機(jī)械手的原型制作與生產(chǎn)
項(xiàng)目挑戰(zhàn)
Digital Mechanics（意：數(shù)碼機(jī)械）公司位于瑞典的韋斯特羅斯，主要承接快速原型制作項(xiàng)目，在設(shè)計(jì)和工程制作方面擁有豐富經(jīng)驗(yàn)。公司的項(xiàng)目一般不僅限于原型制作。前不久，一個(gè)注塑模型客戶要求Digital Mechanics公司對(duì)他們的機(jī)械手進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)估，公司最終決定采用直接數(shù)字化制造技術(shù)來(lái)制作機(jī)械手。
機(jī)械手的用途是夾住和傳送直徑15至19英寸（400至500毫米）的錐形部件。機(jī)械手的真空管會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題，也是設(shè)計(jì)需要改進(jìn)的地方。Digital Mechanics公司的董事經(jīng)理費(fèi)德克•芬伯格評(píng)價(jià)說(shuō)：“機(jī)械手的外管有可能會(huì)纏住，從而導(dǎo)致生產(chǎn)故障或者生產(chǎn)效率降低。”
解決方案
為了避免真空管，工作人員在機(jī)械臂內(nèi)部設(shè)計(jì)了真空通道。但這種設(shè)計(jì)，如果使用傳統(tǒng)制作工藝，制作成本會(huì)比較高。所以設(shè)計(jì)師最終采納了Stratasys公司的解決方案。使用FDM（熔融沉積建模）工藝制作新版機(jī)械手原型。由于FDM技術(shù)是一種附加制造工藝，可以更加容易地制造真空通道。芬伯格說(shuō)：“我們決定用FDM設(shè)備制造新零件，也是對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行一下測(cè)試。測(cè)試結(jié)果沒(méi)有讓我們失望。”
在完成項(xiàng)目的過(guò)程中，客戶同意先用FDM部件進(jìn)行測(cè)試，如果成功，可以用FDM工藝進(jìn)行實(shí)際的元件生產(chǎn)。如果原型和最終成品之間的界線被打破，，原型就可以作為最終產(chǎn)品。
Digital Mechanics公司采用FDM Vantage S型設(shè)備制作了機(jī)械手的全部剛體塑料部件。芬伯格說(shuō)：“直接數(shù)字化制造工藝簡(jiǎn)化了測(cè)試和制造流程，我們?cè)趲滋靸?nèi)就可以完成項(xiàng)目，而以前沒(méi)有使用FDM系統(tǒng)時(shí)往往需要幾個(gè)月的時(shí)間。”
無(wú)管設(shè)計(jì)最終通過(guò)了功能測(cè)試。測(cè)試證明：內(nèi)部通道可以提供足夠的真空來(lái)搬運(yùn)和傳送錐形部件。芬伯格說(shuō)：“我們從以往項(xiàng)目得到的經(jīng)驗(yàn)是，Stratasys的設(shè)備完全符合項(xiàng)目要求，可以制作出精確度很高的功能性部件。測(cè)試的成功也給我們的客戶在生產(chǎn)中使用FDM設(shè)備的信心。現(xiàn)如今在機(jī)動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域，無(wú)管機(jī)械手已經(jīng)徹底取代了以前的舊型號(hào)產(chǎn)品。” 芬伯格還說(shuō)：“我們的客戶對(duì)結(jié)果非常滿意，新的機(jī)械手為客戶節(jié)省了時(shí)間，提高了工作效率。客戶已經(jīng)委托我們?cè)O(shè)計(jì)第二代機(jī)械手了。”
為了滿足客戶的不同需求，Digital Mechanics購(gòu)置了多款原型制作系統(tǒng)。由于目前公司正在從原型制作逐漸轉(zhuǎn)向直接數(shù)字化生產(chǎn)領(lǐng)域，工作量有所增加，因此公司決定購(gòu)買第三套FDM系統(tǒng)，以便提高公司的生產(chǎn)能力。
芬伯格表示：“直接數(shù)字化制造工藝已經(jīng)成為我們公司的主要收入來(lái)源，也是我們區(qū)別于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的優(yōu)勢(shì)所在。而這一切必須要感謝Stratasys公司。”
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