WAAM3D ワイヤ・アーク積層造形システム

技術 INDEX

RoboWAAM Plus - GMA/GMAX

WAAM3D社のRoboWAAM Plus GMA/GMAX

RoboWAAM® Plusは、GMA/GMAXプロセスに対応した次世代の大型ワイヤ・アーク積層造形（WAAM）システムです。
最大2m×2m×2mの造形領域と、最大３トンまで対応可能な回転テーブルを備え、大型・重量物金属部材の実用製造を想定した設計となっています。

GMAX（コールドワイヤ併用GMA）により、熱入力を抑えながら高い堆積速度を実現し、造形品質と生産性を両立。
品質の安定性や再現性、工程管理が重視される日本の製造現場に適したプロセス制御性を備えています。

制御系にはSiemens PLCとKUKA KRC5 ロボットコントローラを採用し、長期運用を前提とした信頼性の高いシステム構成を実現。
AIによるワイヤ位置制御、パス間温度管理、自動層高補正などの機能は、熟練技能を補完し、造形条件の安定化と品質の均一化に寄与します。

RoboWAAM® Plusは、産業機械・エネルギー分野に加え、航空宇宙産業および防衛分野における大型構造部材、補修・再生部品、試作から実用部品までの幅広い用途に対応可能です。
金属積層造形を「研究用途」にとどめず、「実装・実用段階」へと展開するためのプラットフォームとして活用いただけます。

主な適用分野
  • 航空宇宙産業（ロケット・航空機構造部材、治具、補修部品）
  • 防衛分野（大型金属構造物、試作・評価部品）
  • 産業機械・重工分野
  • エネルギー関連設備
  • 大型治具・金型・補修用途

仕様

本体サイズ L5550 × W4500 × H3565 mm
造形可能サイズ（Print Envelope） 最大 L1800 × W1200 × H1500 mm³（構成に依存）
制御システム KUKA KRC5 + Siemens PLC
シールド管理 局所シールド / *全体シールド
WAAM方式 GMA（Gas Metal Arc）
*オプション：コールドワイヤGMA（GMAX）
溶接電源 GMAX：FRONIUS TPSI
*オプション：FRONIUS iWAVE
軸制御 ６軸（ロボットアーム） + ２軸（サーボポジショナー）
対応材料 GMAX：鉄系・アルミ系・ニッケル系・銅系合金、その他
*マルチマテリアル対応
回転テーブル 最大搭載荷重：500 kg（オプションで750 kgまで拡張可能）
センサー プロセスカメラ、溶接センサー
*オプション：パイロメータ、IRカメラ、Shapetech
操作・制御 ワイヤ手動位置制御
*オプション：画像AIによる自動ワイヤ制御
*オプション：インターレイヤ温度制御による自動アーク開始
*オプション：自動層高さ補正

WAAMPlanner®

WAAMPlanner®は、部品スライシング、ツールパス生成、パラメータ設定、ロボット動作を事前に検証できるシミュレーションソフトです。実際の RoboWAAM® 装置構成や動作条件をソフトウェア上で再現し、造形前にロボットの動き、干渉、姿勢を事前に確認できます。これにより、実機での試行錯誤を減らし、立ち上げ工数の削減につながります。

また、材料や形状に応じた造形パラメータをデータベース化し、条件設定を標準化できるため、熟練技能に過度に依存しない造形プランの構築が可能です。
これは、研究開発段階から量産・実装フェーズへ移行する際の重要な基盤となります。

WAAM3D社のWAAMPlanner

特長
  1. 高度スライサー機能
    • 軸対称スライサー
    • カーブスライサー
    • サーフェススライサー
    • リペア用ツールパス
  2. 高度パスプランニング
    • シングルビードパス
    • オシレーション（ウィービング）パス
    • 回転体用 シングルビードパス
    • 回転体用 オシレーション（ウィービング）パス
  3. プリンティングパラメータ
    • ポイント単位で編集可能なパラメータ
    • 材料別パラメータライブラリ
    • 自動パラメータ選択機能
    • 専用パラメータを設定できるカスタムゾーン
    • WAAMData Keysとの連携
  4. ロボットキネマティクス
    • エンドエフェクタ姿勢を含むツールパスの可視化
    • ロボット干渉検知

WAAMCtrl®

WAAMCtrl® は、造形中のプロセスをリアルタイムで監視・制御するためのソフトウェアです。
エネルギー入力、材料供給量、走行速度、温度、環境条件などを継続的に記録し、造形プロセスの履歴をデータとして蓄積します。

これにより、造形結果だけでなく、どのような条件で造形されたかを含めたプロセス全体の可視化とトレーサビリティの確保が可能になります。
また、ワイヤ位置制御、パス間温度制御、層高補正などの制御機能により、造形品質のばらつきを抑え、安定した積層造形を支援します。

WAAM3D社のWAAMCtrlの操作画面

特長
  1. 高度監視機能
    • プロセス安定性の監視
    • エネルギー入力、材料供給量、走行速度、温度の監視
    • 環境条件の監視（酸素濃度、テント内圧、ヒューム・粒子濃度など）
    • ロボット位置の追跡および偏差解析
    • ShapeTech® を用いた積層層の3D表面スキャン
  2. 高度制御機能
    • ビジョンベースおよび電気的フィードバックを用いた二次ワイヤ位置のアクティブ制御
    • 入熱管理のための自動インターパス温度制御
    • ShapeTech® を用いた自動レイヤー高さ制御
    • 効果的なシールドを実現するガス流量制御
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