Method X for printing end of arm effectors

All Axis Robotics is a Dallas, Texas-based machine shop and a leader in turnkey custom robot solutions for other machine shops and manufacturing facilities in need of automated machine tending.

Customers enlist the expertise of All Axis Robotics’ mechanical and manufacturing engineers to streamline their manufacturing operations with robotic arms and custom end-effectors including those for CNC machine tending, automated part sanding, and brake press machine tending, among others.

All Axis engineers designed and manufactured a custom dual-grit robot sander attachment in under two weeks using a MakerBot METHOD X 3D printer with strong and durable real ABS material. The robot sander automates the time-consuming manual aluminum sanding operation, helping a machine shop to run more efficiently by freeing up personnel for other tasks.

It features two sides with different grid sand pads as well as a connection for a vacuum to remove debris.

Key points

• Tooling for robotic arms requires tight tolerances close to (± 0.2 mm) (±0.007 in) and hole cylindricity for optimal fit and function.

• Large overhangs, carve-outs, and other complex part features are near-impossible to machine, requiring Stratasys® SR-30 soluble support material.

• All Axis was able to create their part using production-grade ABS.

All Axis process

The engineering team at All Axis used METHOD X to produce custom tooling with approximately 10 minutes of labor time and at an operational cost of $110—compared to 24 hours of labor time at an operational cost of $3,600 with an in-house CNC machine.

This ability to create custom solutions for customers—combined with rapid turnaround times—has helped All Axis gain a competitive advantage against competitors as more manufacturing facilities upgrade new and legacy equipment to meet the increasing demands of Industry 4.0 and the modern global marketplace.

All Axis and Makerbot Method

By producing the part with an in-house METHOD 3D printer, the team was able to eliminate undesirable factors typical of traditional manufacturing processes, including expensive machinist time and material costs.

And by approaching the part design through the lens of freeform additive manufacturing, the engineers were able to 3D model the part quickly without having to account for complex assembly considerations typical of traditional manufacturing processes.

The ability to print with soluble Stratasys® SR-30 supports allowed the engineers to design the sander as one complex part, which would’ve been impossible to machine. METHOD’s dimensional accuracy ensured that the part mated perfectly with the robot arm on the first try.

The use of production-grade Real ABS printed in a heated chamber produced a very strong and durable tool that is built to last.

3D Printing para Artes Gráficas: Dynamic Reprographics

Establecida en Austin (Texas) en 1975, Dynamic Reprographics comenzó su andadura con una máquina blueline que funcionaba sin parar durante las 24 horas del día. Cuarenta y dos años más tarde es una empresa que ofrece servicios de impresión y gestión de documentos digitales para una amplia gama de clientes entre los que destacan importantes gabinetes de arquitectura e ingeniería, y agencias de marketing y publicidad.

Aunque cuenta con un tiempo de vida considerable, ha tenido muy claro desde el principio que para competir en la aldea global era imprescindible diversificar su portfolio de servicios y productos a fin de lograr una destacada posición entre sus competidores.

Es por ello que, consciente de que ya ofrecía lo mismo que su competencia (Banners, Displays, Etiquetas, Foam, Forex, Impresión Digital, Interiores, Gran Formato, Posters, PVC, Textil, Vinilos, etc.) decidió hace tiempo expandir su portfolio hacia la Impresión 3D.  ¿Resultado de esa expansión? Más clientes, más trabajo, más facturación, y más beneficios.

Tecnología FDM para entrenamiento técnico militar

 

 

Formar a quienes han de trabajar en el mantenimiento de tecnología militar avanzada se convierte a menudo en todo un reto a múltiples niveles, ya que dada la naturaleza de su aplicación, los usuarios deben adquirir conocimiento preciso acerca de todos los componentes a reparar: Localización, aspecto, impresión tactil, montaje, desmontaje, etc.

 

 

El asunto podría parecer pueril, mas cuando pensamos que se trata de sistemas y componentes ubicados normalmente dentro de grandes sistemas como por ejemplo un cazabombardero, el reto se ve más claro: No se puede experimentar con un equipo que puede necesitarse en el momento menos pensado. 

 

Para solucionar esa dificultad, el Departamento de Formación Técnica de la Sheppard Air Force Base (Wichita Falls, Texas) concibió hace tiempo un plan alternativo: Replicar en plástico ciertos componentes mediante ingeniería inversa, evitando así el tener que recurrir al uso de componentes reales.

 

 

 

En función de cada necesidad y circunstancia, los dispositivos empleados para el entrenamiento serán productos originales en unos casos, y en otros casos réplicas de los mismos creadas mediante fabricación digital directa en cualquiera de las cuatro máquinas FDM con que cuenta el departamento de formación.

 

 

Entre esas réplicas puede encontrarse de todo: Piezas de armamento y munición, módulos de aviónica, bombas de fuel, dispositivos médicos, sistemas de climatización o de telecomunicaciones, y un largo etcétera.

 

 

 

 

El hecho de que las piezas reproducidas estén fabricadas en  materiales tan ligeros como el ABS o el PC no constituye en modo alguno un problema, pues en el caso de que la pieza deba simular el peso de la pieza original,  se recurre a la inserción de una pieza metálica en su interior, a fin de que el técnico de mantenimiento experimente la misma sensación que experimentará en un caso real.

 

El Problema

Antes de incorporar la fabricación digital directa a sus procesos, el Departamento de Formación usaba métodos de fabricación convencional para realizar réplicas de algunos productos. El problema residía en el tiempo y coste de fabricación, pues en función de cada pieza se hacía necesario recurrir a un proceso concreto (corte, doblado, mecanizado, soldadura, etc.) lo cual, considerando el reducido numero de unidades a fabricar, encarecía y ralentizaba los proyectos hasta agotar y sobrepasar en muchos casos el tiempo y presupuesto disponible.

 

La Solución

Ante ese panorama, el Departamento de Formación Técnica estuvo considerando las ventajas e inconvenientes de todas las tecnologías de fabricación directa disponibles en el mercado, y decidió que su solución estaba en la tecnología FDM: En palabras de Mitchell Weatherly, Director del Departamento, “Con la tecnología FDM las piezas obtenidas ofrecen altos niveles de resistencia y funcionalidad, y su producción apenas requiere intervención manual”.

 

Reducción de tiempos y costes

Dada la creciente tendencia del Pentágono hacia la utilización cada vez más frecuente de sistemas no tripulados, uno de los encargos principales que el Departamento recibió fue el de replicar numerosas piezas y componentes de un conocido avión no tripulado, con el fin de ser utilizadas por los técnicos en las clases prácticas de mantenimiento. A tal efecto, se construyeron mediante FDM una gran variedad de componentes internos y externos, tales como la mayoría de los componentes del fuselaje así como varios carenados, hélices y antenas. En suma, se trataba de reproducir en plástico ciertos componentes clave de un UAV armado, al menor coste posible y en un tiempo record. Y aquí es donde la tecnología FDM demostró su rentabilidad: Fabricarlos mediante FDM requirió tan sólo una décima parte del tiempo que habría requerido en caso de optar por los métodos de fabricación tradicional. Este impresionante ahorro de tiempo supuso para el Departamento un ahorro de costes más que sustancioso pues, en palabras de Weatherly, “Para la adquisición de nuestra primera máquina FDM nosotros contemplábamos un ROI  de 4 años, pero lo cierto es que fuimos capaces de retornar la inversión en tan solo 18 meses. En cuanto a nuestra segunda máquina, conseguimos retornar la inversión en tan sólo 9 meses. En definitiva: Desde que en 2004 compramos la primera de nuestras cuatro máquinas FDM, hemos conseguido ahorrar mediante el uso de esta tecnología más de 3,8 millones de dólares hasta la fecha, y estimamos que podremos conseguir unos ahorros en torno a 15 millones en un plazo de 10 a 15 años.”