抓取更多的餅干？3D打印激發(fā)氣體工程學(xué)潛力

流水線上機器人接觸貨物的夾具一向是個定制化的工具，對于分秒必爭的流水線生產(chǎn)效率，抓取更多的產(chǎn)品無疑將為生產(chǎn)商提升效率帶來的想象空間，而效率的提升意味著利潤空間的提升。

要提升夾具的抓取效率，其中一個途徑就是優(yōu)化夾具的形狀，而這正是3D打印最擅長的。

美國的一家食品生產(chǎn)商需要機器人堆疊餅干并放進紙箱中，這一過程基本上是由真空原理實現(xiàn)的：真空吸入“抓起”餅干，然后放置紙箱中。這個過程的難點在于：為了最大限度地提高速度而不破壞機器人的重心，夾具和產(chǎn)品的組合重量不能超過2公斤，而餅干組合的重量就能達到1.5公斤，所以夾具的重量就必須在500克以下。

餅干生產(chǎn)商希望通過優(yōu)化夾具的設(shè)計能夠抓取更多的餅干，并且希望夾具的柔性更強，不僅抓取單一的餅干組合，還可以抓取三盒大小的組合，Anubis 3D接受了這一挑戰(zhàn)，Anubis 3D是一家3D打印服務(wù)方案解決商，其主要市場包括食品和飲料，化工，粉末處理，塑料制造行業(yè)。在這里，3D科學(xué)谷了解到Anubis 3D事業(yè)部專業(yè)從事小批量的增材制造生產(chǎn)（AM），專門生產(chǎn)那些要么通過傳統(tǒng)方式生產(chǎn)太貴，或者太復(fù)雜，或者完全不可能通過傳統(tǒng)的制造技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品。

一般情況下，要滿足餅干生產(chǎn)商的要求就只能通過更換更大的機器人。但3D打印為夾具的空氣學(xué)優(yōu)化帶來了想象空間，Anubis 3D決定從優(yōu)化夾具的幾何線條做起。

通過Altair（澳汰爾工程軟件）的solidThinking仿真驅(qū)動設(shè)計創(chuàng)新工具，Anubis 3D在有限元分析的基礎(chǔ)上調(diào)整了夾具的幾何線條、厚度、強度以及靈活性的設(shè)計，為了進一步提高吸取能力，設(shè)計師創(chuàng)造了新的帶異形孔空氣通道的設(shè)計，而這樣的設(shè)計無法通過傳統(tǒng)方法制造出來。這一點，讓3D科學(xué)谷想到了之前介紹過的Materialise的出風(fēng)裝置，風(fēng)孔的槽型完全按照風(fēng)力和風(fēng)向來設(shè)置，幾乎每個都是傾斜的喇叭孔，而且朝向各不相同。

設(shè)計模型通過EOS的激光燒結(jié)設(shè)備EOSINT P 395打印出來，用于真空部分的材料是尼龍12，不僅帶來抓取的靈活性，還帶來維持碰撞荷載的能力，并且這種材料通過FDA用于食品接觸材料的批準(zhǔn)。相比與原來的設(shè)計（通過機械加工的方式生產(chǎn)出來的），激光燒結(jié)的版本實現(xiàn)了更大的抓取效率，更少的空氣消耗。

通常這樣的設(shè)計迭代需要幾個月的時間來設(shè)計和制造完成，通過3D打印只花了一個星期。為了更美觀的視覺感受，夾具還被噴涂成了醒目的紅色。沒錯，或許單個激光燒結(jié)的夾具比較貴，然而考慮到更換更大的機器人需要承擔(dān)的價格，以及由于3D打印夾具帶來的流水線生產(chǎn)效率提升，3D打印所帶來的綜合效益優(yōu)勢就變得顯而易見了。

來源：3D科學(xué)谷