利用FDM技术制作能承受水刀切割环境的定制抓手

Genesis Systems Group总部位于爱荷华州达文波特，主营机器人自动化系统的设计、建造和部署。该公司的专业知识使其能够为汽车、建筑、航空和房车等诸多行业生产各种产品。

Genesis的专长之一是建造机器人水刀切割系统，用于切割复合材料零件。由于许多零件具有复杂的几何形状，通常的切割方法是将水刀切割机安装在机械臂上，并在零件周围移动切割机来进行切割。然而，这种方法却不尽人意，因为机械臂一旦出现任何一个错误动作便可能导致高压水刀对员工造成伤害。

为此，Genesis利用机械手臂末端工具(EOAT)，开创了一种更为安全的工艺：利用EOAT抓取零件，并在切割机周围移动，使切割机安全地切割零件。

这种方法最大的挑战是：该公司必须为每一种需要切割的独特零件单独设计并制造一个定制的抓手。Genesis曾使用CNC加工的方式来制作抓手，但交付周期过长且成本十分高昂。

　　采用传统方法制造的带有笨重的机械部件的EOAT

为减少制造EOAT夹持器的时间和成本，Genesis的工程师研究了3D打印在此方面的可行性。他们发现，虽然大多数3D打印零件不够坚固，无法承受水刀切割工艺的强度，但使用FDM®技术制造而成的抓手却能胜任。

此外，工程师能够利用FDM制造复杂形状的能力，在零件内部制造了一个气动线路的管道。这使得抓手能够利用真空的吸力来抓持零件。它还降低了对繁琐的外部气动管线的需求，避免管线遭到水刀的破坏。

Genesis的工程师很快发现，FDM技术还有许多其他好处，包括显著降低生产成本和生产周期。以前，用CNC加工制造一个气动抓手需要20天时间和大量成本。而利用3D打印，Genesis将制造时间缩短至三天，同时大大降低了成本——生产时间减少了85%，成本更是降低了94%。

重新设计的EOAT采用轻型FDM塑料制造而成，重量也从约16kg减至仅约1.3kg。这也使得使用更小、更实惠的机器人成为可能。仅仅这些因素便让Genesis能有许多的机会降低成本、精简全公司生产。