Q5D CY1000 3D 打印系统瞄准2000亿美元线束装配市场

南极熊要介绍一种新型增材制造系统——CY1000，它是英国增材制造线束自动化设备制造商Q5D推出的第一款产品。


△CY1000 增材制造机器人。图片来自 Q5D

增材制造线束自动化设备制造商Q5D
Q5D是一家英国的增材制造线束自动化设备制造商，总部位于英国伦敦。公司专注于为航空、汽车、医疗和工业等领域提供自动化加工解决方案，为客户提供3D打印机器人、激光焊接系统、线束装配自动化等多种产品和服务。Q5D致力于设计和生产高质量、可靠性和高效的工业自动化设备，以支持客户实现生产效率和质量的提高，并为其创造更高的价值，从而推动机器人开发和 CAM 软件以支持多轴增材制造。

CY1000
CY1000是Q5D推出的一款高效、灵活的线束自动化装配设备，为企业提供了便捷高效的选项，帮助企业降低成本、提高生产效率和质量。Q5D 首席执行官 Steven Bennington 表示：“目前，在这个超过 2000 亿美元的市场中，几乎所有的线束都是手工制作的。随着电气化、物联网和净零驱动对布线的需求，自动化是唯一途径。”
这是世界上第一个用于自动化布线生产的 CAD/CAM 制造单元。具体来说，此款机器人制造单元通过将电线和连接器直接应用于产品、子组件或组件来取代手动装配过程。可使用能够灵活互换的末端执行器添加线束装配，或进行各种沉积技术。可以提供以下功能：


●绝缘线沉积
●裸线沉积
●接线端子到连接器
●聚合物沉积
●打印电子产品（发布日期 2023 年第三季度）
●连接器和小型组件的取放（发布日期 2023 年第三季度）

用于增材制造的5 轴CNC机器人单元解决了一个十分棘手的自动化问题，即如何自动为日益复杂的产品添加线束装配？



线束装配功能
传统的线束昂贵、笨重且占用空间。相比之下，CY1000 可以自动、经济且安全地向金属、陶瓷和聚合物产品和组件添加组件、连接和导体。它消除了手动布线的成高成本和高错误率的问题，减少了设计约束，提高了可靠性、灵活性并降低了成本。

CY1000 是一个独立的制造单元，具有以下特点：


△沉积聚合物

●独立设计只需要电源和互联网连接
●坚固耐用的管状钢架
●高速直线电机可最大限度地提高速度和生产率
●用于安全和环境控制的钢和抗冲击聚合物包层
●内环境HEPA过滤
●用于装载的安全联锁全宽门，可配置用于协作机器人装载
●符合人体工程学的操作台
●适应外部材料仓库的持续供应


△放置绝缘线

●CY1000可以通过消除对劳动力来保护和简化供应链。由于 CY1000 的独立制造单元，布线可以与最终组装位于同一地点，从而消除了重型线束的昂贵运输。对于从汽车到手动工具的各种制造商而言，线束通常是实现完全自动化的最终障碍，它们变得越来越复杂、沉重、容易磨损和受伤，并且生产和维护成本高昂。由于线束生产的劳动密集型性质，线束通常在劳动力成本最低的国家制造，而最终产品组装通常发生在数千英里之外，这增加了与供应链相关的成本、复杂性和风险。



●CY1000 具有机器人平台和钢结构龙门架。它专为独立使用以及简单集成到生产线中而设计，每台机器都可以添加裸线或绝缘线，并使用各种专用工具挤出各种聚合物，包括尼龙、PEEK 和 Kydex。此外，它还可以选择和定位电气连接器和组件。凭借这些多样化的功能，CY1000 可以生成三维形状、添加组件并将它们精确地连接在一起。


△CY1000规格

●灵活性是 CY1000 提高生产力的基础。该系统可以处理大型组件或零件（直径达 1 米），或者多个较小的零件可以在装入制造单元之前通过模塑、冲压或其他传统技术形成。CY1000 的外形尺寸为 2300mm x 2170mm x 2320mm，工作区直径为 1000mm，高度为 300mm。X 和 Y 轴以 1m/s 的速度运行，Z 轴以 0.5m/s 的速度运行，头轴和床轴的速度可以高达每分钟 70 转。触摸屏和键盘可用于操作机器，除了控制功能外，该界面还提供制造平台的状态和性能数据。

●CY1000 配备聚合物和接线末端执行器，它们可以为各种应用定制。可以进行复杂的3D结构制造，与传统的3D打印相比，5 轴制造提供了形状灵活性并消除了大多数支撑结构需求。


△某种末端执行器

降低油耗的案例研究
在谈到 3D 打印行业时，Q5D 提供了有关电气功能集成过程的应用。CY1000 通过将电线固定到位而从传统线束中脱颖而出，这最大限度地减少了摩擦和环境破坏的可能性，最终减少了与振动相关的可靠性问题。

CY1000 预计还会对环境产生重大影响。通过缩短供应链并消除过度指定布线的需要，该机器可以减轻重量并降低油耗。航空部门的一项研究表明，实施 CY1000 可以使每个飞机座椅的重量减轻超过 10 磅（4.5 千克），这意味着宽体喷气式飞机每年估计可节省 0.5 吨燃料。



Q5D 一直与领先的航空航天和汽车公司密切合作，评估其潜力。由于飞机座椅和内饰需要高度定制化，而且涉及的数量很少，因此它们的生产是劳动密集型且成本高昂的。例如，不同的飞机需要不同的座位，给定飞机机身内的不同位置也是如此。

随着座椅可调性、预订指示器、信息娱乐系统、电话和电脑充电器以及照明变得更加先进，座椅组件内部和周围的布线变得更加复杂。电线安装在众多座椅组件和储物箱中。在此电气功能集成试验中，增材制造工艺利用标准吹塑聚合物芯来结合加固和定制功能，以及布线和端接的自动集成。Kydex 是一种经批准的飞机内饰材料，因为它符合污染、火灾和毒性法规。Q5D 展示了将 Kydex 特征 3D 打印到其他 Kydex 表面上的能力。

结果表明，由于更换了不同的线束及其附件，生产率提高了，每个座椅的重量减轻了 4.5 千克，可用空间也增加了。该流程的适应性很强，所有必要的调整都可以在不到 15 分钟的时间内完成。

同时Q5D 认为 CY1000 将有助于缓解各行业的供应链问题，而不会立即造成工作岗位流失。该机器有望促进包括美国在内的许多经济体的制造业回流，这项技术有望彻底改变线束行业，提供显着的可靠性改进、成本节约和环境效益。