Additiv gefertigte Greifer für die Automobilindustrie

Unter einem industriellen Greifer versteht man den Teil eines Roboters, der die Elemente bewegt, die im Produktionsprozess gehandhabt werden müssen. Immer häufiger werden von Robotern Aufgaben mit geringem Mehrwert oder sich wiederholende Aufgaben in Produktionsketten übernommen, was bedeutet, dass die Nachfrage nach dieser Technologie angesichts der immer niedrigeren Kosten jedes Jahr steigt.

Nach Angaben von Research and Markets beläuft sich das Marktvolumen der Robotik im Jahr 2022 auf 7,7 Mrd. US-Dollar, und bis 2030 wird ein jährliches Wachstum von 7,2 % erwartet. (Quelle: https://www.researchandmarkets.com/reports/5302362/industrial-robotic-arms-global-strategic). Diese wachsende Nachfrage bedeutet, dass die Anwendungen immer vielfältiger werden. Von der Handhabung von Kisten in der Logistikbranche bis hin zur Handhabung zerbrechlicher oder sperriger Elemente oder in korrosiven Umgebungen. Aufgrund all dieser Anforderungen steigen die Kosten für Greifer in Abhängigkeit von diesen Faktoren. Hier kann die additive Fertigung dem Sektor eine große Hilfe sein.

Die Flexibilität und Geschwindigkeit bei der Herstellung von Greifern ermöglicht es Unternehmen, sich schnell an veränderte Produktionsprozesse und Marktanforderungen anzupassen. Darüber hinaus ist es dank bestehender 3D-Drucktechnologien wie PBF (Powder bed fusion), BJ (Binder jetting), FFF (Fused Filament Fabrication), SLA (Stereolithography) usw. möglich, Teilekonsolidierungen, Einkomponentenmechanismen, Innenkanäle, Multimaterialien und unendlich viele andere Eigenschaften zu schaffen, die uns nur die additive Fertigung und ihre Designfreiheit bieten kann.

Derzeit bestehen industrielle Greifer aus beweglichen Elementen und komplexen pneumatischen oder elektrischen Systemen oder Mechanismen. Diese führen eine Reihe von Bewegungen aus, welche für die gewünschte Anwendung erforderlich sind.

Im Gegensatz zu den derzeitigen komplexen Greifern enthält dieser 3D-gedruckte Greifer Toroide (Ringspule), die "Lungen" simulieren, die bei Anwendung von Luftdruck die gewünschte Bewegung ausführen, um ein Teil zu greifen. Die gewünschte Bewegung wird allein durch pneumatischen Druck erreicht. Dieser Greifer wurde mit 500.000 Zyklen bei 4 bar getestet und damit für den Automobilsektor validiert. Er verfüge über die gleichen technischen Möglichkeiten und sei zudem viermal billiger, so 3DP Maven.

Da es sich um ein digitales Element handelt, das verändert und neu gedruckt werden kann, könne dieser Greifer an jede Form, Härte und Größe angepasst werden. Es genüge, das Design zu ändern und für die Fertigung freizugeben. Hier liegen die Vorteile des Designs für die additive Fertigung (Design for Additive Manufacturing oder kurz DfAM).

Darüber hinaus gibt es heutzutage eine Vielzahl von Design-Software, die es ermöglicht, die Topologie der Teile zu optimieren. Wenn es notwendig sei, könne das Gewicht des Greifers auf ein Minimum reduziert werden, ohne dass die Leistung im Betrieb beeinträchtigt wird.