Farason Corporation 应用亮点：小型包装容器

三十多年来，Farason Corporation 一直为制造商设计并制作定制的自动化和机器人系统，现已向北美、亚洲、南美和欧洲运送了 900 多台机器。为了助力设计和生产，Farason 团队购置了 Markforged 3D 打印机，这与 Farason 一直以来的宗旨相一致，那就是针对客户面临的具体挑战提供独一无二的解决方案。Farason Coporation 设计了用于收集和运输产品的定制 3D 打印小型包装容器。

Farason 面临的挑战是，一家著名的美国休闲食品公司需要一个定制解决方案来解决其奶酪球产品的小包装收集和运输问题，而所有传统解决方案都已被考量和拒绝。挑战的核心在于产品本身：设计支持工程师 Christian Weder 指出，“袋子的性质是带静电，边缘不统一，而且质轻，   因此难以将所有袋子都装入箱中。”

Farason Corporation 团队想出了一个不同寻常的方法，那就是将包装流程颠倒过来，团队亲切地称之为“啤酒杯”项目，因为这个项目是由一个机器人抬起一个较高的容器，然后将物品倒出来，整个动作看起来就像是有人从啤酒杯里向外倒酒。但是，有了这个想法之后，他们遇到的第一个难题就是解决方案过于新颖。正如工程师 Richard Cook 所描述的那样，“设计师们无法说服任何人接受它”。这种方法太不寻常，团队中的一些人认为这个想法“太疯狂”而不予考虑。“他们说‘你为什么不直接做 X 呢’”，Richard 回忆道，

“但是，X 是客户希望我们不要去做的事情，因为他们已经试过了，他们知道这行不通。我看着这个新方法，心想‘哇，这还挺新颖的。我觉得这也许能行得通’”。向客户证明这是最好的方案的重任就落到研发团队身上，他们必须充分构思这个想法，证明这种方法有可能谈成合约。

但在解决概念性问题之前，他们还必须解决第二个难题。提出的概念方案需要一套定制的容器来收纳小产品，需要特殊设计且具有非常具体的要求。没有任何现成的容器适合用于测试机器人的物体运输操作，也不确定是否能解决包装太轻的问题。

唯一确定的方法就是要在内部制作这些原创设计的原型。根据 Farason 的经验，定制容器和运输解决方案往往价格昂贵，远远超过制造商要求的每个容器 500 美元的制造预算。这个概念方案在原则上可行，但经过成本评估之后可能会被否决。

Farason Corporation 团队很快就找到了同时解决这两个难题的最佳方法：他们可以将其设计为 3D 打印制造，使用公司内的 Markforged X7，以 Markforged Onyx 工业级 3D 打印材料打印出这些容器。在将解决方案运送给客户时，也使用同样的材料和方法作为目标生产材料。

Christian Weder 说：“显然，减轻重量和降低成本日渐成为我们主要工程设计团队要考虑的因素。因为我们的设计方式使然，我认为 3D 打印技术与 Farason 非常契合。我们常常使用大量非常复杂的机械零件，而 3D 打印能够在这方面有效地发挥替代作用，它可以节省设置时间、机械加工时间等，因此可以节省大量成本。”

决定采用增材制造方法后，该团队找到一种价格实惠的 PVC 管零件用于制造容器壁，而不是使用传统的 PC 铸造零件，后者的价格已经超过整个容器的预算。使用一系列 3D 打印零件将容器组件夹在一起，并且包含用于与其他机器连接的所有关键特征。例如，底座中用于定位和固定传送机构的磁铁位置，以及“手柄”组件的安装位置，机器人需要抓握这个手柄来抬升、摆动和分配物品。用一根铝制连接杆穿过这些零件，将容器立柱的打印组件连接起来，从上到下贯穿整个容器。

经过概念可行性验证，Farason Corporation 团队最终顺利中标，并且生产了 80 多个小型包装容器。他们针对增材制造和“可打印性”设计的方法确保了他们能够维护甚至在现场部署后继续优化该解决方案。

Markforged 的优势

• 使用 Onyx 材料生产坚固、随时可用于生产的零件。
• 在竞标过程中，以不高的成本在内部制作功能齐全的概念产品。
• 在竞标和概念设计阶段，减少对内部机械加工车间的需求，或降低外部制造服务的预算。