Applicazione in primo piano: pinza meccanica con collare personalizzato di Farason Corporation

Da oltre trent'anni, Farason Corporation progetta e fornisce sistemi di automazione e robotica su misura per le aziende produttrici, consegnando oltre 900 macchine in Nord America, Asia, Sud America ed Europa. Il team di Farason ha integrato le stampanti 3D Markforged per aumentare le opportunità di progettazione e produzione, in linea con l'impegno di Farason di fornire soluzioni esclusive e personalizzate per le sfide specifiche dei clienti. Il team di Farason Corporation ha creato una pinza meccanica con un collare personalizzato per un'applicazione robotica di automazione dell'imballaggio.

Il progetto di automazione prevedeva un braccio robotico dotato di una pinza meccanica bidirezionale per afferrare il collo di una benna di plastica, far combaciare l'area della filettatura e posizionarla. Poi si solleva la benna, la si fa oscillare in posizione e si scarica il contenuto nella fase successiva di selezione dei prodotti.

Il progetto originale della pinza è iniziato con il modello 3D delle ganasce da bloccare intorno al collo della benna di trasporto del raccoglitore di oggetti target, comprese le feature per abbinare la filettatura incorporata nella parte inferiore delle ganasce. Durante i test delle attrezzature, tuttavia, si è vista la possibilità di aumentarne le prestazioni e il successo.

Il prototipo della prova di principio ha funzionato per afferrare la benna e presentarla al robot per scaricare il contenuto, ma si è scoperto che si perdevano un paio di sacchetti tra l'imboccatura della benna e l'imbuto del contenitore ricevente.

"Siamo in grado di iterare rapidamente queste parti, aggiungendo questa flangia a collare personalizzata che aiuta a contenere i sacchetti", ha affermato Christian Weder, Ingegnere di supporto alla progettazione. "In genere sarebbe una feature impossibile da ottenere". Ha spiegato che la fabbricazione rapida della sagoma in un materiale adeguatamente leggero e robusto non sarebbe stata possibile senza le stampanti 3D di Markforged, soprattutto per le basse quantità necessarie per creare soluzioni così personalizzate.

Una volta definito il progetto, è stata necessaria un'altra fase per preparare le parti finite pronte per la produzione. L'ideatore del progetto Richard Cook, ingegnere di supporto alla R&S di Farason, ha sottolineato che i prototipi in Onyx della prova di principio hanno funzionato per i test, tuttavia, anche con un materiale di base resistente, la stampa 3D da sola non era l'approccio giusto. "Sarebbero troppo elastici", ha affermato Richard, continuando, "tra il cantilever e la lunghezza della parte, tutto quel materiale massiccio viene tenuto su un cuscinetto minuscolo con bulloni minuscoli nel meccanismo di pinza stesso". La soluzione al problema era aggiungere il rinforzo in fibra continua di Markforged.

Il team di Farason ha utilizzato le stampanti Markforged X7 a fibra continua per realizzare le parti di produzione pronte per essere inviate al cliente. "Siamo riusciti a utilizzare solo un paio di strati di fibra di carbonio per dimostrare al team che questo è il materiale giusto", ha detto Richard. "Il supporto sotto le viti, l'aggiunta di piastre a rondella per bloccare l'oggetto e la fibra di carbonio che corre lungo il dito per mantenerlo stabile e forte in modo che non si attorcigli. Ne abbiamo stampato un set e il team ne è rimasto assolutamente soddisfatto". L'EOAT risultante è stato un successo anche per il cliente: abbastanza robusto da consentire una leggera piegatura per rendere più agevole il movimento e il posizionamento, e sufficientemente rigido da svolgere il suo compito.

Vantaggi di Markforged

• Parti più economiche, consegnate in ore anziché in giorni.
• Realizzazione di feature complesse (l'imbuto asimmetrico del colletto) che non potevano essere fabbricate in loco a costi contenuti.
• La stampa 3D consente al team di ottimizzare le soluzioni di produzione additiva durante i test.
• Il rinforzo in fibra continua consente di ottenere la resistenza necessaria, preservando la leggerezza, la robustezza e l'idoneità all'impiego del pezzo.