Harvestance

Harvestance, empresa de servicios de diseño e ingeniería, está especializada en fabricación aditiva. Proporcionan soluciones de diseño mediante impresión 3D (DfAM) y servicios en diversos sectores, como la automoción, los semiconductores, el calzado y la tecnología alimentaria. Harvestance ha recibido numerosas solicitudes de información para el diseño y la fabricación de pinzas personalizadas, ligeras y resistentes para robots colaborativos, destinadas a automatizar líneas de producción.

Las pinzas tradicionales de aluminio, que suelen tener un peso elevado, limitan el peso de las piezas que pueden levantarse y consumen más energía. Los clientes de Harvestance, incluidos los usuarios de robots colaborativos y los integradores de sistemas robotizados, se enfrentan a diversos problemas:

Problemas de los usuarios de robots e integradores de sistemas

• Los robots colaborativos suelen estar limitados a pequeñas cargas útiles de 20 kg. Las pinzas de aluminio convencionales fabricadas mediante mecanizado CNC suelen pesar de 1 a 2 kg o más, una parte significativa de la capacidad del robot, lo que limita el peso de las piezas que puede manipular.
• Las condiciones del lugar de trabajo varían, lo que requiere pinzas personalizadas. Sin embargo, la complejidad de las geometrías y condiciones plantea dificultades por el coste y el plazo de fabricación de los métodos tradicionales.
• Las pinzas neumáticas con varias ventosas requieren numerosos tubos de vacío, lo que puede causar interferencias con el movimiento del robot.
• Diseñar pinzas a medida teniendo en cuenta las condiciones de uso específicas supone un reto para ofrecer unos precios competitivos.

«Estábamos convencidos de que la impresión 3D subsanaría con creces estos problemas. Elegimos la tecnología de impresión 3D de materiales compuestos de Markforged para optimizar el rendimiento de la pinza reduciendo el peso y mejorando al mismo tiempo su resistencia y rigidez», explica Seungjae Leem, CEO de Harvestance.

Harvestance se centró en primer lugar en el diseño ligero, integrando los canales de vacío desde la fuente de aire comprimido hasta las ventosas directamente en el cuerpo de la pinza, lo que permite un montaje mediante una sola acción y sin tubos externos. Adoptaron varias metodologías de diseño para mejorar la calidad y la eficacia de las piezas impresas en 3D, como rediseñar las piezas para minimizar la rugosidad de la superficie y crear canales de vacío internos autoportantes. Este sistema mejoró la calidad y redujo los plazos y los costes.

El material de las piezas es fundamental para las herramientas de producción en fábrica, como las pinzas. Leem y su equipo de ingenieros probaron varias impresoras y materiales, como la fabricación con filamento fundido (FFF), la estereolitografía (SLA), el sinterizado selectivo por láser (SLS) y la fusión de lecho de polvo (PBF). Solo Markforged, con Onyx y refuerzo de fibra de carbono, podía conseguir la resistencia a la flexión y al impacto que estas piezas requerían para la certificación.

Otra ventaja de Markforged es la calidad superior de la superficie. Todas las demás impresoras 3D que Harvestance evaluó requerían pasos de posprocesado, como fundir las estructuras de soporte, eliminar el exceso de polvo, lavar y curar, o pulir. Pero las piezas impresas de Markforged salen del lecho de impresión listas para usar, sin ningún retraso ni coste adicional de mano de obra para el posprocesado.

Harvestance utiliza la impresora FX20 de Markforged cuando necesita imprimir herramientas de mayor tamaño, como pinzas personalizadas para paletizado y herramientas pesadas de recogida y transporte para grandes robots industriales. La FX20, más rápida, también acelera la producción entre 3 y 4 veces.

«Utilizando la tecnología de impresión 3D de Markforged, conseguimos una reducción de peso del 80 % en comparación con las pinzas comerciales estándar y redujimos el plazo de entrega de dos semanas a dos días, en comparación con las pinzas convencionales mecanizadas mediante CNC», afirma Seungjae Leem, CEO de Harvestance.

Al reforzar la parte inferior del cuerpo de la pinza con fibra de carbono continua y fibra de vidrio, Harvestance creó una pinza resistente y ligera capaz de soportar piezas pesadas sin alterar su forma.

«El material de alta resistencia de Markforged (Onyx), el refuerzo de fibra continua, el excelente acabado superficial y el fácil posprocesado han sido soluciones ideales para nosotros. Nuestros ingenieros pueden centrarse por completo en su trabajo, desarrollando productos sin preocuparse por las propiedades mecánicas, el posprocesado o la calidad», añade Leem.

Harvestance utiliza sus capacidades de diseño mecánico y sus soluciones DfAM, junto con la tecnología de impresión 3D de materiales compuestos de Markforged, para desarrollar y lanzar una marca de pinzas ligeras, resistentes, personalizadas y asequibles.

Actualmente ofrecen servicios de pinzas robóticas adaptados a las necesidades de cada cliente. El objetivo final es ofrecer un servicio que suministre rápidamente piezas adaptadas a las condiciones de cada cliente, en cualquier momento y lugar. Como primer paso, desarrollaron un algoritmo para diseñar automáticamente pinzas personalizadas y están creando una plataforma en línea para que los clientes diseñen, encarguen y paguen estas pinzas. Esta iniciativa se ampliará pronto para incluir artículos como las pinzas de dedos y puntas de agarre.

Además de la automatización del diseño, Harvestance tiene previsto automatizar los sistemas de producción utilizando la plataforma The Digital Forge de Markforged para las piezas encargadas a través de su plataforma de servicios de impresión 3D en línea.