有句谚语说，需要是发明之母。兰根集团(the Langen Group)最近的情况就是如此，这家自动化包装设备制造商位于安州米西索加(Mississauga)。

该公司当时正在为美国一家主要食品生产商的提包生产线上工作。该公司的工程师开始设计手臂末端工具(EOAT)，使机器人能够捡起包装好的、堆叠的饼干，并将它们放入纸板箱。

然后，工程师遇到挑战。

为了使速度最大化而不扰乱机器人的重心，工具加上产品本身的重量 - 无法重量超过2公斤。然而，10包的线上最大的饼干负荷为1.5公斤。该工具仅允许500克。

幸运的是，救援就在城镇的另一头。兰根的工程师联系了阿努比斯3D公司，阿努比斯制造咨询公司在米西索加的一个部门。Anubis 3D是一家增材制造服务公司，在选择性激光烧结、立体光刻、熔融沉积建模和直接金属激光烧结方面具有专业知识。该公司专门从事低批量生产过于昂贵、过于复杂或完全无法通过传统制造技术制造的部件。

“铝和钣金是不可能的，铝和钣金是不可能的，”Anubis制造顾问和Anubis 3D总裁的Tharwat Fouad说，这是不可能的。“为了处理较重的金属工具，他们必须重新排序更大的机器人，这将更昂贵 - 它们也在极端时间限制。”

重量并不是阿努比斯工程师需要解决的唯一问题。首先，该工具的设计必须能够快速连接和断开，这样操作人员就可以从一个尺寸切换到另一个尺寸，而无需反复紧固螺母和螺栓。

工具也必须是灵活的。“总的来说，有两种完全不同的(饼干)配置。它们有不同的形状和三个盒子大小，分别由两个小盒子和一个大盒子组成，”Fouad说。“(兰根的工程师们)想要一种单一的工具，重量不超过半公斤，能处理所有这些问题，而且他们想要尽快完成。”

创造一个企业

虽然许多制造商在适应性制造中看到了用于原型化应用的增值，但Fouad看到了创建功能部件的可能性。他创造了Anubis 3d来填补那个利基。“我们发现，大多数塑料的添加剂制造商的制造商做了原型设计，”Fouad召回。“但我们的原因完全不同。我们设想了许多功能，最终用途组件的机会，并且感觉添加剂制造是此类应用的最佳技术。“

Fouad配备Anubis 3D，适用于金属和塑料添加剂制造的各种机器。其中包括北美EOS的Formiga P 100选择性激光烧结系统。

该系统使用30瓦的CO₂激光和精密光学可以快速准确地“生长”200 × 250 × 330毫米的零件，层厚从0.06到0.1毫米。

该系统可以从各种工程级聚合物产生零件，包括聚酰胺，聚苯乙烯，热塑性弹性体和聚芳基醚酮。

“该系统使我们能够使用业内广泛接受的材料构建几乎无限的零件，”Fouad说。“在几天内交货时，EOS让我们开玩笑。该系统很容易学习。现在，几年后，我们对我们的决定仍然非常满意。“

激光烧结的好处很快就显现出来了。阿努比斯最初的成功之一是一款用于吹塑的手臂末端工具，Fouad说，这启发了他的团队，并让他们对塑料激光烧结技术的可能性有了新的认识。从那时起，他们为注塑和瓶子包装客户设计了许多类似的工具。

事实上，该技术证明了Anubis 3D已经从EOS购买了两个附加系统，包括eosint p 395，并望着第四个。

印刷eoat.

看着薄脆饼干包装线的燕子问题，Anubis工程师意识到创建传统的金属真空板和护罩将需要花几个月的设计和制造。相反，Anubis工程师设计了一种更轻，简化的一组组件，提供了标准真空夹具的夹持力的四倍。更重要的是，烧结零件，组装它们并测试新工具只需要一周。

主要真空部分的材料为尼龙12(来自EOS的PA 2200材料)。选择它是因为它的灵活性和承受碰撞负荷的能力，而且因为它被认证为食品接触USP Class VI批准。真空杯的壁厚在2 ~ 3.5毫米之间，不同部位壁厚不同。

零件专门设计用于添加剂制造，借助于软件，在几何形状的线条和根据需要调节强度或柔韧性的情况下调节厚度的软件。有限元分析建立在优化中，以分析结构上的应力和菌株。

Fouad说:“增材制造所允许的创造性设计仍然必须是功能齐全的。”“我们在阿努比斯生产的许多塑料产品取代了铝和其他金属，因此必须小心确保结构的完整性。我们完全有信心，我们的增材塑料产品将满足所有客户的要求。”

Anubis将材料特性和真空要求加载到软件中，然后使用这些计算来确定真空杯中应该放置多少孔和多大的孔。这些孔洞被布置在一个瑞士奶酪图案的通道，导致在工件的顶部有一个初级真空孔。这创造了一个优越的抓地力的饼干堆栈。

“我们看着的选项是是否有更少，但更大，洞或更小的，较小的，”Fouad说。

最初，Anubis工程师将传统铝真空板中的孔图案复制在新尼龙12部分中。当测试显示抓握电源可能更好时，Anubis团队创建了一种新设计，其中包含传统上无法制造的孔隙和渠道。更多的这些定制，较小的孔提供了更强大的抢夺。来自最终设计的数字数据引导激光熔化尼龙并在烧结机中生长新零件。

Fouad说:“我们使用EOS技术开发的新井眼剖面的效率使重新设计的夹持器具有良好的吸力，用户可以用自己的重量悬挂在夹持器上。“我们的客户以前从未见过这种水平的性能。”

真空夹具被送到Langen组，并在食品生产商植物上安装了新近的机器人。“为了设计和生产能够采摘我们想要的产品的工具，同时仍然在机器人的有效载荷限制内，之前是不可能的，”Langen集团工程经理Robert Husnik说。“由于激光烧结塑料提供的自由，我们现在可以做到这一点。”

加法制造优势

这样的成就正在成为制造业的常态。这是因为激光烧结能够创造出传统制造技术无法想象的有机形状。复杂的内部结构，平滑的曲线和几何形状，削弱和功能，这些都是传统工具无法达到的，当零件一次制造一层时，可以实现。

“我告诉人们，与传统的制造不同，复杂性是免费的，附加过程是免费的，”Fouad说。“设计师可以拿出各种狂野的想法，没有人会抱怨。您可以减轻零件重量，保持力量，并在更短的时间内具有更大的功能，并以比以往更低的成本在更低的时间内提供漂亮的产品。这是一个真正的制造业转变。“

Fouad说，更加接受添加剂制造的最大挑战是改变数十年的历史思维方式。

“从金属转换为塑料，特别是在科学地完成时，”他指出。“你需要专注于部分几何形状，并抛弃传统关注的部分复杂性。激光烧结没有这种约束。仅当他们耗尽期权时，公司害怕变化通常只会联系我们。然而，当激光烧结部件是CNC的更好的替代方案时，有许多次数，可以降低成本并提供更好的最终产品，并且在没有工具的任何投资的情况下这样做。“

展望未来，法德看到了很多机会。他和他的团队目前正在与安大略大学和谢里丹学院（附近Oakville，On的技术学院进行了从事，试验了可能并找到了激光烧结技术的新应用。他们还继续扩大其内部知识库。

“如何运行系统是一个容易的部分，”Fouad说。“优化该过程，了解聚合物，以及所有的机制 - 那些人是学习更长的区域。EOS通过它通过全部与我们一起，到我们在设备上专家的观点。今天，我们在整个礼物清单中，我们将继续努力，以进一步了解我们的知识。这是我们的令人兴奋的时刻。“