Harvestance

Harvestance, société de services de conception et d'ingénierie, est spécialisée dans la fabrication additive. L’entreprise fournit des solutions de conception par impression 3D (DfAM) et des services dans diverses industries, notamment le secteur automobile, les semi-conducteurs, les chaussures et les technologies alimentaires. Harvestance a reçu de nombreuses demandes pour la conception et la fabrication de préhenseurs personnalisés, légers et robustes pour les robots collaboratifs, destinés à automatiser les lignes de production.

Les préhenseurs traditionnels en aluminium, souvent lourds, limitent le poids des pièces pouvant être soulevées et consomment plus d'énergie. Les clients d'Harvestance, notamment les utilisateurs de robots collaboratifs et les intégrateurs de systèmes robotiques, ont pointé plusieurs points faibles :

Points problématiques pour les utilisateurs de robots et les intégrateurs de systèmes

• Les robots collaboratifs sont généralement limités à de petites charges utiles de 20 kg. Les préhenseurs conventionnels en aluminium fabriqués par usinage CNC pèsent généralement 1 à 2 kg au minimum, soit une part importante de la capacité du robot, ce qui limite le poids des travaux qu'il peut gérer.
• Les conditions de travail varient, ce qui nécessite des préhenseurs sur mesure. Cependant, la complexité des géométries et des conditions rend la personnalisation difficile en raison du coût et du temps de fabrication des méthodes traditionnelles.
• Les préhenseurs pneumatiques à plusieurs ventouses nécessitent de nombreux tubes électroniques, ce qui risque de perturber les mouvements du robot.
• La conception de préhenseurs personnalisés pour chaque ensemble de conditions d'utilisation a constitué un défi pour le maintien de la compétitivité des prix.

« Nous étions convaincus que l'impression 3D pouvait pleinement répondre à ces points problématiques. Nous avons choisi la technologie d'impression 3D composite de Markforged pour réduire le poids du préhenseur tout en améliorant sa résistance et sa rigidité, optimisant ainsi ses performances », explique Seungjae Leem, PDG d'Harvestance.

Harvestance s'est d'abord concentrée sur une conception légère, en intégrant les conduits d’aspiration de la source d'air comprimé aux préhenseurs directement dans le corps du préhenseur, ce qui permet un raccordement par simple pression sans tubes externes. L’entreprise a adopté diverses méthodologies de conception pour améliorer la qualité et l'efficacité des pièces imprimées en 3D, comme la refonte pour minimiser la rugosité de la surface et la création de conduits d’aspiration internes autoportants. Cette approche a permis d'améliorer la qualité et de réduire les délais et les coûts.

Le matériau des pièces est essentiel pour la production en usine
des outils de production tels que les préhenseurs. M. Leem et son équipe d'ingénieurs ont testé plusieurs imprimantes et matériaux, notamment le Dépôt de fil fondu (FFF), la Stéréolithographie (SLA), le Frittage sélectif par laser (SLS) et la Fusion sur lit de poudre (PBF). Seule la société Markforged, avec l’Onyx et le renforcement en fibres de carbone, pouvait répondre aux exigences de résistance à la flexion et à l'impact concernant ces pièces pour la certification.

Un autre avantage de Markforged est la qualité supérieure de la surface. Toutes les autres imprimantes 3D évaluées par Harvestance ont nécessité des étapes de post-traitement, telles que la fonte des structures de support, le dépoudrage, le lavage et le durcissement, ou encore le polissage. En revanche, les pièces imprimées par Markforged sortent du plateau d'impression prêtes à l'emploi, sans délai ni coût de main-d'œuvre supplémentaire pour le post-traitement.

Harvestance se tourne vers la Markforged FX20 lorsqu'il s'agit d'imprimer des outils de plus grande taille, tels que des préhenseurs personnalisés pour la palettisation et des outils lourds de prise et de transport pour les grands robots industriels. La FX20, plus rapide, permet également de multiplier la production par 3 ou 4.

« En utilisant la technologie d'impression 3D de Markforged, nous avons obtenu une réduction de poids de 80 % par rapport aux préhenseurs commerciaux standard et réduit le délai de livraison de deux semaines à deux jours, par rapport aux préhenseurs conventionnels usinés par CNC », explique Seungjae Leem, PDG d'Harvestance.

En renforçant le bas du corps du préhenseur avec de la fibre continue de carbone et de la fibre de verre, Harvestance a créé un préhenseur solide et léger, capable de supporter des pièces lourdes sans que sa forme ne s’en trouve altérée.

« Le matériau haute résistance de Markforged (Onyx), le renforcement en fibres continues, l'excellente finition de surface et la facilité de post-traitement ont été des solutions idéales pour nous. Nos ingénieurs peuvent se consacrer entièrement à leur travail, en développant des produits sans se soucier des propriétés mécaniques, de la charge de travail post-traitement ou de la qualité », a ajouté M. Leem.

Harvestance exploite ses capacités de conception mécanique et ses solutions DfAM, ainsi que la technologie d'impression 3D composite de Markforged, pour développer et lancer une marque de préhenseurs légers, solides, personnalisés et abordables.

L’entreprise propose actuellement des services de préhenseurs robotisés adaptés aux besoins individuels des clients. Son objectif ultime est d'offrir un service qui fournit rapidement des pièces adaptées aux problématiques de chaque client, quels que soient l'heure et le lieu. Dans un premier temps, la société a mis au point un algorithme permettant de concevoir automatiquement des préhenseurs personnalisés et crée actuellement une plateforme en ligne permettant aux clients de concevoir, de commander et de payer ces préhenseurs. Cette initiative s'étendra bientôt à des articles tels que les préhenseurs avec doigts et les extrémités de préhenseurs.

Outre l'automatisation de la conception, Harvestance vise à automatiser les systèmes de production en s'appuyant sur la plateforme Markforged Digital Forge pour les pièces commandées via sa plateforme de services d'impression 3D en ligne.