在工业机器人领域，末端工具（EOAT）是利用精密系统推动批量生产的基石。末端工具（如末端执行器、真空工具、传感器和焊接工具）为从复杂加工到装配过程的各种任务提供了便利。作为一个重要的接口点，EOAT 是技术与所生产工件的结合点--如果机器人基础设施无法与工件互动，那么再昂贵、设计再精良也无济于事。这篇文章深入探讨了 EOAT 与 3D 打印之间的共生关系，探讨了这种集成如何重塑制造工作流程，并对工业自动化的未来进行了展望。

什么是机械臂末端工具？

机械臂末端工具是机械臂与周围世界交互的界面点。机械臂末端工具位于机械臂的顶端，包括各种工具：用于焊接和钻孔的静态操作工具、摄像头和传感器等观察工具、作为工业末端效应器工作的抓手等。工业末端效应器使机械臂能够抓取、操纵和执行各种任务，从搬迁到复杂的加工和装配过程。

EOAT 的应用与其承担的任务一样多种多样。从牢牢抓取部件、连接部件（焊接）到扫描/信息收集以及使用吸力移动部件，EOAT 可确保工业自动化领域的精度、速度和适应性。

EOAT 和 3D 打印的优势

3D打印 EOAT 的能力提高了机器人技术在工厂应用中的效用。3D打印使制造商能够定制并快速制造各种定制工具，从而降低成本，缩短交货时间，同时提高性能。值得注意的是，3D 打印能够生产出具有无摩擦复合材料和高强度重量比的末端执行器。这一创新使机器人能够使用更轻的末端执行器来运输更重的有效载荷，从而使制造商能够提高吞吐量和灵活性。

效率、精度和适应性： 快速成型制造技术有助于利用连续纤维增强技术（CFR）制造耐用、耐磨的末端执行器。EOAT 既要重量轻，又要强度高，而 CFR 可减轻重量，增加强度。

Rapid Robotics 公司使用 CFR 打印定制的机械臂末端工具。在 12 小时内，Rapid Robotics 团队就能生产出一个全新的抓手，它能顺应性地抓取零件，可靠性高，重量比现成的抓手轻 30%。通过将 CFR 3D 打印技术应用于 EOAT，Rapid Robotics 生产的机器人抓手在现场从未出现过破损，可广泛应用于材料处理、医疗设备和汽车等领域。

支持 EOAT 的应用

将理论付诸实践，EOAT 与工业3D打印机的集成为 Dixon Valve 减少了 90% 以上的制造成本和交付周期。

Dixon Valve 利用复合 3D 打印机为其机械臂制造 EOAT。然而，当夹持磨损性表面的抓手很快磨损打印出的复合材料部件时，挑战就出现了。这是复合材料 EOAT 的一个弱点--耐磨性不强，随着时间的推移会导致零件磨损。不过，通过利用 Metal X 金属3D打印机，Dixon Valve 制造出了具有3D打印优势的机械手，同时保持了必要的表面硬度，这是传统复合材料打印无法实现的。

Dixon Valve 的案例证明了 EOAT-3D 打印技术的多功能性。能够在金属 X 上打印出复杂、坚固、耐用的抓手，同时确保强度和表面硬度，展示了这项技术的变革能力。该案例研究是一个令人信服的成功故事，强调了 EOAT 与 3D 打印的结合如何超越理论效益，成为实际可行的解决方案。

3D打印技术的不断发展，再加上创新材料的应用，使未来的 EOAT 能够继续推动工业自动化的发展。

利用 3D 打印工具和夹具实现制造革命

当今的制造商面临着的压力，既要更快地交付新产品，又要降低成本。耐用工具是制造过程中的关键，几乎总是代表着巨大的成本。3D打印技术的进展正在重塑这一格局，为降低耐用模具的成本提供了解决方案，同时加快了新产品的上市时间。

增材制造中的3D模具

Markforged 推出的连续纤维复合材料和基于 MIM 的低成本金属 FFF 打印技术，将增材制造扩展到了原型制造之外。现在，制造商有了一种可行的技术来解决昂贵的模具难题。关键障碍是什么？Markforged 正积极向制造业界宣传功能性 3D 打印模具的相关优势。

实际应用： Dixon Valve 展示了的增材制造系统如何站在这场革命的前沿。Dixon Valve 利用 Markforged 打印机制造金属和复合材料夹爪。这些卡爪需要能够承受制造环境中的物理和化学苛刻条件，同时提供具有成本效益的解决方案，以减少工具制造时间。复合夹爪使工程师能够在不到 24 小时的时间内对机械臂进行改装，而金属夹爪则能够夹住磨损性零件而不会磨损，这证明了 3D 打印工具在现实世界中的适用性。

成本效益和效率提高： 采用3D打印模具的制造商实现了巨大的成本效益，通过这种创新方法，公司能够生产 10-50% 的耐用模具。与机加工零件相比，3D 打印零件的平均成本节约率高达 80%，进一步凸显了其经济优势。同样重要的是，这些打印部件的交付周期缩短了 90%，从而提高了各方面的生产效率。

影响底线的次要优势： 除了直接节约成本外，制造商还能获得一些次要效益：生产线转换效率、优化设计周期时间、降低废品率、提高产量以及操作员的人体工程学优势，都对企业产生了广泛的积极影响。

通过使用 Markforged 碳纤维部件，EOAT 还能提高强度重量比，从而减少部件的应力，延长工具的使用寿命。在工厂车间采用3D打印工具所带来的集体价值将产生重大影响。

在不断发展的工业自动化领域，EOAT 和 3D 打印的融合不仅是一种技术进步，更是一种重塑制造业基础的变革力量。