Stampa 3D industriale per alleggerire sistemi di presa robotizzati
Kriss Logic ha progettato e realizzato pinze robotiche in stampa 3D per la movimentazione simultanea di quattro fusti, riducendo il peso rispetto all’alluminio e mantenendo resistenza meccanica, rapidità produttiva e continuità operativa.
L’obiettivo
L’azienda ci ha contattati a uno scopo ben preciso, progettando una nuova linea di movimentazione fusti per un importante cliente del settore alimentare avevano riscontrato un problema circa il peso della pinza da presa.
Il nuovo progetto prevedeva una pinza che sollevasse quattro fusti contemporaneamente, quando la configurazione tradizionale ne movimentava uno alla volta. Le implicazioni ingegneristiche erano tutt’altro che banali. Per garantire velocità di movimento elevate senza sovraccaricare la testa robotica, era necessario ridurre il peso della pinza e allo stesso tempo assicurare resistenza meccanica.
La soluzione
Il primo passo è stato riconoscere che la stampa 3D sarebbe stata l’unica tecnologia in grado di risolvere questa contraddizione. Le pinze standard venivano realizzate in alluminio, noi abbiamo identificato nell’ONYX il materiale più adatto a questo progetto. Grazie al rinforzo in fibra di carbonio continua, questo materiale garantisce le stesse caratteristiche meccaniche dell’alluminio, ma con un peso ridotto del 70%.
Una differenza che non è solo numerica, ma trasformativa per la dinamica della macchina. Abbiamo riprogettato i pezzi che compongono la pinza secondo i crismi del design for additive, con un’attenzione meticolosa alla disposizione delle fibre di rinforzo in carbonio. Non una riproduzione del design precedente, ma una riprogettazione della geometria che ha permesso di alleggerire il disco inferiore nei punti in cui la fibra non avrebbe lavorato e mantenendo strutture di supporto nei punti in cui la fibra sarebbe stata stesa per massimizzare la resistenza (foto 1).
Abbiamo proceduto quindi alla fase di stampa (video 1). In 48 ore abbiamo realizzato due pinze di presa complete e perfettamente funzionanti, pronte per il montaggio.
Nella parte inferiore della pinza, inoltre, è risultato necessario inserire un tampone di ammortizzazione (foto 2) a contatto con il fusto movimentato. Per farlo, abbiamo scelto un TPU certificato FDA perfetto per garantire la flessibilità necessaria ad assorbire gli urti della movimentazione ripetuta, la durabilità per sopportare migliaia di cicli e la compatibilità con il settore alimentare.
I vari componenti sono poi stati sottoposti a prove di carico per verificarne il comportamento. E i test hanno confermato quanto sperato: il design resisteva ai carichi previsti.
Le quattro pinze (foto 3) sono quindi state spedite al cliente che le ha montate sulla macchina e ha iniziato i primi test di movimentazione (video 2). I risultati sono stati positivi, la macchina funzionava come previsto, con cicli rapidi e resistenza alle sollecitazioni operative.
A distanza di tempo, le pinze lavorano ancora perfettamente e garantiscono continuità operativa. Soprattutto, grazie ai tempi ridotti di stampa e al design ottimizzato, il cliente non ha necessità di mantenere scorte di ricambi in magazzino. Quando sarà necessario procedere a eventuali sostituzioni, il cliente potrà ottenere nel giro di qualche ora un intero assieme, stampato e pronto al montaggio sulla linea. Un approccio che trasforma la gestione dei ricambi da problema logistico a processo snello e on-demand.
