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從多層住宅、全尺寸船體到火箭部件與船用螺旋槳，機器人3D打印——亦稱機械臂3D打印或機器人增材制造——正迎來廣泛應用的高速發展期。這項技術在材料選擇上幾乎不受限制，涵蓋聚合物、金屬、混凝土等多種類別，且能夠制造傳統3D打印機難以勝任的大型復雜構件。
機械臂3D打印因其技術成熟度與廣闊的工業應用前景而備受矚目。《沃勒斯2025年報告》在分析增材制造行業現狀時指出：“移動式增材制造機器人的部署正在改變生產格局，與工業4.0智能工廠的目標高度契合。未來五年，增材制造行業將在各類機器人技術領域實現顯著增長。”
憑借極高的運動靈活性，機械臂越來越多地應用于大型項目中，如模具制造、大型原型制作、藝術雕塑、建筑構件、家具乃至火箭部件。它為3D打印帶來了全新的設計自由度，幾乎可以從任意角度進行打印，實現極其復雜的曲面幾何形狀。此外，其打印尺寸也遠超普通打印機，甚至可達30米以上。
機械臂3D打印成型的零件通常無需支撐結構，這進一步提升了設計自由并節約了材料成本。當然，這要求結構本身具備自支撐能力，因此一般不適合懸垂式設計。不過，許多制造商已通過可調整打印平臺方向的方式解決這一問題，使擠出層能與底層幾何對齊，從而利用既有結構作為支撐，實現懸垂部分的打印。
機械臂打印的另一特點是無需像固定軸打印機那樣依賴切片軟件生成分層路徑。這些設備通過專門的多軸刀具路徑編程軟件進行控制，此類軟件在傳統機械臂編程基礎上，增加了針對增材制造的邏輯層。
此外，機械臂3D打印機大多以“自行組裝”形式為主，盡管現成的完整解決方案平臺也在逐漸增多。企業通常分別采購機械臂、擠出單元、軟件等組件。盡管這或許會帶來集成挑戰，但對許多已擁有機械臂的制造企業而言，能夠基于現有設備拓展新用途，反而降低了技術采納與使用的門檻。
機械臂3D打印機一般不使用大型卷材，而通常采用顆粒或碎片狀的聚合物、絲材或粉末狀金屬，以及來自專用容器的黏土或混凝土類材料。這不僅拓寬了材料來源，也提升了資源利用的可持續性。
在聚合物打印中，擠出機構從中央料斗吸取塑料顆粒，根據材料類型加熱至適宜擠出的粘度。塑料顆粒廣泛用于注塑等行業，因此通常比傳統3D打印使用的絲材更經濟。顆粒形態也便于材料混合、定制配方以及使用回收塑料碎片，同時由于加熱區域更大、材料吞吐量更高，打印速度也普遍快于絲材打印。
在金屬打印方面，機械臂3D打印通常與電弧增材制造或定向能量沉積技術結合，這類工藝屬于獨立的技術范疇，在此不作展開。
在混凝土打印中，機械臂3D打印也日益廣泛應用于建筑與設計領域，例如打印墻體、長椅、花盆及輕型建筑構件。像Vertico和Twente AM等公司已提供多種機械臂與混凝土擠出配置，支持多樣化的建造需求。
