HellermannTyton ابزارهای انتهایی ربات را با چاپ سه‌بعدی FDM سریع‌تر تولید می‌کند

چاپ سه‌بعدی FDM در کارخانه‌ها نه‌فقط برای آماده‌سازی نمونه‌های اولیه، بلکه برای ساخت ابزارهای سفارشی‌ای که هر روز در خط تولید به کار می‌روند نیز در نظر گرفته می‌شود. HellermannTyton، تولیدکننده محصولات مدیریت کابل، ساخت ابزارهایی را که به انتهای بازوی ربات متصل می‌شوند با روش FDM در داخل شرکت آغاز کرده است. تجربه این شرکت نشان می‌دهد که چگونه سرعت‌بخشیدن به تغییرات طراحی در ابزارهای کم‌تیراژ و مختص محصول می‌تواند بر جریان تولید اثر بگذارد.

چرا ابزار انتهای ربات اهمیت دارد؟

ابزارهای انتهایی ربات که با نام ابزارگذاری انتهای بازو شناخته می‌شوند، وظایفی مانند گرفتن، جابه‌جایی، هدایت یا بسته‌بندی قطعه را انجام می‌دهند. این ابزارها اغلب متناسب با محصولی مشخص و مرحله‌ای از خودکارسازی در خط تولید طراحی می‌شوند. وقتی در فرایند سنتی تأمین، طراحی، ساخت و تغییر یک ابزار سفارشی به تأمین‌کننده بیرونی وابسته باشد، بازنگری‌ها ممکن است هفته‌ها طول بکشند. در نمونه‌ای که شرکت با TCT Magazine در میان گذاشته، گفته شده است که با تولید داخلی می‌توان طرح‌های جدید را ظرف چند روز آزمایش کرد.

HellermannTyton اعلام کرده است که تاکنون 38 ابزار متفاوت را با دستگاه Stratasys Fortus 450 چاپ کرده و این ابزارها در مجموع ده‌ها میلیون چرخه را پشت سر گذاشته‌اند. بر اساس نتایج اعلام‌شده از سوی شرکت، کاهش وزن ابزار و زمان تحویل تا 50 درصد و کاهش هزینه تا 75 درصد بوده است. این ارقام به کاربرد همین کسب‌وکار مربوط‌اند و به این معنا نیستند که برای هر قطعه یا کارخانه‌ای نیز همین میزان دستاورد حاصل می‌شود.

نگرانی درباره استحکام چگونه بررسی شد؟

هنگام بررسی اولیه ساخت افزایشی، تیم این پرسش را مطرح کرد که آیا استحکام میان لایه‌های قطعات پلاستیکی و بارهای ناشی از چرخه‌های کاری را می‌توان تحمل کرد یا نه. پس از آزمایش‌هایی با تأمین‌کننده، SYS Systems، ماده نایلون 12 تقویت‌شده با الیاف کربن ارزیابی شد و ابزار طراحی‌شده در شرایط واقعی کار مورد آزمایش قرار گرفت. نکته مهم این است که ماده را فقط بر اساس داده‌های کاتالوگ انتخاب نکنید؛ نمونه‌ای آزمایشی بسازید که نیروی واقعی گرفتن، جهت بار، سطح تماس و چرخه‌های تکرارشونده را بازنمایی کند.

رفتار قطعات FDM ممکن است تحت تأثیر جهت چاپ و مسیر حرکت ابزار قرار بگیرد. بنابراین در ابزاری که قرار است در انتهای ربات بار تحمل کند، جهت‌گیری مدل، هندسه نقاط اتصال و چیدمان لایه‌ها نسبت به راستای بار باید بخشی از طراحی باشند. اگر شکستن قطعه پیامدی برای ایمنی یا کیفیت محصول داشته باشد، نباید از مرحله آزمایش و اعتبارسنجی صرف‌نظر کرد.

این روش برای چه کسب‌وکارهایی کاربرد دارد؟

این رویکرد را می‌توان به‌ویژه در خطوطی بررسی کرد که محصول در آن‌ها مرتب تغییر می‌کند، از تعداد کمی نگهدارنده یا راهنمای سفارشی استفاده می‌شود و ابزارها به بازنگری نیاز دارند. ابتدا عملکرد ابزار فعلی، باری که تحمل می‌کند، تعداد چرخه‌ها و محیط کاری ثبت می‌شود. سپس طراحی از نظر مناسب‌بودن برای چاپ بررسی می‌شود و در صورت امکان، یک نمونه اولیه در خط واقعی آزمایش می‌شود. اگر نتیجه موفق باشد، نسخه‌های یدکی قطعه را می‌توان دوباره از روی فایل دیجیتال تولید کرد. بااین‌حال، در کاربردهایی با دمای بالا، تماس شیمیایی یا شرایط ایمنی حساس، مناسب‌بودن ماده و طراحی باید جداگانه توسط متخصص ارزیابی شود.

خدمات چاپ سه‌بعدی Ucuz3D برای نیاز به فیکسچر، محفظه و ابزارهای سفارشی قابل تولید با FDM می‌تواند نقطه شروعی برای ارزیابی مناسب‌بودن فایل جهت تولید باشد. هنگام بررسی انتخاب ماده، می‌توانید گزینه‌های چاپ با مواد مهندسی را ببینید و برای برآورد هزینه از صفحه قیمت چاپ سه‌بعدی ارزان استفاده کنید. چون حجم قطعه و انتخاب ماده بر محاسبه هزینه اثر می‌گذارند، بررسی راهنمای تأثیر جهت چاپ بر استحکام قطعه نیز می‌تواند به روشن‌شدن تصمیم‌های طراحی کمک کند.

پیام کاربردی نمونه HellermannTyton این نیست که FDM جایگزین همه ابزارهای کارخانه می‌شود؛ بلکه این روش می‌تواند گزینه‌ای برای تولید ابزارهای کم‌تیراژ، دارای هندسه مناسب و نیازمند بازنگری‌های مکرر باشد که ارزش آزمایش در محل را دارند. عامل تعیین‌کننده موفقیت در خط تولید، تنها چاپگر نیست؛ ماده مناسب، طراحی متناسب با بار و اعتبارسنجی در شرایط واقعی استفاده نیز اهمیت دارند.