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Des préhenseurs robotiques optimisés avec nTopology et l’impression 3D métal de bureau

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Nos lecteurs réguliers savent que le rédacteur en chef Joris Peels est enthousiaste à l’égard des projets d’impression 3D spécifiques aux applications, car il voit les avantages que la fabrication additive (AM) peut apporter à tout, des buses et des échangeurs de chaleur aux dissipateurs thermiques et aux filtres. Un autre cas d’utilisation spécifique a été démontré par Preziosa Francesco SRL, un fabricant italien d’armoires en tôle, qui s’est appuyé sur le logiciel de nTopology pour optimiser les pinces pour leurs opérations de fabrication robotique.

Le processus de fabrication avec une pince imprimée en 3D. Image reproduite avec l’aimable autorisation de nTopology.

Pour conserver une longueur d’avance dans son secteur, l’entreprise a fait l’acquisition d’une cellule robotisée et d’une presse plieuse automatique d’une valeur de plusieurs centaines de milliers d’euros. Le bras robotisé Fanuc M710-iC chargeait les feuilles de métal sur une presse plieuse automatique, puis orientait et maintenait la pièce pendant qu’elle était pliée avant de la placer dans le panier approprié pour le stockage. Cependant, la nécessité d’usiner par commande numérique des pinces robotisées personnalisées pour des tâches spécifiques entraînait des délais de livraison importants. C’est pourquoi l’entreprise s’est associée à Add-it et a intégré la production de pinces en interne grâce à l’impression 3D de Desktop Metal.

Image fournie par nTopology.

Pour produire des pinces adaptées, capables de se positionner avec précision dans des conditions de charge élevée, les ingénieurs d’Add-it ont cherché à améliorer le motif de traction de la pince. Ils ont incorporé un motif de perforation en nid d’abeille sur le préhenseur qui a augmenté la traction. En utilisant les outils d’optimisation de la topologie de nTopology, ils ont ensuite créé un design plus fin pour le préhenseur, lui permettant d’atteindre la presse plieuse de manière plus sûre et plus répétable. En optimisant sa géométrie, la pince a conservé la même rigidité, la même force de préhension et le même poids, mais avec un encombrement plus compact.

Image fournie par nTopology.

Les pinces ont finalement été imprimées en 3D en acier inoxydable 17-4 PH à l’aide du système Desktop Metal Studio. Les pièces ont été produites en quatre jours seulement, contre deux semaines pour les variantes à commande numérique. Le poids a été réduit de 32 à 40 %, tandis que les coûts ont diminué de 35 %.

« Si vous n’avez pas un processus très répétable, vous êtes obligé de faire fonctionner la production uniquement pendant la journée. Il est économiquement très difficile de faire fonctionner ces machines uniquement pendant l’équipe de jour. En théorie, vous pouvez avoir un système de production très ingénieux. Mais s’il ne fonctionne pas comme prévu à cause d’une pièce bon marché, un investissement de plusieurs centaines de milliers d’euros est en jeu. nTopology nous a permis d’utiliser la fabrication robotisée de notre système Desktop Metal Studio à son plein potentiel », a déclaré Marco Preziosa, PDG de Preziosa Francesco SRL.

Les pièces de la pince imprimées en 3D à côté d’un composant fabriqué de manière traditionnelle. Image reproduite avec l’aimable autorisation de nTopology.

Les avantages de l’impression 3D des effecteurs finaux ont déjà été explorés par une variété d’entreprises, certaines utilisant spécifiquement la technologie pour créer des pinces pour la robotique douce. Maintenant que nTopology a publié la troisième mise à jour majeure de son logiciel, il y aura certainement d’autres études de cas uniques pour cette application et d’autres.

De manière cruciale, la mise à jour inclut l’accélération GPU qui permet d’obtenir une augmentation de 10 à 100 fois des performances pour la visualisation de géométries complexes. Les modifications de conception peuvent être prévisualisées en temps réel, ce qui était auparavant presque impossible dans un logiciel basé sur la simulation comme celui-ci.

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