Harvestance

Harvestance 是一家专门从事增材制造的设计与工程服务公司，专注于为汽车、半导体、制鞋和食品技术等各种行业提供 3D 打印设计解决方案 (DfAM) 与服务。Harvestance 收到许多客户咨询，要求为协作机器人设计并制造轻便、坚固的定制夹爪，最终实现生产线的自动化。

传统的铝制夹爪通常很重，限制了本可抓握的工件重量，并且会耗费更多能源。Harvestance 的客户，包括协作机器人用户和机器人系统集成商，指出了几项痛点：

机器人用户和系统集成商的痛点

• 协作机器人的载重量通常只限于 20 千克。由 CNC 加工制成的传统铝制夹爪通常为 1 至 2 千克甚至更重，夹爪重量是反映机器人处理能力的一个重要部分，会限制其能够处理的工件重量。
• 作业现场的条件各不相同，因此需要采用定制夹爪。然而，由于传统方法成本较高并且制造时间较长，加上几何形状和条件非常复杂度，定制夹爪极具挑战。
• 附有多个吸盘的气动夹爪需要配备大量真空管，这可能会干扰机器人的移动。
• 若要针对每种使用条件组合设计定制夹爪，就不易保持价格竞争力。

“我们相信 3D 打印完全可以解决这些痛点。我们选择 Markforged 复合 3D 打印技术来减轻夹爪重量，同时提高强度和刚度，优化性能，”Harvestance 首席执行官 Seungjae Leem 解释道。

Harvestance 首先专注于轻量化设计，将压缩空气源至吸盘的真空通道直接集成至夹爪主体，从而实现一触式安装，无需外部管道。他们采用各种设计方法提高 3D 打印零件的品质和效率，例如通过重新设计最大程度地降低表面粗糙度，以及打造可自我支撑的内部真空通道等。这种方案不仅能提高零件品质，还可减少时间和降低成本。

零件材料对于夹爪等工厂生产工具至关重要。Leem 先生及其工程团队对各种打印机和材料进行了测试，包括熔丝制造 (FFF)、立体光刻成型 (SLA)、选择性激光烧结 (SLS) 和粉末床熔融 (PBF) 等。只有采用 Markforged 打印机以及 Onyx 和碳纤维增强材料才能满足这些零件认证所需的弯曲和冲击强度。

Markforged 还具有另一项优势，即表面质量极佳。Harvestance 评估过的所有其他 3D 打印机，打印的零件都需要进行后续处理，例如熔化支撑结构、去除粉末、清洗固化或抛光等。但是 Markforged 打印的零件从打印床取下即可使用，没有任何延迟，也无需额外的后续处理人工成本。

Harvestance 在需要打印大型工具时，例如打印用于码垛的定制夹爪，以及用于大型工业机器人的重型取送工具，便会选用 Markforged FX20。FX20 速度更快，生产速度可提高 3 到 4 倍。

“使用 Markforged 3D 打印技术后，夹爪重量与标准商业夹爪相比减轻了 80%，而交货时间与传统 CNC 制成的夹爪相比，也从两周缩短成两天，”Harvestance 首席执行官 Seungjae Leem 表示。

Harvestance 使用连续碳纤维和玻璃纤维增强夹爪主体的底部，打造坚固轻盈的夹爪，处理重型工件也不会变形。

“Markforged 可以提供高强度材料 (Onyx)、连续纤维增强技术、出色的表面光洁度、简单的后续处理，一直是我们的理想合作伙伴。我们的工程师可以完全专注于自己的工作，专心开发产品，无需担心机械属性、后续处理负担或品质问题。”Leem 补充道。

Harvestance 计划运用其机械设计能力、DfAM 解决方案以及 Markforged 复合 3D 打印技术，开发并推出一种价格实惠、重量轻盈却十分坚固的定制夹爪。

他们目前可根据客户特定需求提供量身打造的机械臂夹爪，最终目标是根据每个客户的情况，不受时间和地点限制地快速提供定制零件。他们首先开发了用于自动设计定制夹爪的算法，现在正打造一个线上平台，供客户设计、订购夹爪和付款。这一举措的覆盖范围正在扩展，很快就会扩展至指形夹爪和夹爪尖端等产品。

除了实现设计自动化之外，对于通过线上 3D 打印服务平台订购的零件，Harvestance 还以 Markforged Digital Forge 平台实现其生产系统的自动化。