Chế tạo đầu cánh tay kẹp chân không với máy in 3D Markforged
Ưu điểm
- Chỉ mất 25% chi phí so với phương pháp phay, CNC thông thường.
- Giảm bộ phận: hợp lý hóa số lượng linh kiện máy cần thiết bằng cách kết hợp các giải pháp lắp ráp vào linh kiện in 3D.
- Chi tiết đầu cánh tay robot in 3D nhẹ hơn và hiệu suất cao hơn có thể đạt được nhiều chu kỳ hơn.
- Sản xuất trong vài giờ thay vì vài tuần; tạo nhiều sản phẩm khi cần.
- Giảm chi phí tồn kho bằng cách in theo yêu cầu.
Do hàng hóa nặng đóng gói trên dây chuyền với hình dạng đặc thù và di chuyển nhanh trên dây chuyền, các giải pháp đóng gói thông thường gặp khó khăn trong thiết kế đầu gắp nâng chuyển hàng hóa có trọng lượng lớn trên cánh tay robot. Với nhiều các sản phẩm có hình dạng, kích thước và trọng lượng khác nhau, việc tháo và thay thế tấm gắn thay đổi trên tay robot là việc rất cần thiết, nhưng giải pháp thông thường chưa mang hiệu quả, mỗi lần chuyển đổi sẽ ảnh hưởng đến lịch trình sản xuất và giảm hiệu suất của nhà máy.
Vì vậy cần có giải pháp hiệu quả hơn để thay thế các giải pháp thông thường:
- Các bộ phận này rất tốn kém và có thể vẫn quá nặng đối với tốc độ chu kỳ cao.
- Đầu cánh tay kẹp được tối ưu hóa hiệu suất đòi hỏi một số thiết lập gia công tốn kém để cung cấp các tính năng dọc theo nhiều trục, dẫn đến chi phí cao hơn và thời gian hoàn thành lâu hơn khi sản xuất bên ngoài.
- Các giai đoạn giảm trọng lượng tiếp theo có thể cải thiện việc giảm trọng lượng, nhưng có thể khiến một bộ phận bị quá tải, làm tăng nguy cơ phế liệu và gây ra thêm sự chậm trễ.
- Việc sản xuất đầu cánh tay kẹp tùy chỉnh một lần không phù hợp với những thay đổi trong nền tảng tự động hóa và bao bì sản phẩm.
Để giải bài toán trên, Markforged đưa ra giải pháp in 3D bằng Onyx® và Sợi Carbon Liên tục giúp việc thay đổi trên đầu tay robot thực hiện nhanh chóng và tối ưu được quá trình đóng gói bao bì và vận chuyển.

Tấm gắn thay đổi nhanh được in bằng Onyx® và sợi carbon liên tục
Giải pháp
Tận dụng khả năng in 3D công nghiệp kết hợp với các linh kiện máy móc khác để tạo ra hệ thống tấm lắp ghép và tấm thu nhận thay đổi nhanh tùy chỉnh. Các linh kiện lai này giúp giảm kích thước, trọng lượng và số lượng chi tiết của hệ thống thay đổi nhanh dụng cụ kẹp chân không thông thường, đồng thời tích hợp các linh kiện kẹp đáng tin cậy. Richard Cook nhấn mạnh rằng giải pháp đầu cánh tay kẹp nhẹ hơn kết quả không chỉ đạt tốc độ chu kỳ 80 chi tiết/phút, bao gồm cả những chuyển động dài hơn 26 inch (72 cm), mà giải pháp có khả năng sản xuất này còn cho phép chuyển đổi không cần dụng cụ khi hoán đổi giữa các tấm thu nhận hướng về phía sản phẩm.
Christian Weder, Kỹ sư Hỗ trợ Thiết kế, đảm nhiệm vai trò chủ chốt trong việc hỗ trợ thiết kế và chế tạo chi tiết in 3D bằng thiết bị Markforged tại Farason. Ông cho biết: “Việc chọn in 3D làm nền tảng cho công cụ này thực sự là một lựa chọn tuyệt vời, cho phép chúng tôi tích hợp các chi tiết máy đồng thời giảm đáng kể lượng nhôm. Việc giữ cho công cụ này nhẹ là vô cùng quan trọng vì chúng tôi đang tiến triển rất nhanh.” Christian Weder tiếp tục lưu ý rằng một chi tiết thay thế làm từ Delrin gia công sẽ khó có thể đạt được trọng lượng mục tiêu cho robot tương tự, và việc tiếp tục loại bỏ vật liệu thừa và thêm các tính năng khiến chi tiết phay có nguy cơ bị loại bỏ, làm tăng đáng kể thời gian giao hàng cho khách hàng.
“Tôi biết nếu khách hàng cần thêm một bộ phận khác trong vòng một năm, chúng tôi vẫn có thể sản xuất được. Bộ phận in sẽ vừa vặn, không có sự khác biệt về độ bền hay bề mặt hoàn thiện, hay các yếu tố khác có thể gây khó khăn cho khách hàng.”– Richard Cook, Kỹ sư hỗ trợ R&D, Farason Corporation

Farason Corporation sử dụng máy in công nghiệp Markforged X7™ để sản xuất các chi tiết bằng vật liệu Markforged Onyx®, với sợi carbon liên tục bổ sung để gia cố khi cần thiết, phù hợp với các chi tiết cần triển khai dài ngày và nhiều chu kỳ thay đổi. Họ cần Markforged cung cấp hình dạng chi tiết phức tạp bằng vật liệu có độ bền phù hợp, tích hợp các tính năng định tuyến và lắp đặt cần thiết để thêm các thành phần không in vào thiết kế CAD. Điều này giúp loại bỏ nhiều thiết lập phay liên quan đến việc cắt các chi tiết trên nhiều trục bằng dụng cụ thông thường. Tiếp theo, họ có thể tích hợp các chi tiết kim loại đơn giản như vòng đệm, đai ốc và các thành phần kẹp chân không vào cụm lắp ráp để tạo ra một dụng cụ gia cố, có chức năng mà không vượt quá yêu cầu về trọng lượng.
Bằng cách từ bỏ các quy trình chế tạo truyền thống tốn kém, đội ngũ Farason đã có thể mở rộng giải pháp của mình để đáp ứng các nhu cầu ngày càng tăng. Sau khi xác nhận và thử nghiệm thiết kế, họ đã có thể triển khai giải pháp cho bốn robot, bổ sung một loạt các tấm tiếp nhận phù hợp với sản phẩm. Việc sử dụng công nghệ in 3D cho các tấm tiếp nhận cũng giúp họ có thể bổ sung thêm các tùy chọn cho khách hàng, ngay cả sau khi đã giao và lắp đặt tấm gắn thay đổi nhanh.
Richard Cook chỉ ra những lợi ích khác của việc tích hợp in 3D vào thiết kế này: chữ trên chi tiết, kẹp khóa cho nòng khóa khớp nối, một tab chỉ một chiều và một chỗ lõm cho mẫu màu trên nhãn sản phẩm. Những yếu tố bổ sung này hỗ trợ quá trình chuyển đổi không cần dụng cụ, và được thực hiện mà không làm tăng trọng lượng. “In 3D,” Richard nói, “giúp chúng tôi giữ trong giới hạn tải trọng và quán tính của robot, vì thứ đó bay rất nhanh.”
Nhưng theo Richard Cook, yếu tố quan trọng nhất đối với đội ngũ Farason liên quan đến cam kết của họ đối với thiết bị Markforged nằm ở một từ duy nhất: Tính nhất quán. “Tôi biết nếu khách hàng gọi lại sau một năm và cần thêm một thiết bị nữa”, Richard nói, “tôi sẽ có thể sản xuất được. Chi tiết in sẽ vừa vặn, và nó sẽ không có độ bền khác biệt hay bề mặt hoàn thiện khác biệt, hay các yếu tố khác có thể gây khó khăn cho khách hàng. Nó sẽ vẫn như vậy xét trên mọi phương diện hợp lý.”
Để trải nghiệm công nghệ in 3D xin vui lòng liên hệ:
Trung Tâm dịch vụ công nghệ 3DTECH
Phòng 805, Tòa B – Hongkong Tower, số 185 Huỳnh Thúc Khánh, Phường Láng, Hà Nội
Điện thoại: 024 3734 5435
Website: Https://3dtech.com.vn