Por qué debería imprimir en 3D sus herramientas finales

Las herramientas de extremo de brazo son un elemento básico para las empresas de equipos industriales. Se espera que el segmento de automatización industrial, a pesar de COVID19, alcance los USD 296.70 mil millones para 2026. Independientemente del producto que un equipo automatizado esté ayudando a producir, es esencial crear una pinza o herramienta eficaz.

Habiendo hablado con decenas de empresas de equipos industriales, estoy siempre desconcertados por lo resistentes que pueden ser a la impresión 3D. Como cualquier otro método de fabricación, la impresión 3D es la herramienta adecuada para el trabajo de creación de algunos componentes en particular. Construir una herramienta de fin de brazo es absolutamente uno de esos componentes.

• No sería prudente fresar un componente que podría construirse más rápidamente en un torno.
• Nadie elegiría inteligentemente moldear por inyección una pieza que podría fabricarse más fácilmente con una simple matriz de extrusión.
• No tendría ningún sentido imprimir en 3D un componente que podría construirse más rápido con chapa de metal plegada.

Ensamblar docenas de componentes de aluminio fresado y hardware de stock para construir una herramienta de extremo del brazo parece igualmente tonto cuando se cuenta con el conocimiento de cómo la impresión 3D realmente sobresale en esta área.

Herramientas de fin de brazo más ligeras

El aluminio es uno de los materiales de fabricación más populares. Es económico, fácil de mecanizar y liviano según los estándares del metal.

¿Comparado con los plásticos? De ninguna manera. ULTEM (nombre comercial del plástico PEI) tiene menos de la mitad de densidad que el aluminio.

Además de eso, las impresiones 3D no necesitan imprimirse en plástico sólido. Normalmente, para una herramienta de extremo de brazo, la mejor práctica (si es posible) es imprimir una capa exterior gruesa y dejar el interior de la pieza con una densidad del 40-60%. Esto ahorra tiempo de impresión, costo de material y el peso de la pieza de uso final.

Material	Densidad	Fuente
Aluminio	2,7 g / cm³	Elmhurst.edu
PEI (ULTEM)	1,27 g / cm³	SigmaAldrich

Operaciones más rápidas

De la mano de la creación de herramientas livianas se encuentran operaciones más rápidas. Un brazo robótico puede moverse más rápido con la misma carga útil porque una herramienta de extremo de brazo impresa en 3D se puede construir más liviana que una fabricada tradicionalmente.

En la situación correcta, robot más rápido =más producción diaria =gerentes de producción felices. ¿Necesito ir más lejos?

Menor costo del brazo robótico

Cada vez que hablo con una empresa que ha invertido en equipos de automatización robótica, están orgullosos de la inversión que han realizado. Lanzarán anécdotas como "Este robot costó $ 50 mil. ¡Realmente tuve que trabajar para convencer a mi jefe de eso! ”.

La barrera de entrada para los brazos robóticos es abrumadora. Por lo general, para una solución industrial, una empresa puede esperar gastar $ 10K como mínimo. A menudo, hay cargos por software o implementación además del costo del hardware.

El tamaño de la factura de su brazo robótico está vinculado directamente a dos cosas:

1. ¿Cuánto peso necesita mover?
2. ¿Hasta dónde debe llegar?

La planificación desde el principio hasta las herramientas de final de brazo de impresión 3D puede afectar directamente el peso total que el robot necesita mover. Si tiene que contabilizar una herramienta de 5 libras en lugar de una herramienta de 20 libras, puede especificar un brazo robótico mucho más pequeño y cortar fácilmente 5 cifras de su factura.

Consolidar ensamblajes

Las herramientas de extremo de brazo construidas tradicionalmente tienen bloques. Pueden tener una lista de materiales de docenas de piezas que deben obtenerse. Requieren un ensamblaje complejo de todas las piezas.

Las herramientas impresas en 3D pueden cambiar la forma en que se construirá una herramienta desde el principio:la etapa de diseño. Sin preocuparse por las consideraciones de diseño de un molino de 3 ejes, ¿cómo diseñaría de manera diferente?

A continuación, puede ver un gran ejemplo de cómo Genesis pudo rediseñar su herramienta de fin de brazo para consolidar su ensamblaje. El resultado es una herramienta mucho más eficaz con líneas de vacío integradas.

Para operar de la manera más eficaz posible, los fabricantes deben elegir la mejor herramienta para el trabajo en función de los requisitos de la pieza que intentan fabricar.

Con demasiada frecuencia, la impresión 3D se promociona como una "solución mágica" para hacer cualquier cosa y todo lo que puedas imaginar. Hay muchas situaciones en las que sobresale la fabricación tradicional, pero las herramientas de extremo del brazo son un área en la que a menudo se pasa por alto la impresión 3D.

Haga clic aquí para descargar el estudio de caso completo de Genesis y conocer los detalles de cómo pudieron ahorrar 17 días de tiempo de fabricación al repensar cómo construirían su herramienta de fin de brazo.

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