Расширяя границы возможного: 3D-принтер создает уникальные детали роботов

3D-печать открывает новые возможности проектирования | Простота. Удобство. Креативность | Постепенное внедрение | Внешность имеет значение | Надежное партнерство как основа успеха

Компания Labman вот уже почти 30 лет остается лидером рынка индивидуальных продуктов и решений для автоматизации лабораторий. Роботы Labman функционируют в 42 странах и служат своей цели как в престижных исследовательских институтах, так и в опытно-конструкторских отделах крупных производителей. Компания фокусируется на инновациях и всегда твердо верит в результат. Именно поэтому к Labman часто обращаются за решением задач, которые на первый взгляд кажутся невыполнимыми. И все чаще для решения таких задач применяются аддитивные технологии.

Всего три года назад в Labman вообще не использовалась 3D-печать, теперь же напечатанные детали присутствуют почти в каждой разработанной компанией системе. Это помогло добиться существенных изменений. Каким образом? Все дело в том, что внедрение аддитивных технологий в этой британской компании в сотрудничестве c Materialise помогло ей экономить самый ценный ресурс – время. Упростив прототипирование и изготовление сложных деталей и компонентов – процессы, которые при традиционном подходе требуют значительных расходов, затрат временных и трудовых ресурсов, – Labman теперь может:

• сократить сроки проектирования на целые дни;
• быстрее отрабатывать изменения в требованиях заказчика;
• производить запасные части, параллельно разрабатывая новые решения.

3D-печать открывает новые возможности проектирования

Labman проектирует и производит лабораторную автоматику по индивидуальным заказам с 1979 года. Сферы применения роботизированных решений включают в себя транспортировку жидкостей, подачу порошков, подготовку проб, взвешивание и маркировку, тестирование проб, титрование и многое другое. Отрасли, в которых используются эти решения, различны, однако существуют общие проблемы, с которыми команда сталкивается изо дня в день. Именно эти сложности и побудили Labman обратиться к технологии 3D-печати.

«Нам постоянно приходится проводить сложные и точные процессы в ограниченном пространстве, – объясняет Шон Деверо, инженер-конструктор-механик Labman. – Зачастую для этого приходится выдумывать необычные и странные приспособления и крепления, которые и делают невозможное возможным. Свобода проектирования, которую предлагает 3D-печать, привлекла нас – мы знали, что сможем создавать новые формы, объединять детали в цельную конструкцию и комбинировать разные методы и материалы для уменьшения общего веса, что очень актуально, например, для механических манипуляторов. В конечном счете мы поняли, что аддитивные технологии помогут нам дополнить портфолио новыми нестандартными решениями.

У нас был проект, в котором пробы должны были определенным образом размещаться под струей воды. Требования к компактности системы и точности углов для работы с водой, обозначенные клиентом, значительно усложняли реализацию проекта. При использовании традиционных методов задача была бы невыполнима. Однако с помощью 3D-печати мы смогли встроить захват в другую деталь и создать внутренние каналы для подведения воды к пробе именно так, как это требовалось. Детали, напечатанные на 3D-принтере, могут составлять менее 5% от всей системы, однако при решении подобных проблем они становятся чуть ли не самой важной частью проекта».

Простота. Удобство. Креативность

Чего команда не ожидала, так это такой простоты внедрения 3D-печати и такого многообразия преимуществ. Labman использует услугу Materialise OnSite – онлайн-сервис, позволяющий пользователям отправлять CAD-файлы, получать расчет стоимости, а затем и саму напечатанную деталь в течение нескольких дней. «Для нас это идеальное решение, – говорит Том Гейл, инженер-проектировщик Labman. – Мы просто передаем проект с точной спецификацией и получаем нужную деталь.

Оставить заявку

Все, что мы создаем, оговаривается с клиентом, и огромная часть работы сосредоточена именно на этапе проектирования: это может быть определение нужного угла скручивания лопатки для смешивания порошков или разработка захватывающего устройства, которое позволяет брать пробы на анализ, не испортив их.

Для тестирования идей и поиска оптимального решения требуется много времени. До внедрения 3D-печати создание подобных деталей, их тестирование, внесение изменений в проект и повторное изготовление занимали огромное количество времени. Теперь мы можем быстро и без лишних затрат напечатать несколько вариантов прототипа для поиска оптимального решения. И, поскольку мы нашли простой способ использовать 3D-печать, заказывая услугу у подрядчика, путь от первоначальной идеи до апробации стал намного короче, и это выгоднее не только нам, но и нашим клиентам».

Свобода проектирования, которую предлагает 3D-печать, привлекла нас – мы знали, что сможем создавать новые формы, объединять детали в цельную конструкцию и комбинировать разные методы и материалы для уменьшения общего веса

 

Шон Деверо, Labman Automation

Постепенное внедрение

Проектирование в Labman требует подробного анализа технического задания заказчика, в котором указываются необходимые функции системы и особенности ее работы, а также цели (распыление жидкости определенным способом, управление потоком воздуха, направленным на пробы/материалы). Лишь после этого команда переходит к конструктивной проработке для создания оптимального решения.

«Мы быстро стали понимать, какие из требований ТЗ можно легко реализовать с помощью 3D-принтера. Я имею в виду не столько саму возможность печати, сколько ее целесообразность для реализации общих функций, которые требуются всем нашим клиентам, – поясняет Том. – К примеру, нам часто нужно, чтобы проводка занимала как можно меньше места, но при этом была защищена от воды и возможных помех. Раньше приходилось разрабатывать скобы асимметричной формы, что требовало много финансовых и временных затрат. С 3D-печатью все изменилось».

Также команда Labman открыла для себя небывалую гибкость, которую открывает 3D-печать при внесении изменений в технические задания. Том продолжает: «Довольно часто требования меняются посреди работы над проектом – например, когда клиент хочет добавить в систему новые функции, или если свойства других компонентов отличаются от ранее спрогнозированных. В таких случаях 3D-печать очень выручает, позволяя легко адаптироваться к изменениям и получить новую деталь, соответствующую новым требованиям».

«С каждым новым проектом или внедрением мы узнаем все больше. Так и есть – ты пробуешь что-то новое, чему-то учишься, делишься знаниями... и одновременно открываешь новые горизонты и внедряешь новые методы в повседневную работу. И методы эти оказались настолько продуктивными, что мы даже стали разрабатывать под 3D-печать фирменные узлы и устройства, которые принесли нам известность, например, мобильные дозаторы MDU, которые мы можем легко производить небольшими партиями».

Внешность имеет значение

Для изобретателя Роба Ходжсона еще одним важным фактором, который способствовал быстрому внедрению 3D-печати в компании, стала реакция клиентов. «Качество материалов позволяет нам использовать напечатанные компоненты не только для прототипирования и тестирования, но и для изготовления оборудования», – поделился Роб.

«На таких материалах, как, например, алюмид, можно нарезать резьбу, изготавливая из них закладные гайки и другие сложные металлические детали, которые легко заменяются при необходимости. Также, используя 3D-печать, мы еще и улучшаем эстетичность наших систем. Многие детали, которые мы смогли создать из алюмида или нержавеющей стали, обошлись без некрасивых конструктивных решений и запутанной укладки кабеля. Они выглядят намного лучше.

Не забывайте, что зачастую системы стоят миллионы фунтов – это крупные капитальные инвестиции. Прежде всего, они должны выполнять свою функцию, однако многим из наших серьезных клиентов важен и их внешний вид. Не так давно мы работали над суперсовременным роботом для завода по производству инновационных материалов Ливерпульского университета – уникального объекта, который доступен крупным компаниям со всего мира. Решение, которое мы предоставили и которое включает в себя много сделанных на заказ и напечатанных на 3D-принтере компонентов, служит лицом университета и должно выглядеть соответствующе. Для них это визитная карточка, а для нас – демонстрация нашей продукции. Это еще одно большое преимущество 3D-печати.

Все это плюс партнерство с Materialise помогло нам открыть новые горизонты, быстро внедрить новые технологии и заставить их работать на благо компании».

Надежное партнерство как основа успеха

Возможность объединить собственный опыт проектирования со сторонним производством посредством 3D-услуг от Materialise помогла Labman быстро реализовать несколько ключевых преимуществ. Роб объясняет: «Мы смогли так быстро внедрить новую технологию потому, что нашли способ работы, который подходит именно нам, и надежного партнера, который помогает нам двигаться вперед.

Теперь у нас есть фундамент для дальнейшего развития и расширения возможностей. Например, несмотря на то, что мы самостоятельно разрабатываем точные спецификации и ТЗ для 3D-печати через OnSite, мы в любой момент можем обратиться к проектировщикам Materialise за помощью в случае, если проект требует более глубокого знания аддитивных технологий, – скажем, при проблемах с допусками для определенных сочетаний материалов. В то же время мы установили на производстве собственный 3D-принтер, который можно использовать при необходимости. Итак, у нас есть полный набор инструментов, с которым мы всегда найдем решение для каждого конкретного проекта».

У вас есть идеи, связанные с применением 3D-технологий? Обратитесь к экспертам iQB Technologies и узнайте, как 3D-печать поможет в их реализации. Расскажите о вашем проекте – все остальное мы возьмем на себя!

Статья опубликована 19.03.2020 , обновлена 18.04.2022