HellermannTyton быстрее производит роботизированную оснастку методом FDM

FDM 3D-печать рассматривают на заводах не только для создания прототипов, но и для производства специальной оснастки, ежедневно используемой на линии. HellermannTyton, производитель изделий для организации кабелей, начала самостоятельно изготавливать методом FDM приспособления, устанавливаемые на конце роботизированной руки. Опыт компании показывает, как ускорение изменений конструкции оснастки для небольших партий и конкретных изделий может повлиять на производственный процесс.

Почему важна оснастка на конце робота?

Роботизированная оснастка на конце руки, известная как end-of-arm tooling, выполняет такие задачи, как захват, перемещение, позиционирование или упаковка деталей. Обычно эти приспособления разрабатывают с учётом конкретного изделия и этапа автоматизации на производственной линии. Если при традиционной закупке проектирование, изготовление и изменение специальной оснастки зависят от внешнего поставщика, внесение изменений может занимать несколько недель. В примере, которым компания поделилась с TCT Magazine, говорится, что благодаря собственному производству новые конструкции можно испытывать всего за несколько дней.

HellermannTyton сообщает, что на системе Stratasys Fortus 450 компания напечатала уже 38 различных приспособлений, которые в общей сложности выполнили десятки миллионов циклов. Согласно опубликованным компанией результатам, удалось добиться сокращения массы оснастки и сроков поставки до 50%, а затрат — до 75%. Эти показатели относятся к практике конкретного предприятия и не означают, что таких же результатов можно добиться для каждой детали или на каждом производстве.

Как решили проблему прочности?

Когда команда впервые рассматривала аддитивное производство, её беспокоило, смогут ли пластиковые детали выдержать нагрузки в циклическом режиме и обеспечить достаточную прочность между слоями. После испытаний совместно с поставщиком SYS Systems была выбрана армированная углеродным волокном PA 12, а разработанную оснастку испытали в реальных рабочих условиях. Важно не ограничиваться данными из каталога при выборе материала: следует изготовить пробную деталь, позволяющую оценить фактическое усилие захвата, направление нагрузки, контактную поверхность и повторяющиеся циклы работы.

На поведение деталей FDM могут влиять такие решения при производстве, как ориентация детали и траектория печати. Поэтому при проектировании оснастки, несущей нагрузку на конце роботизированной руки, необходимо учитывать ориентацию модели, геометрию точек крепления и расположение слоёв относительно направления нагрузки. Если поломка детали может повлиять на безопасность или качество продукции, пропускать этапы испытаний и проверки нельзя.

Каким предприятиям подойдёт такой подход?

Этот подход можно рассмотреть на линиях, где часто меняются изделия, используются небольшие партии специальных захватов или направляющих и периодически требуется менять оснастку. Сначала фиксируют функцию существующего приспособления, воспринимаемую им нагрузку, число циклов и условия эксплуатации. Затем проверяют пригодность конструкции к печати и, если это целесообразно, испытывают прототип непосредственно на линии. При успешном результате запасные экземпляры детали можно повторно изготовить по цифровому файлу. Однако в условиях высоких температур, контакта с химикатами или строгих требований безопасности пригодность материала и конструкции должен отдельно оценить специалист.

Услуга 3D-печати от Ucuz3D может стать отправной точкой для оценки пригодности файла к производству, если вам нужны приспособления, корпуса и специальная оснастка, которые можно изготовить методом FDM. При выборе материала можно ознакомиться с вариантами печати инженерными материалами, а для предварительной оценки стоимости воспользоваться страницей цен на недорогую 3D-печать. Поскольку объём детали и выбор материала влияют на стоимость, изучите также руководство о влиянии ориентации печати на прочность детали — это поможет принять обоснованное решение при проектировании.

Практический вывод из примера HellermannTyton заключается не в том, что FDM может заменить любую заводскую оснастку, а в том, что это производственная альтернатива, которую стоит испытать на месте для приспособлений с подходящей геометрией, небольшими объёмами выпуска и частыми изменениями конструкции. Успех на производственной линии зависит не только от принтера, но и от правильного выбора материала, конструкции с учётом нагрузок и проверки в реальных условиях эксплуатации.