischen Komplexitäten zu lösen und LFAM als industrialisierte Alternative zu konventionellen Methoden zu etablieren.

Technische Systemarchitektur und Schnittstellen
Die entwickelte Flexbot-Plattform basiert auf einem Comau-Hochlast-Roboterarm, der mit einem Extrudersystem für thermoplastische Verbundwerkstoffe und einer Frässpindel ausgerüstet ist. Die Systemsteuerung erfolgt über die Schnittstelle Siemens SINUMERIK Run MyRobot / Direct Control, welche eine direkte CNC-basierte Steuerung des Roboters ermöglicht. Diese Integration verbessert die Bahnpräzision sowie die Bewegungssteuerung und sichert reproduzierbare Toleranzen bei kombinierten additiven und subtraktiven Fertigungszyklen, ohne dass ein Umspannen des Werkstücks erforderlich ist.

Implementierung und praktische Anwendungsfälle
Die Systemarchitektur wird bereits im Schiffbau beim Faber Navalis-Projekt eingesetzt, um einen 12 Meter langen Bootsrumpf als monolithisches Bauteil innerhalb eines kontinuierlichen Prozesses von acht Tagen zu drucken. Zudem wird die Technologie in dezentralen Mikrofabriken implementiert, wie bei Haddy in St. Petersburg, Florida, wo acht dieser Systeme zur bedarfsgerechten Produktion vor Ort betrieben werden. Weltweit wurden bereits über 250 dieser Systeme ausgeliefert, was die Skalierbarkeit der digitalen Infrastruktur demonstriert.

Betriebliche Vorteile und Produktionsauswirkungen
Durch den geschlossenen Prozess in einer einzigen automatisierten Zelle entfallen manuelle Zwischenschritte, was die Wiederholgenauigkeit erhöht und den Materialausschuss im Vergleich zu traditionellen Verfahren signifikant senkt. Digitale Konstruktionsdaten können direkt zwischen vernetzten Mikrofabriken übertragen werden, wodurch identische Bauteile standortunabhängig und bedarfsgerecht reproduziert werden können. Dies stärkt die Resilienz der Lieferkette und optimiert die Ressourceneffizienz in der industriellen Automatisierung.

Redigiert von Sucithra Mani, Induportals-Editor – angepasst durch KI.

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