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(SLS 3D 列印如何為 ARMA機器人製造提供動力
成功的整合自動化工具（包括硬體和軟體）對於希望在全球化和競爭激烈的市場中保持成功的製造商來說至關重要。
機器人解決方案是方程式中最複雜的部分之一。他們的組件需要足夠堅固，以控制所處理產品的重量，但又必須足夠輕，以便進行操作。此外，機器人技術必須進行定制，以確保它們能夠靈巧地操縱不同形狀的產品。
總部位於日本岐阜的 FIT Co. 找到了一種解決方案，使該公司不僅能夠成功製造機器人組件，而且能夠透過臂端工具 (EOAT) 建立整個業務。FIT 的新機器人分支 ARMA 利用 Fuse Series 選擇性雷射燒結 (SLS) 技術的獨特功能來製造機器人組件，這些組件不僅可以取代傳統的金屬臂端工具，還可以對其進行改進。
臂端工具要求
▲此夾具組件採用 ARMA 的 Fuse 系列 SLS 3D 列印機採用尼龍 12 粉末進行列印，堅固、耐用且重量輕。像這種夾具這樣的 3D 列印臂端工具組件使公司能夠為具有不同形狀和重量的各種產品製造按需機器人解決方案。
隨著線上購物和大型倉庫配送模式已成為產品接觸消費者的主要方式，對拾放機器人的需求特別高。產品種類繁多，有數十萬種不同的 SKU，每種產品都有不同的重量、形狀和包裝類型，因此為機器人定制臂端工具至關重要。然而，設計每個定製件都涉及複雜的工程。
儘管機器人領域發展迅速，但它們仍然經常依賴傳統的金屬製造方法來製造所有組件，包括臂端工具。畢竟，這些機器人需要堅固、耐用，並且具有處理不同形狀和尺寸的產品所需的靈活性。
機械加工或成型等傳統製造方法很難滿足這些要求，因此臂端工具通常由多個作為組件的零件製成。組件越多，機器人製造商供應鏈中斷的風險就越大。
然而，透過 SLS 3D 列印，ARMA 可以更自由地設計組件。Fuse 系列列印機的自支撐粉末床意味著可以在沒有支撐結構的情況下建造零件，並且可以實現格狀、內部通道、蜂窩圖案或生成設計等複雜形狀。透過利用這些設計可能性，ARMA 優化了零件的輕量化，同時仍保持強度和靈活性。
透過使用 Fuse 系列和尼龍 12 粉末印刷，ARMA 能夠將夾具和末端執行器部件的重量減輕 40%。用尼龍取代金屬零件以及在零件中使用蜂巢結構都有助於零件的成功。「對於 ARMA 的夾具來說，尼龍 12 粉末提供的強度綽綽有餘，」FIT 和 ARMA 首席執行長 Takashi Furuta 說道。
多種方法的優點
▲這些組件均由 Furuta 團隊以尼龍 12 粉末列印在 Fuse 1 上，其中一些組件經過蒸汽平滑處理，以提高其美觀性和耐用性，打造出真正的最終用途優質產品。
Furuta 在將傳統製造方法與現代工具相結合方面取得了巨大成功，並自2016 年起將3D 列印納入公司的設計和製造流程中。該公司除了使用各種3D 列印技術之外，還生產許多金屬部件。不同的3D列印方法賦予過程不同的優勢。「我們使用 FDM 快速生產一件產品。對於批量生產，我們使用 Fuse 1，」Furuta 說。
當 FIT 於 2022 年開始使用 Fuse 系列列印機進行列印時，他意識到成品 SLS 零件的強度和品質將為他的業務帶來新的機會。「其他技術無法與 Fuse 1 的品質相媲美，特別是在設計自由度、各向同性、表面光潔度和強度方面，」Furuta 說。
Fuse 系列列印機提供的尺寸精度使 Furuta 能夠輕鬆設計組裝零件，因為他對 Fuse 系列的可靠性和一致的公差充滿信心。他們將SLS 列印的尼龍12 粉末零件與傳統金屬零件結合，創造出比以前的迭代重量更輕的機器人系統，但仍然非常堅固耐用，而且每個零件的成本都比依賴傳統加工的成本更低。
美觀且易於組裝的蒸氣平滑技術
▲蒸氣平滑可提高 SLS 3D 列印零件的表面質量，並有助於使其在可能暴露於光線、液體或化學品的最終使用環境中更加耐用。
SLS 零件就強度而言是最終使用質量，但許多客戶更喜歡使用進階的後處理方法來改變零件的表面，並消除 SLS 技術帶來的表面粗糙度。
ARMA 採用蒸氣平滑技術，將零件浸泡在蒸發的化學溶劑中，從而產生 3D 列印材料的受控化學熔化，填充微小的空腔並在零件周圍形成光滑、有光澤的外殼。值得注意的是，平滑效果不僅限於視線幾何形狀，使其適用於具有內部通道或其他負面特徵的複雜零件。ARMA 使用 AMT PostPro SF50 實現光滑的表面光潔度，從而更輕鬆地將 Nylon 12 Powder 組件整合到組件中。
減少組件數量以跳脫供應鏈
▲SLS 列印機擁有自支撐列印床，因此可以將零件創造性地設計為一件，從而減少對外部承包商供應多個零件的依賴，並跳脫供應鏈。
透過限制構成臂端夾具或機器人組件的單一組件的數量，ARMA 可以降低供應鏈混亂影響其產品生產或分銷的風險。將 3D 列印引入內部 Fuse 系列是他們控制生產方式的一種方式。「我們在 Fuse 1 上製造的夾具和末端執行器是為定製而設計的，因為需求因公司和生產現場而異，」Furuta 說。如果每個客製訂單都需要組裝多個組件並使用不同的材料，那麼交付客戶訂單的交貨時間可能很快就會失控。
Fuse SLS 解決方案結構精巧，需要很少的基礎設施，並且可以在辦公室或工廠環境中使用。將其作為生產解決方案引入內部是可能的——即使對於像 ARMA 這樣剛開始尋找客戶群的公司也是如此。對於小批量生產，大規模製造方法成本過高且複雜，內部 SLS 3D 列印是完美的解決方案。
ARMA 集功能性與美觀於一身
▲將 Fuse 系列整合到 FIT 的製造工作流程中，幫助他們取得如此成功的發展，以至於他們能夠將整個部門 ARMA 專門用於製造這些臂端工具組件。
Furuta一向內向，當被問及 Fuse 時，他臉上掛著微笑，簡單地說：「這很有趣。」利用 SLS 技術消除設計限制，以及整個 SLS 解決方案的精簡工業能力，對 Furuta 很有吸引力，他花費精力將笨重的組件轉變為平滑集成的高性能機器人系統。Furuta 表示，他希望透過 Fuse 繼續追求功能性並消除不必要的功能。
SLS 3D 列印為製造可替代金屬部件的堅固、耐用的最終用途零件開闢了可能性。透過將生產方式引入內部並控制供應鏈，您可以更加敏捷、免受風險並更好地抓住新機會。
探索由 3D 列印驅動的製造應用，或了解更多有關 Fuse 系列 SLS 3D 列印機和後處理解決方案的資訊。