機器人自動化和增材制造技術(shù)都具有改變零件制造方式和企業(yè)運營方式的潛力。協(xié)作機器人或其他機器人的加入，可以幫助機械加工車間等減少裝卸工件等任務上投入的人力，有可能助力企業(yè)轉(zhuǎn)向熄燈生產(chǎn)，以提高生產(chǎn)率。

同樣地，制造商也可以增加3D打印能力來制造夾具和固定裝置，之后找到將它應用于生產(chǎn)最終用途零件上的能力，以及新的商機。然而，機器人和增材制造并不是平行運行的。他們的道路經(jīng)常交叉，往往是有利的。

3D打印機械手末端工具（EOAT）

用于機器人的真空夾具、鉗口和其他機械手末端工具是3D打印提供的設(shè)計自由度的完美應用。3D打印使得只需一次加工即可構(gòu)建功能性夾具成為可能，無需組裝即可整合空氣管路、活動鉸鏈和其他復雜功能（見下文）。

拓撲優(yōu)化策略或簡單地利用塑料而不是金屬制造機器人，可以節(jié)省重量，為零件保留更多的機器人有效載荷。通過內(nèi)部3D打印機械手末端工具，也是一個經(jīng)濟實惠的物品生產(chǎn)選擇，可以節(jié)省啟動時間。

■這個機器人抓手是IAM 3D Hub公司用Multi Jet Fusion技術(shù)制作的，演示了將運動零部件整合到3D打印末端執(zhí)行器中的方法。如圖所示，通過車間空氣操作的氣動機構(gòu)擠壓閉合的鉗口

3D打印非機器人配件

當然，機器手末端工具只是自動化給定操作所需整個系統(tǒng)的一部分。對于定制托盤、夾具以及更多零部件而言，需要以正確的方式給機器人上料，或在處理完這些零件后以正確的方式取出零件。再一次，3D打印給出了一種快速、簡單的方法——圍繞機器人自動化構(gòu)建的頗賦創(chuàng)造性的解決方案——用一個價格低廉的聚合物打印機就能在內(nèi)部完成。

■Superior metal Products公司設(shè)計、3D打印的這個收集滑槽，允許在不停止自動車削單元操作的條件下人工檢查零件。（圖片來源：Superior metal Products公司）

機器人照料的3D打印機 

也可以將3D打印集成到機器人上。增材制造流程將各工作流程整合到一臺機器中，可以長時間無人值守地運行。制造商可以使用機器人來拾取成品，放置新模板，甚至可以在無人在場的條件下繼續(xù)打印，而不是給工作人員調(diào)班或調(diào)整工序來適應3D打印機的完成時間。

■這個裝在塑料制造商Evco公司里的協(xié)作機器人，趨于將聚合物3D打印機的諸多生產(chǎn)工具和最終用途零部件集成起來。機器人會在一個集成架構(gòu)完成后，將該零件取出，將一個新的架構(gòu)板放入打印機，然后用一支觸針（如圖）再次啟動打印循環(huán)

作為3D打印系統(tǒng)的機器人

除了作為移動部件和供應品的寶貴手段之外，機器人還可以作為在3D打印過程中應用材料的方法。適用于機器人3D打印的可選技術(shù)包括聚合物擠出、電弧增材制造、金屬粉末定向能量沉積（DED），甚至無熱超音速沉積。

安裝在機器人手臂上的3D打印頭比固定在機架上的3D打印頭具有更大的運動自由度，可以實現(xiàn)無支撐3D打印效果，做出復雜的幾何形狀，而換用其他方法則很可能實現(xiàn)不了。（反過來也是可能的。即保持打印頭靜止不動，將架構(gòu)板安裝在機械臂上以獲得幾何自由度。）也可以移動機器人，通過安裝在軌道上或現(xiàn)場移動機器人以實現(xiàn)更大的有效架構(gòu)體積。

■Addere公司開發(fā)了一種基于機器人的定向能量沉積（DED）系統(tǒng)，用于大型金屬零部件的3D打印。這種基于激光的工藝在封閉空間中運行，由相鄰房間的攝像頭監(jiān)控

甚至可以采用多臺3D打印機器人協(xié)同打印，用“一窩蜂”或?qū)崿F(xiàn)編好的操作順序等模式，來加快生產(chǎn)速度，更快地創(chuàng)建大型零件。