UltiMaker S5 ProBundle と協働ロボット
溶接専門企業Elektrolas社 (以下、Elektrolasと略)は、約 25 年前の設立以来、溶接機器の供給と保守を行う企業からトレーニングや品質管理サービスも提供する企業と進化し、最近では溶接自動化サービスも提供しています。
この拡大と並行して、このオランダ企業は使用するテクノロジーの面でも進化してきました。
今回は3D プリンタ (具体的にはUltiMaker の S5 ProBundle ) を導入して、自動溶接セットアップの改善と操作の合理化を実現した事例をご紹介します。
3Dプリンタ導入の道
従来の製造技術に精通している多くの企業と同様に、Elektrolas も 3D プリンタを導入する利点をすぐに認識していませんでした。
Elektrolas のテクニカルマネージャーである Thije van Delft 氏は自らこの技術に投資し、溶接の分野でどのように使用できるかをテストしていきました。
Thije van Delft氏は
「学校で 3D プリンタを使ったテストをいくつかやったことがあって、会社のオーナー (Joost van den Hooven氏) に 1 台買ってもいいかと尋ねました。
彼は導入は難しいと言ったので、私は『自分で買います』と言って、数百ユーロで非常にシンプルな 3D プリンタを導入し始めました。私たちはいくつかテストをして、しばらくして Joost も納得しました。」
そこから、Elektrolas は、企業研修に参加している工学部の学生 (勉強を通じて 3D プリンタに精通。) と相談して、どの 3D プリンタに投資すべきかを検討しました。
熟考の末、UltiMaker の S5 ProBundle が選択しました。
新しい使用用途を発見
UltiMaker 3D プリンタは同社で重要な役割を果たしており、特に Elektrolas は自動化部門 (van Delft 氏が先頭に立って) を強化し、オランダ国内外の顧客にロボットおよびコボット溶接システムを供給しています。
同社はこれまでに数十台のコボット溶接システムを販売および設置しており、これにより顧客はリードタイムを短縮し、一貫した品質を実現できるようになり、同時に溶接部門の労働力不足も緩和されています。
3D プリンタは溶接コボットに取り付けられて作業をスムーズに進めるロボットアームのクランプ製造にも活用されています。
Van Delft 氏は次のように説明します。
「トーチホースをロボットに取り付けるホルダーとアームクランプがあります。これは 2 つの部品で構成されています。1 つはロボットにクランプする部品、もう 1 つはホースに取り付ける部品です。これらはピンで固定します。スライス加工や従来の製造技術を使用しても、不可能です。」
同社はまた、3D プリンタで造形されたクランプの交換部品を素早く繰り返し造形できることも発見しました。
Tough PLA で作られたクランプは、時々壊れることがあります。
van Delft 氏は、振り返ります。
「翌日に新しいものをプリントして、顧客に送るのは非常に簡単です。壊れた部品の写真を送信するだけで、私たちはプリンタを起動し、翌日には DHL で顧客に送ることができます。もちろん、オンデマンドでプリントできるため、予備のクランプを大量に在庫する必要がないという明らかな利点があります。Elektrolas は、ロボットやコボットシステムに手動溶接トーチを取り付けるための一時的なホルダーの製造にも3D プリントを活用しました。手動溶接トーチを自動化システムに統合したいと考えていた顧客のニーズを満たすことができました。この溶接トーチのサプライヤーに連絡しましたが、自動バージョンの納期は 10 ～ 12 週間でした。」
溶接トーチをロボットに取り付けるためのホルダーを造形することで、溶接トーチのサプライヤーからの最終部品を待つ間、顧客にを提供できました。
これにより、システムのダウンタイムによって妨げられることなく、自動化された溶接生産を継続することができました。
UltiMaker の S5 ProBundle を選ぶ理由
UltiMaker と Elektrolas はどちらもオランダに拠点を置いていますが、3 年前に 3Dプリンタの導入を検討し始めたとき、それは会社の強みの一つに過ぎませんでした。
UltiMaker S5 ProBundle は、UltiMaker の信頼性の高いデュアル押し出し技術と、自動材料管理、優れた空気ろ過、フィラメントの湿度制御などの高度な機能を組み合わせたプロ向けの仕様で、造形サイズも大きく (330 x 240 x 300 mm)、Elektrolas では大型部品を造形することが多いため、これは同社にとって重要な要素でした。
使いやすさと造形品質も、van Delft 氏と彼のチームにとって最優先事項で、UltiMaker S5 ProBundle は、その両方の面で期待に応えました。
Elektrolas は、Curaでセットアップとプリント設定を保存できるため、一貫した美しい形状を実現しています。
van Delft 氏が説明するように、彼と彼のチームは、必要な部品をSolidWorksで設計し、ボタンにタッチするだけでオンデマンドでプリントすることができます。
これは、プリント設定を事前にプログラムした研修生たちの仕事、そしてボタン 1 つでプリントできる UltiMaker の直感的なユーザーインターフェイスのおかげでもあります。
「たとえば、顧客が特別な機械で溶接したいが、ロボットに溶接トーチがない場合、通常の溶接トーチを取り、SolidWorks でホルダーをスケッチして造形することができます。」
この方法だと、テスト部品を翌日に納品できます。
材料に関しては、Elektrolas は主にUltiMaker Tough PLAを使用しています。
これは、優れた靭性 (ABS に類似) と最小限の反り、優れた物質特性を保有する手頃な価格で提供する PLA フィラメントです。
Tough PLA は UltiMaker のポートフォリオの中で最も堅牢な材料ではありませんが、溶接会社のクランプとホルダーのニーズを満たしています。
材料の弱点でさえ、利点であることが証明されています。
「ロボットの操作者がミスをして、ロボットが移動中にトーチが角にぶつかってクランプを壊れた際、3D プリントした新しいクランプの造形依頼を 2 回受けました。
ここでは、クランプが壊れるのは良いことです。クランプが壊れるとトーチが壊れるのを防ぐからです。クランプは高価ではなく、交換も簡単ですが、トーチはそうではありません。」
と van Delft 氏は詳しく説明します。
Elektrolas は、S5 ProBundle に付属する他の機能も活用しています。
内側から外側への密閉された空気の流れを提供し、プリント中に生成される超微粒子 (UFP) を最大 95%分解する Air Manager、
最大 6 本のフィラメントスプールを保管して保護し、フィラメントの終端検出と自動スプール切り替え機能を備えて、自動造形が可能なMaterial Stationです。
「大きな造形物の場合、プリント時間は 35 ～ 45 時間程です。造形物が大きいため、Material Stationは PLA を自動的に交換し、翌日の準備ができるまでプリントを継続します。」
と van Delft 氏は付け加えます。
Elektrolas は、3D プリンタのメンテナンスと技術サポートのために、アーネム、ベスト、ハルリンゲンに拠点を置くオランダの 3D プリンタのシステムおよびメンテナンスプロバイダーのサプライヤーであるMakerPointを利用しています。
従来の製造業向けの直感的な 3D プリンタ
こちらは海外事例になりますが、BruleはUltiMaker の総代理店として3Dプリンタを通じて、学校法人様から企業様まで幅広いモノづくりを支援して参りました。
使いやすいタイプのSシリーズや新しく販売した産業向け『Factor 4』などございます。
是非、ご覧ください。