Vákuumos megfogók fejlesztése és nyomtatása gyártósori robotokhoz
A tervezési és mérnöki szolgáltatásokat nyújtó Harvestance cég additív gyártásra specializálódott. 3D nyomtatásra tervezési (DfAM) szolgáltatásokat kínálnak különböző iparágaknak, beleértve az autógyártást, a félvezetőgyártást, a lábbeliket és az élelmiszeripart. A Harvestance számos megkeresést kap a gyártósorok automatizálását célzó, személyre szabott, könnyű és erős megfogók tervezésével és gyártásával kapcsolatban együttműködő robotokhoz. A hagyományos, gyakran nehéz alumínium megfogók azonban korlátozzák az emelhető munkadarabok súlyát, és több energiát fogyasztanak. A Harvestance ügyfelei, köztük az együttműködő robotok felhasználói, egyedi célgépgyártók és a robotrendszer-integrátorok, több fájdalompontot is megfogalmaztak:
Robotkar felhasználók és rendszerintegrátorok kihívásai
- Az együttműködő robotkarok általában kicsi, 20 kg-os hasznos teherre vannak korlátozva. A hagyományos CNC megmunkálással készült alumínium megfogók általában 1-2 kg-ot vagy többet nyomnak, ami a robotkar kapacitásának jelentős része. Ez tovább korlátozza az általa mozgatható termékek súlyát.
- A munkavégzés körülményei változók, ezért célra szabott megfogókra van szükség. A változatos geometriákhoz és a helyszíni feltételekhez való alkalmazkodás azonban kihívást jelent a hagyományos gyártástechnológiák költsége és átfutási ideje miatt.
- A több tapadókoronggal rendelkező pneumatikus megfogók számos vákuumcsövet igényelnek, ami több hibalehetőséget is jelent és akadályozhatja a robot mozgását.
- A használati célokra szabott, egyedi megfogók tervezése és gyártása nehezíti az árak versenyképességének megőrzését.
Vákuumos megfogó Onyx mátrixanyagból folyamatos szénszálerősítéssel nyomtatva.
„A Markforged CFR (folyamatos szálerősítés) 3D nyomtatási technológiájának köszönhetően szolgáltatásainkat könnyű, erős, mégis versenyképes árú és rövid átfutási idejű robotmegfogók fejlesztésével bővíthettük.”
– Seungjae Leem, a Harvestance vezérigazgatója
A megoldás
„Meg voltunk győződve róla, hogy a 3D nyomtatás teljes mértékben képes kezelni a felsorolt kihívásokat. Azért választottuk a Markforged kompozit 3D nyomtatási technológiát, hogy csökkentsük a megfogó súlyát, ugyanakkor javítsuk szilárdságát és merevségét, ezáltal optimalizáljuk a teljesítményt.” – magyarázza Seungjae Leem, a Harvestance vezérigazgatója.
A Harvestance először a könnyű kialakításra összpontosított, a vákuumcsatornákat a sűrített levegő forrásától a tapadókorongokig közvetlenül a megfogó testébe integrálták, lehetővé téve az egyérintéses illesztést külső csövezés használata nélkül. Különféle tervezési módszereket alkalmaztak a 3D nyomtatott alkatrészek minőségének és hatékonyságának javítása érdekében, mint például a felületi érdesség minimalizálása érdekében történő újratervezés és önhordó belső vákuumcsatornák létrehozása. Ez a megközelítés javította a minőséget és csökkentette a gyártási időt és a költségeket.
Az alkatrészek alapanyaga kritikus fontosságú az olyan gyártóeszközöknél, mint a megfogók. Leem és mérnökcsapata különféle 3D nyomtatókat és anyagokat tesztelt, köztük a műanyagszál-olvasztást (FFF), a sztereolitográfiát (SLA), a szelektív lézerszinterezést (SLS) és a porágyas fúziót (PBF). Csak az Onyx-szal és szénszál-erősítéssel dolgozó Markforged kompozit 3D nyomtatók tudták teljesíteni a tanúsításhoz szükséges hajlító- és ütési szilárdságot.
A Markforged másik előnye a kiváló felületi minőség volt. A Harvestance által tesztelt összes többi 3D nyomtató esetében utómunka lépésekre is szükség volt, például támasztékok leválasztására, pormentesítésre, mosásra, UV kezelésre vagy polírozásra. A Markforged által nyomtatott kompozit alkatrészeket azonban nyomtatás után egyből használatra késznek találták, minden késedelem vagy extra munkaköltség nélkül.
„A Markforged kompozit 3D nyomtatási technológiát választottuk, hogy csökkentsük a megfogó súlyát, miközben javítjuk szilárdságát és merevségét, ezáltal optimalizálva a teljesítményt.”
– Seungjae Leem, a Harvestance vezérigazgatója.
A Harvestance akkor fordul a legnagyobb CFR kompozit 3D nyomtatóhoz, a Markforged FX20-hoz, amikor nagyobb szerszámokat kell nyomtatniuk, például egyedi megfogókat raklapozáshoz vagy nehéz pick and carry eszközöket nagy ipari robotokhoz. Az FX20 a nagyobb munkatér mellett 3-4-szeres gyártási sebességet is kínál.
„A Markforged 3D nyomtatási technológiájára építve 80%-os súlycsökkenést értünk el a hagyományos kereskedelmi megfogókhoz képest és két hétről két napra csökkentettük a szállítási időt a hagyományos CNC megmunkálású megfogókhoz képest.” – mondja Seungjae Leem, a Harvestance vezérigazgatója.
A megfogó test alját folytonos szén- és üvegszállal megerősítve a Harvestance erős, könnyű megfogót hozott létre, amely képes megemelni a nehéz munkadarabokat is alakváltozás nélkül.
“A Markforged nagy szilárdságú mátrixanyaga (Onyx), a folyamatos szálerősítés, a kiváló felületminőség és az egyszerű utófeldolgozás ideális megoldást jelentett számunkra. Mérnökeink teljes mértékben a munkájukra koncentrálhatnak. A mechanikai tulajdonságokkal, utómunkával vagy minőséggel kapcsolatos aggályok nélkül fejleszthetnek termékeket.” – tette hozzá Leem.
A jövő
A Harvestance a mechanikai és DfAM tervezési képességeire, valamint a Markforged kompozit 3D nyomtatási technológiájára alapozva egy könnyű, erős, testreszabott és megfizethető megfogó család fejlesztését és piacra dobását tervezi.
Jelenleg az ügyfelek egyedi igényeire szabott robotmegfogó szolgáltatásokat nyújtanak. Végső céljuk, hogy olyan szolgáltatást kínáljanak, amely időtől és helytől függetlenül gyorsan szállít az egyes vásárlók körülményeihez szabott alkatrészeket. Első lépésként kifejlesztettek egy algoritmust a személyre szabott megfogók automatikus tervezésére, és egy online platformot építenek az ügyfelek számára ezen megfogók tervezésére, megrendelésére és fizetésére. Ez a kezdeményezés hamarosan bővül olyan termékekkel, mint az ujjfogók és a fogócsúcsok.
„A Markforged technológiája és egyszerű gyártási folyamata kulcsfontosságú volt a robotkarvég-szerszámozási üzletágunk beindításában és bővítésében. Hiszünk abban, hogy a Markforged Digital Forge platform lehetővé teszi számunkra, hogy a jövőben tovább racionalizáljuk és modernizáljuk működésünket.”
– Seungjae Leem, a Harvestance vezérigazgatója
Az eredeti felhasználói interjú a Markforged oldalán jelent meg.
Találja meg az Ön vállalkozása számára legnagyobb értéket biztosító 3D technológiát!
Forduljon a FreeDee szakértő csapatához! Próbálja ki, nézze meg az 3D nyomtatókat és 3D szkennereket a FreeDee irodájában, kérjen tőlünk mintát vagy tesztelje saját modellel ezeket a világszerte népszerű berendezéseket!