3D nyomtatott robotkarvég az okosabb csomagoláshoz
Egy innovatív, ipari, 3D nyomtatott robotkarvég készült, amely lehetővé teszi a Langen csoport számára, hogy csökkentse ügyfele robotokkal támogatott csomagolósorának terhelését.
Már leadták a rendelést egy pick-and-pack csomagolósor új robotjaira, amikor a Langen csoport – egy jelentős amerikai élelmiszergyártó berendezéseinek szállítója – egy olyan robotkarvéget kezdett tervezni, amely az összecsomagolt kekszeket megfogja és kartondobozokba helyezi. A mérnökök ekkor azzal a kihívással szembesültek, hogy a szerszámot rendkívül könnyűre kell tervezni. Ez eleinte szinte lehetetlennek tűnt, az additív gyártással azonban kifejezetten könnyűnek bizonyult a megvalósítás. Az Anubis az EOS rendszerek használatával okos megoldást fejlesztett ki a Langen csoport számára.
A maximális gyorsaság eléréséhez a szerszám és a termék saját tömege együttesen nem haladhatta meg a két kilogrammot, különben hátrányosan megváltozott volna a robotok tömegközéppontja. A gyártósoron csomagolt legnehezebb tízdarabos kekszek azonban 1,5 kilósak voltak. A tökéletes szerszám így nem lehetett nehezebb fél kilogrammnál. „Ezeknek a követelményeknek lehetetlen lett volna alumíniummal és lemezalkatrészekkel eleget tenni. Egy nehezebb fémeszköz kezeléséhez új, nagyobb robotokat kellett volna rendelni, ami viszont sokkal drágább lett volna – emellett az időkorlát is rendkívül szűkös volt” – mondta Tharwat Fouad, az Anubis elnöke.
A szerszámot ráadásul gyorscsatlakozóval kellett ellátni, hogy amikor a kezelők új méretre állnak át, a csavarozás ne növelje a szerelési időt. „Összességében két teljesen különböző konfigurációt kellett szem előtt tartani, különböző formákkal és háromféle dobozmérettel, amelyek közül kettő kicsi, egy pedig nagy méretű doboz volt – mondta Fouad. Egyetlen szerszámot szeretett volna a megrendelő, amely minden dobozt kezelni tud, nem nyom többet fél kilogrammnál, és mindez a lehető legrövidebb időn belül rendelkezésére áll.”
A korábbi projektekhez hasonlóan Fouad és csapata egy ideg a piacot figyelte. Azt elemezték, melyik gyártási technológia lenne a legalkalmasabb az ügyfelük számára. „Azt láttuk, hogy a legtöbb gyártó, ha műanyagalapú additív gyártásba fektetett be, akkor azt gyors prototípus-készítés céljából tette – magyarázta Fouad. – De mi teljesen más okból vágtunk bele. Mi többféle funkcionális, végfelhasználásra készülő részegység gyártásának lehetőségét láttuk magunk előtt, és úgy éreztük, hogy ilyen célra a 3D-nyomtatás a legmegfelelőbb technológia.”
A gondolkodásmódon kell változtatni
Amint úgy döntöttek, hogy az additív gyártási technológiát fogják alkalmazni, Fouad részletes elemzést végzett a különböző elérhető berendezéstípusokról, és végül az EOS Formiga P100 rendszere mellett döntött. „Az EOS terméke már a szállítás után néhány nappal működőképes volt. A rendszer működését nem volt nehéz megtanulni. Az EOS végigkísérte az üzembe helyezés folyamatát egészen addig, amíg mi is a berendezés szakértőivé nem váltunk. A döntésünkkel ma, évekkel később is elégedettek vagyunk.”
„Az additív gyártás elfogadásának legnagyobb akadály – folytatta Fouad –, hogy több évtizedes gondolkodásmódot kell megváltoztatni. A fémről műanyagra való áttérés lehetséges, különösen akkor, ha tudományos igényességgel hajtják végre. Az alkatrész-geometriára kell koncentrálni, az alkatrész-komplexitással kapcsolatos hagyományos aggodalmakról pedig el kell feledkezni. Az EOS technológiáját ez utóbbi ugyanis nem korlátozza.”
Fouad végfelhasználásra készült termékekkel kapcsolatos elképzeléséhez ugyanilyen fontos volt az anyagválasztás kérdése is – az EOS porágyfúziós technológiája például mérnöki célú poliamidokat, polisztirolokat, hőre lágyuló elasztomereket és poliakriléter-ketonokat használ. „A rendszernek köszönhetően szinte végtelen féle alkatrésztípust készíthetünk az iparágban széles körben elfogadott anyagokból” – összegzett Fouad. Az alkatrészek gyártása az erőteljes lézernek és a precíziós optikának köszönhetően gyors és pontos. A lézersugár rétegről rétegre összeolvasztja a por állagú anyagot, így rendkívül összetett alkatrészeket alkot.
Az EOS technológia előnyei egyértelművé váltak. Az Anubis egyik első sikere egy fúvásos öntési alkalmazásban használt robotkarvég, amely Fouad szerint inspirálta csapatát, és ráébresztette őket arra, hogy milyen lehetőségeket rejt magában az additív műanyaggyártás.
Az Anubis azóta több hasonló szerszámot tervezett a fröccsöntéssel és palackos csomagolással foglalkozó ügyfelei számára, továbbá számos konzolt és támaszt terveztek ehhez a gyártási eljáráshoz. Mindezek hozzásegítették az Anubist ahhoz, hogy az iparág (és más iparágak) innovátorai közé sorolják. A siker óta a cég további két EOS rendszert vásárolt.
Akár egy embert is elbír
A Langen csoporttal kapcsolatos amerikai élelmiszeripari megbízás esetében az Anubis a hagyományosabb fém vákuumlemez és burkolófelület helyett (amelyek tervezése és gyártása hónapokig tartott volna) könnyebb, egyszerűsített részegységeket tervezett, amelyek négyszer akkora fogáserővel bírnak a korábbi vákuumfogókhoz képest. Az új eszköz additív eljárással való legyártása, összeállítása és tesztelése csupán egy hétig tartott.
A fő vákuumalkatrész poliamid 12-es (EOS anyagmegjelölés: PA 2200) anyagból készült, hiszen ez rendkívül rugalmas, kiváló a dinamikus teherbírása, valamint az USP VI. osztályú tanúsítványnak köszönhetően élelmiszerekkel is érintkezhet. A vákuumfej falvastagsága szakasztól függően 2 és 3,5 mm között változik. Az alkatrészek egy olyan, kifejezetten ipari 3D-nyomtatáshoz szánt szoftverprogrammal készültek, amely a struktúrákat organikusan optimalizálja, követi a geometriai vonalakat, a vastagságot pedig a szükséges szilárdság és/vagy rugalmasság alapján módosítja. „Az EOS technológiájával gyártott áttervezett profil annyira hatékony lett, hogy a megfogó szívóereje akár egy ember súlyát is elbírja – mondta Fouad. – Ügyfelünk még soha nem látott ilyen szintű teljesítményt.”
A vákuumfogókat kiszállították a Langen csoporthoz, majd az élelmiszergyártó üzemben felszerelték az újonnan érkezett robotokra. „Korábban lehetetlen lett volna olyan szerszámot tervezni és gyártani, amely képes megragadni a kívánt tárgyakat úgy, hogy a robot terhelhetőségi korlátait nem lépi túl – mondja Robert Husnik, a Langen csoport vezető mérnöke. – Az additív műanyaggyártás nyújtotta szabadságnak köszönhetően most megvalósíthatjuk a lehetetlent.”
„Mindig azt mondom az embereknek, hogy a hagyományos gyártási folyamattal ellentétben az additív gyártással a komplexitás ingyenes – mondta Tharwat Fouad, az Anubis elnöke. – A tervező bármilyen vad ötlettel előállhat, és emiatt senki sem fog panaszkodni. A korábbinál rövidebb idő alatt és alacsonyabb költségek mellett úgy csökkenthetjük az alkatrészek súlyát, hogy közben a teherbírásuk megmarad, és olyan termékeket alkothatunk, amelyek a jobb funkcionalitás mellett jól néznek ki. Ez valódi változást jelent a gépiparban.”
Forrás: eos.info / A cikk a gyartastrend.hu oldalon jelent meg.
Ismerje meg jobban az EOS P110 3D nyomtatót!
Ajánlatkéréshez és az elérhető legkedvezőbb árért, kattintson az alábbi gombra, hogy kollégánk felvehesse Önnel a kapcsolatot.
