创新教育、工业自动化、送餐和消毒机器人——还有这些设备是通过3D打印量产的

近年来,我们越来越多的看到Formlabs的3D打印设备被应用于机器人、工业自动化等设备的设计和生产环节。在机器人的教育领域,我们也看到了Fuse设备的广泛使用,协助教育行业持续创新。

上海曦创教育科技有限公司是国内领先的教育科技研发机构,专注于青少年创新思维的培养。通过设计思维驱动跨学科学习和项目化学习,曦创为教育场景提供系统性的解决方案,涵盖授课实践、科技产品研发和实验室建设,致力于促进创新思维和创造力的发展。

曦创教育的3D打印实验室

3D打印解决方案:轻松验证各种复杂装配设计

曦创最近研发了一款人形机器人,在对机器人各关节动作进行开发的时候,设计团队引入了Fuse 3D打印解决方案,完成结构件的制作。在大规模测试阶段,3D打印有着高效、低成本的优势,对于曦创在研发的这个机器人项目来说,这意味着设计团队可以打印不同的零部件以适配不同的外采零部件进行测试。

袁演锋 上海曦创教育科技有限公司结构工程师

“我们可以采购不同的电机、减速机进行分组匹配,通过3D打印构件进行连接组合,从而找出最优匹配方案,大大缩短了结构方案确定周期。"

优化设计流程:跳出材料和工艺的条条框框

在没有大规模采用3D打印技术之前,曦创一直受限于材料和工艺条件,往往只能选择金属材料和金属切削加工工艺。但面对最终会选择使用注塑零件的情况下,金属材料和切削加工是无法反映最终材料和加工工艺特性的,因此只能验证和优化装配工艺(也就是装配过程)。在多轮的验证和优化后,自然的就形成了巨大的研发成本和原材料浪费。

今年,曦创的设计团队引入了一套Fuse 1+ 30w 3D打印系统,大大优化了研发流程和减少了研发成本。目前,设计团队主要应用Fuse进行原型设计验证的工作任务。

在原型设计阶段应用Fuse 3D打印系统,能够有效的在多零件复杂装配设计下,快速获得零件用于验证装配顺序、装配精度、功能验证等多项测试。

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在原型设计阶段应用Fuse 3D打印系统,能够有效的在多零件复杂装配设计下,快速获得零件用于验证装配顺序、装配精度、功能验证等多项测试。

袁演锋, 上海曦创教育科技有限公司结构工程师

高效、精确:Fuse系统优化用户体验

上海曦创教育科技有限公司主要面对的是全国范围内的省市级教育类单位,如中小学、青少年活动中心等。此外,还有部分企业客户,如一些外资企业、科技公司的教育部门,也会使用他们的产品进行教育类相关的活动。

Fuse 1+ 30W有着出色的3D打印精度、流畅的工作流程和高效的打印效率。这都使得曦创教育更方便的开展科教类的培训活动。

曦创教育为学员讲解Fuse 1+ 30W的工作流程

其实,这并不是曦创教育第一次采用3D打印系统,早在2019年,结构设计团队就采购了一台FDM打印机,但仅用于外观验证。由于FDM技术的尺寸和外观精度都不是很高,当时并没有觉得能够很大程度上解决他们的小规模原型验证的痛点。在经过更深的对3D打印了解之后,知道了选择性激光烧结技术可以有更高的打印效率、更好的打印精度以及对结构件能更好的验证,从而选择了Fuse 1+ 30W打印系统。

FDM打印件(左)只适用于进行外观验证,Fuse 1+(右)的打印件则可以进行更复杂的结构验证,甚至直接应用在终端设备上。

时间、成本持续优化

对于袁工来说,采用Fuse 1+ 30W 3D打印后最直观的感受来自于时间和成本上的差距:

与CNC对比:根据零件的复杂程度,CNC件成本会是打印件的10倍起,如果零件上有齿轮/蜗轮蜗杆等复杂特征,甚至需要用到磨齿机等专用加工设备,且不论成本增加多少,这样的加工设备甚至不一定能找到。

与开模对比:开模件启动成本约10万,生产成本约打印件的30%到50%,时间上开模件需要4到6周完成开模。

采用Fuse 1+ 扫清量产阻碍

香港科技公司SAVEWO,去年在帮助同样是机器人设备行业的Rice Robotics 解决产品量产难题的时候,也采用了Fuse 1+ 30w。

RICE Robotics一开始便在中国大陆寻找生产供应商进行量产。但在实际量产的过程中,RICE Robotics的生产供应商往往无法配合为机器人进行修改,导致RICE的机器人在实际量产过程、疫情期间两地间沟通上的问题比较突出,未能迅速得以改良及有效地量产。

也因为这样的原因,SAVEWO发现自己在香港进行工业设计和研发生产上的能力或许能帮助这一类的小企业解决量产上的痛点。