抓取更多的饼干?3D打印激发气体工程学潜力

3D打印动态
2016
04/08
17:44
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流水线上机器人接触货物的夹具一向是个定制化的工具,对于分秒必争的流水线生产效率,抓取更多的产品无疑将为生产商提升效率带来的想象空间,而效率的提升意味着利润空间的提升。

要提升夹具的抓取效率,其中一个途径就是优化夹具的形状,而这正是3D打印最擅长的。

美国的一家食品生产商需要机器人堆叠饼干并放进纸箱中,这一过程基本上是由真空原理实现的:真空吸入“抓起”饼干,然后放置纸箱中。这个过程的难点在于:为了最大限度地提高速度而不破坏机器人的重心,夹具和产品的组合重量不能超过2公斤,而饼干组合的重量就能达到1.5公斤,所以夹具的重量就必须在500克以下。

饼干生产商希望通过优化夹具的设计能够抓取更多的饼干,并且希望夹具的柔性更强,不仅抓取单一的饼干组合,还可以抓取三盒大小的组合,Anubis 3D接受了这一挑战,Anubis 3D是一家3D打印服务方案解决商,其主要市场包括食品和饮料,化工,粉末处理,塑料制造行业。在这里,3D科学谷了解到Anubis 3D事业部专业从事小批量的增材制造生产(AM),专门生产那些要么通过传统方式生产太贵,或者太复杂,或者完全不可能通过传统的制造技术生产的产品。

一般情况下,要满足饼干生产商的要求就只能通过更换更大的机器人。但3D打印为夹具的空气学优化带来了想象空间,Anubis 3D决定从优化夹具的几何线条做起。

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通过Altair(澳汰尔工程软件)的solidThinking仿真驱动设计创新工具,Anubis 3D在有限元分析的基础上调整了夹具的几何线条、厚度、强度以及灵活性的设计,为了进一步提高吸取能力,设计师创造了新的带异形孔空气通道的设计,而这样的设计无法通过传统方法制造出来。这一点,让3D科学谷想到了之前介绍过的Materialise的出风装置,风孔的槽型完全按照风力和风向来设置,几乎每个都是倾斜的喇叭孔,而且朝向各不相同。

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设计模型通过EOS的激光烧结设备EOSINT P 395打印出来,用于真空部分的材料是尼龙12,不仅带来抓取的灵活性,还带来维持碰撞荷载的能力,并且这种材料通过FDA用于食品接触材料的批准。相比与原来的设计(通过机械加工的方式生产出来的),激光烧结的版本实现了更大的抓取效率,更少的空气消耗。

通常这样的设计迭代需要几个月的时间来设计和制造完成,通过3D打印只花了一个星期。为了更美观的视觉感受,夹具还被喷涂成了醒目的红色。没错,或许单个激光烧结的夹具比较贵,然而考虑到更换更大的机器人需要承担的价格,以及由于3D打印夹具带来的流水线生产效率提升,3D打印所带来的综合效益优势就变得显而易见了。

来源:3D科学谷

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