Automating the future with artificial intelligence
Flessibilità, innovazione e produzione capillare per accelerare, automatizzare e snellire i processi industriali.
CERTIFICAZIONI
ISO 9001:2015
In che modo la fabbricazione digitale può supportare il settore della robotica?
Per i componenti creati per il settore della robotica, la precisione dimensionale è di vitale importanza. I pezzi sono complessi e devono essere estremamente accurati per lavorare in sincronia con gli altri componenti assemblati all'interno di un robot. Anche la resistenza alle sollecitazioni di azioni ripetitive è essenziale: ad esempio, i bracci robotici su una linea di produzione devono ripetere la stessa azione migliaia di volte al giorno, tutti i giorni, senza errori. Altre considerazioni chiave sono la personalizzazione, le finiture superficiali a basso attrito e la complessità delle geometrie.
Il settore della robotica è ampio e diversificato e non si limita ai robot umanoidi che si vedono nei film di fantascienza o ai robot che si vedono combattere in televisione. La robotica è più importante nel settore industriale e manifatturiero. Le applicazioni comprendono bracci robotici, robot collaborativi (noti anche come cobot), automazione dei processi robotici, IA integrata, manutenzione predittiva e robot di servizio. La robotica è un settore relativamente nuovo, dominato dalle Americhe sul versante industriale e dalle controparti asiatiche su quello umanoide (androidi). La concorrenza è agguerrita e le caratteristiche principali sono la precisione, la ripetibilità e la personalizzazione.
Nella fabbricazione digitale, lo stampaggio a iniezione, la lavorazione CNC e la stampa 3D assumono un valore straordinario nella produzione e nell'assemblaggio di parti per l'industria robotica. È interessante notare che proprio questi tre servizi si avvalgono di robot. Dispositivi come i manipolatori cartesiani vengono utilizzati per la lavorazione CNC, mentre la robotica cloud viene impiegata per produrre componenti a partire da file CAD e da effettori finali che svolgono compiti di presa e impugnatura. Ma a ben guardare, anche in tutti gli altri settori è probabile che si trovino soluzioni robotiche che utilizzano l'automazione, l'intelligenza artificiale e gli algoritmi (come quelli usati per posizionare i robot nella matrice jacobiana) per svolgere diversi compiti.
Lo stampaggio a iniezione nell'industria robotica
Lo stampaggio a iniezione offre una soluzione ripetibile laddove è richiesta una produzione su larga scala. Può essere un'opzione economicamente più vantaggiosa per grandi quantità, dato che uno stesso stampo viene utilizzato per ottenere più pezzi uniformi e accurati. Pur non essendo il processo principale utilizzato per la produzione di componenti robotici, è ampiamente diffuso per la fabbricazione di alloggiamenti, telai, involucri, ecc. E con l'introduzione della soft robotics, il processo di LSR sta trovando un impiego sempre più esteso.
Perché utilizzare lo stampaggio a iniezione per il settore della robotica?
- Componenti di precisione
- Ripetibilità
- Peso ridotto (parti in plastica)
- Scalabilità
- Prototipazione rapida
Quali sono le applicazioni dei pezzi stampati a iniezione nel settore della robotica?
- Alloggiamenti e involucri
- Telai
- Ingranaggi
- Telaio di supporto per telecamera
- Indicatori a LED
Cosa offre Protolabs per l'industria robotica con lo stampaggio a iniezione?
- Stampaggio materie plastiche
- Gomma siliconica liquida
- Sovrastampaggio e stampaggio con inserti
- Assemblaggio
- Ispezione di misurazione
- Marcatura dei pezzi
- Tracciabilità
La lavorazione CNC nel settore della robotica
La lavorazione CNC è il servizio di riferimento per l'industria robotica per la sua precisione, per i materiali e in particolare per l'accuratezza dimensionale, che è fondamentale in questo settore. Inoltre, offre tolleranze più ristrette rispetto ad altri servizi, mentre la lavorazione su 5 assi garantisce un grado elevato di complessità e variazione, importante per le applicazioni che richiedono movimenti precisi e ripetibili. Infine, il servizio consente di ottenere finiture di superficie controllate, necessarie per i componenti a basso attrito di parti interattive. Questi aspetti fanno della lavorazione CNC la soluzione perfetta per i pezzi altamente personalizzati in volumi ridotti che la robotica spesso richiede.
Perché utilizzare la lavorazione CNC per il settore della robotica?
- Componenti di precisione (importante poiché le parti devono adattarsi perfettamente - fondamentale per il corretto funzionamento di un robot)
- Materiali robusti e resistenti nel tempo
- Possono essere utilizzati per creare forme complesse - consentono una maggiore flessibilità di progettazione
- Rapidità ed efficienza
- Finitura delle superfici: ideale per i pezzi con attrito ridotto necessari per l'interazione
- Processo automatizzato
Quali sono le applicazioni dei pezzi lavorati con macchine CNC nel settore della robotica?
- Ingranaggi
- Effettori finali
- Dispositivi personalizzati
- Componenti del motore
Cosa offre la lavorazione CNC di Protolabs all'industria della robotica?
- Produzione affidabile e veloce, in genere 3 giorni dal caricamento alla spedizione
- Produzione interna uniforme, con l'utilizzo di macchine e utensili standard
- Fresatura CNC
- Tornitura CNC/tornio CNC
- Anodizzazione e passivazione cromica
- Assemblaggio base, marcatura dei pezzi e rapporti di ispezione
La stampa 3D nel settore della robotica
La stampa 3D è sempre più diffusa nel settore della robotica per la sua capacità di produrre pezzi più leggeri, più economici e più efficienti. Inoltre, offre infinite possibilità di geometrie e materiali che altri servizi non sono potenzialmente in grado di fornire. La stampa 3D permette anche di produrre parti altamente personalizzabili ed economicamente convenienti con un enorme risparmio di tempo, consentendo di fabbricare pezzi unici, anziché diversi componenti che devono poi essere assemblati.
Perché utilizzare la stampa 3D per il settore della robotica?
- Caratteristiche uniche
- Prototipazione rapida
- Versatilità di progettazione
- Geometrie complesse, comprese strutture reticolari
- Riduzione del peso
- Produzione di parti in un unico pezzo, con risparmio di tempo per l'assemblaggio
- Alto grado di personalizzazione
- Riduzione degli scarti (processo additivo anziché sottrattivo)
Quali sono le applicazioni dei pezzi stampati in 3D nel settore della robotica?
- Telecamere
- Motori
- Sensori
- Microcontrollori
- Dispositivi di feedback
- Dispositivi di controllo
- Manipolatori
- Bracci robotici
Cosa offre la stampa 3D di Protolabs all'industria della robotica?
- Stereolitografia
- Sinterizzazione laser selettiva
- Sinterizzazione laser diretta dei metalli (stampa additiva del metallo)
- Multi Jet Fusion
- PolyJet e silicone stampato in 3D (60-65%)
- Lavorazione post-processo
- Test meccanici
- Trattamenti termici
- Vapour smoothing
- Rapporti di misurazione (scansione 3D) e ispezioni del primo articolo
- Montaggio e maschiatura degli inserti
- Assemblaggio
- E molti altri servizi di post-produzione
Quali sono i materiali più funzionali nel settore della robotica?
Alluminio
expand_less expand_moreUna scelta popolare per l'industria robotica grazie alle sue capacità di leggerezza. Alcune leghe presentano anche resistenza alla corrosione, buona saldabilità ed elevata resistenza al calore, tutte caratteristiche fondamentali per l'industria robotica. Per le leghe che non offrono una grande resistenza alla corrosione, si possono utilizzare ulteriori trattamenti come l'anodizzazione per migliorare questa caratteristica.
L'alluminio offre anche ottime finiture di superficie, che possono risultare efficaci per i robot più orientati all'estetica e all'esposizione. Ha anche il vantaggio di essere facilmente lavorabile, anche più dell'acciaio, sebbene sia più costoso.
Acciaio inox
expand_less expand_moreUn materiale spesso scelto da chi opera nel settore della robotica. L'acciaio inossidabile è la soluzione ideale per la costruzione di robot che devono essere robusti, per resistere alla ripetitività dei processi e alle condizioni più difficili.
Pom/Acetalica/Delrin
expand_less expand_moreL'acetale o Delrin, copolimero di poliossimetilene, è un materiale plastico di uso comune nella robotica.
Il vantaggio principale della plastica è la leggerezza di peso. Può essere un'alternativa perfetta per i componenti in cui questo requisito è essenziale.
L'acetale vanta un'eccellente stabilità dimensionale e un basso attrito, caratteristiche fondamentali per i componenti robotici che possono scorrere o eseguire azioni ripetibili. Si tratta di applicazioni come ingranaggi, telai, cuscinetti e dispositivi di fissaggio.
Un ultimo vantaggio dell'acetale o POM per l'industria robotica è il costo relativamente basso rispetto ad altri materiali di uso comune nel settore.
Materiali elastomerici
expand_less expand_moreSono sempre più popolari nel settore a seguito dell'introduzione della soft robotics. Questo tipo di robot è particolarmente utile per svolgere compiti delicati che richiedono una mano più leggera. Nel 2016 è stato progettato il primo robot morbido completamente autonomo, con un corpo a base di elastomeri, controllato da una logica microfluidica e attuato da una rete pneumatica incorporata (EPN).
I materiali elastomerici sono utilizzati anche per i componenti interni dei robot standard, come i semiconduttori e gli involucri dove la flessibilità è un requisito necessario.
Altro
expand_less expand_moreLa robotica è all'avanguardia nell'utilizzo di materiali innovativi per costruire i propri componenti e prodotti.
Tra questi, vi sono polimeri come il collagene, la cellulosa e il chitosano, nonché polimeri sintetici come il policaprolattone (PCL) e l'acido polilattico (PLA).
I materiali autorigeneranti sono spesso utilizzati o presi in considerazione nella soft robotics per prolungarne la durata.
Materiali intelligenti, spesso capaci di cambiare forma in risposta a diversi stimoli. Polimeri elettromeccanicamente attivi (EAP), noti anche come muscoli artificiali. Polimeri a memoria di forma.
Idrogel, siliconi come il polidimetilsioxano (PDMS) e compositi morbidi.
Esistono anche metalli e leghe innovative, come i compositi rinforzati con fibra di carbonio e il Nitinol, una lega di nichel-stagno a memoria di forma (SMA).
Rapporto sulla robotica per la produzione
Una guida per comprendere lo stato dell'arte dell'hardware, dei materiali e del futuro della produzione robotizzata.
Scarica l'eBookCosa offre Protolabs per i componenti e le apparecchiature del settore della robotica?
Parti lavorati con processi CNC automatizzati e caratterizzati da elevato precisione
Sfruttando i processi di fresatura a 3 o a 3+2 assi ad alta velocità e di tornitura con utensili motorizzati, è possibile realizzare componenti in metallo e plastica sempre più complessi precisi
Produzione personalizzata e on-demand
Sia che si tratti di piccoli lotti di pezzi unici altamente personalizzati, sia che si tratti di pezzi ripetibili prodotti in serie, Protolabs dispone di servizi in grado di soddisfare ogni esigenza.
Prototipazione rapida
La R&S è un aspetto importante per l'industria robotica. Il nostro servizio di analisi di fattibilità consente di caricare il file CAD per ricevere gratuitamente un'analisi della producibilità del pezzo, tutte le volte che lo si desidera. Offriamo anche un servizio di consulenza per la progettazione se avete bisogno di assistenza per rendere il vostro progetto producibile. Inoltre, i nostri servizi di produzione digitale supportano i processi di iterazione e di test funzionale.
Certificazioni di qualità e tracciabilità
I nostri processi di produzione certificati ISO9001 sono la soluzione ideale per i pezzi dai requisiti più rigorosi.
Materiali
È possibile scegliere tra la lavorazione di metalli come l'alluminio, il titanio e l'acciaio inox 17-4 PH e quella di materie plastiche come il POM e le resine elastomeriche.
In che modo l'analisi di fattibilità può supportare il ciclo di vita del prodotto
I componenti progettati per la robotica spesso devono essere agili e resistenti alle sollecitazioni di processi ripetitivi. Quando si sviluppano queste parti, i test sono di vitale importanza, perché possono fornire un grande vantaggio competitivo. Il servizio di analisi di fattibilità (DFM) di Protolabs è in grado di fornire un preventivo nel giro di poche ore. Questo significa che la progettazione e l'iterazione non sono mai state così rapide e semplici. Per aiutarvi ulteriormente, se il vostro pezzo non è producibile, il nostro team di application engineer è a disposizione per discuterne e aiutarvi a perfezionare un pezzo che Protolabs sia in grado di produrre. Una volta che il progetto è stato preventivato, è sufficiente ordinare i prototipi funzionali utilizzando i nostri servizi di prototipazione rapida, che possono spedire i pezzi in un solo giorno.
"The Protolabs quoting platform is always really quick and we also get manufacturing feedback from them. The system automatically details any issues which means that we can address those issues before anything goes out for manufacture. That's really handy and it's so easy to upload a file."
“It was an extraordinary engineering challenge that was met by an extraordinary service from Protolabs. We appreciated their efficiency, expertise, attention to detail and the speed was something that not many other manufacturers could have achieved. Once we had the material locked in, Protolabs were able to mould the parts and get them shipped out to us extremely swiftly."
“The auto-quoting system is amazing. Within a day, you get an answer as to whether you can make the part, whether you need to make changes, etc. And you can do that quickly, upload a new version, and get a part in a couple of days as opposed to a week just for a quote from other manufacturers.”
