Компания Harbec — контрактный производитель с сорокалетним опытом, предоставляющий решения в области возобновляемых источников энергии, робототехники, городского освещения, строительства и других сферах. Для выполнения ряда повседневных производственных задач компания использует роботов, оснащаемых различными инструментами захвата. Хваты, в свою очередь, изготавливаются с помощью технологий 3D-печати.

Инструменты захвата во многих случаях представляют собой устройства с пневматическим приводом на кронштейнах требуемой формы. Harbec имеет доступ к разным технологиям 3D-печати, используемым в изготовлении индивидуальных хватов и кронштейнов под конкретные задачи.

Первоначально для изготовления кронштейнов использовался фотополимерный 3D-принтер по технологии лазерной стереолитографии (SLA). Такие кронштейны обладали неплохими механическими свойствами и хорошо справлялись с поставленными задачами, однако обладали чрезмерной массой. Специалисты компании получили задачу по снижению массы инструментов захвата.

С помощью топологической оптимизации в системе автоматизированного проектирования SolidWorks была создана новая конструкция хватов для максимальной экономии веса с учетом требуемых площадей и нагрузок на конструкцию во время эксплуатации. Оптимизированную деталь напечатали по опробованной технологии лазерной стереолитографии, однако полученное изделие не соответствовало требованиям по прочности и провалило испытания.

В поисках решения были проанализированы альтернативные технологии аддитивного производства, включая послойное наплавление полимерных филаментов (FDM/FFF), струйную фотополимерную 3D-печать (PolyJet) и селективное лазерное спекание полимерных порошков (SLS).

Требуемые инструменты захвата должны быть легкими, жесткими и точно соответствовать заданным размерам. Выбор пал на 3D-принтер XYZprinting MfgPro230 xS по технологии селективного лазерного спекания, в качестве расходного материала использовали нейлон. Полученные механические свойства хвата в точности соответствовали заданным. На иллюстрациях ниже видно, что новый вариант хвата потерял значительную часть массы, но при этом сохранил жесткость и прочность неоптимизированного оригинала.

Исходная 3D-печатная деталь по технологии лазерной стереолитографии (SLA) до топологической оптимизации с пределом прочности на разрыв 38 МПа и модулем Юнга 1590-1660 МПа. Материал: фотополимер Accura 25. Масса: 100 г

3D-печатный хват по технологии SLA после топологической оптимизации с пределом прочности на разрыв 38 МПа и модулем Юнга 1590-1660 МПа. Материал: фотополимер Accura 25. Масса: 60 г

Итоговый вариант по технологии селективного лазерного спекания (SLS) с пределом прочности на разрыв 48 МПа и модулем Юнга 1700-1800 МПа. Материал: полиамид-12 (PA-12). Масса: 50 г

Полиамид-12 обладает высокими механическими свойствами, благодаря которым специалисты компании Harbec сумели изготовить легкий и прочный инструмент захвата с высокой размерной точностью. 3D-принтер MfgPro230 xS от XYZprinting позволяет компании Harbec оснащать роботов хватами практически любой конфигурации.

Авторизованным партнером XYZprinting на российском рынке выступает компания «Ам-Кор».

Источник