Aplicación destacada de Farason Corporation: pinza mecánica con collar a medida

Durante más de treinta años, Farason Corporation ha diseñado y suministrado sistemas de automatización y robótica personalizados a fabricantes, enviando más de 900 máquinas a Norteamérica, Asia, Sudamérica y Europa. El equipo de Farason incorporó las impresoras 3D de Markforged para aumentar las oportunidades de diseño y producción, en línea con el compromiso de Farason de ofrecer soluciones únicas que se adapten específicamente a los retos a los que se enfrentan sus clientes. El equipo de Farason Corporation creó una pinza mecánica con un cuello a medida para una aplicación de automatización de envasado robotizado.

El diseño de la automatización consiste en un brazo robótico con una pinza mecánica bidireccional para agarrar el cuello de un cubo de plástico de modo que coincida con la zona de rosca y la localice. A continuación, se levanta el cubo, se gira hasta su posición y se vierte el contenido en la siguiente fase de clasificación de productos.

El diseño inicial de la pinza comenzó con el modelo en 3D de las mordazas para bloquearse alrededor del cuello de la cubeta de transporte del colector, incluyendo morfologías para coincidir con el roscado incorporado en la parte inferior de las mordazas. Sin embargo, al probar las herramientas, vieron posibilidades de aumentar el rendimiento.

El prototipo de prueba funcionaba para agarrar el cubo y acercarlo al robot para que vertiera el contenido, pero descubrieron que perdían un par de bolsas entre la boca del cubo y el embudo del receptáculo.

"Podemos realizar iteraciones rápidamente, lo que nos ha permitido añadir esta brida de cuello a medida que ayuda a contener las bolsas", añade Christian Weder, ingeniero de soporte de diseño. "Normalmente, eso sería una morfología imposible". Explicó que fabricar la forma rápidamente en un material ligero y resistente no sería posible sin las impresoras 3D de Markforged, especialmente para las pequeñas cantidades que implica la creación de soluciones tan personalizadas.

Una vez definido el diseño, les quedaba una etapa más para preparar las piezas finales listas para la producción. El diseñador del proyecto, Richard Cook, ingeniero de soporte de I+D de Farason, señaló que los prototipos de prueba en Onyx funcionaban para las pruebas, pero incluso con un material de base resistente, la impresión 3D por sí sola no era el enfoque adecuado. "Serían demasiado gomosos", apunta Cook. "Entre el voladizo y la longitud de la pieza, estás sujetando toda esa cantidad de material en una almohadilla diminuta con pernos diminutos en el propio mecanismo de agarre". La pieza se solucionaría añadiendo el refuerzo de fibra continua de Markforged.

El equipo de Farason utilizó impresoras X7 de Markforged con fibra continua para fabricar las piezas de producción listas para enviar al cliente. "Utilizamos solo un par de capas de la fibra de carbono para demostrar al equipo que este es el material adecuado", señala Cook. "Soporte bajo los tornillos, añadiendo placas de refuerzo para sujetar el objeto, y fibra de carbono a lo largo del dedo para mantenerlo estable y fuerte para que no se retuerza. Imprimimos un juego y el equipo quedó encantado". La herramienta de fin de brazo resultante también fue un éxito para el cliente: lo bastante resistente como para permitir una ligera flexión para suavizar el movimiento y la localización, y lo bastante rígida como para cumplir su cometido.

Ventajas de Markforged

• Piezas más baratas, entregadas en horas, no en días.
• Morfologías complejas (el embudo de cuello asimétrico) que no podrían fabricarse in situ de forma asequible.
• La impresión 3D permite al equipo optimizar las soluciones de producción de fabricación aditiva durante las pruebas.
• El refuerzo de fibra continua aporta resistencia donde se necesita, al tiempo que mantiene la pieza ligera, resistente y adaptada a la aplicación específica.