Samen met Oxipack Projects is Rugged Bits de uitdaging aangegaan om grijpers te ontwikkelen voor Oxipacks' lekdetectie machine van cilindrische blikken. De grijpers zijn specifiek naar de diverse afmetingen van de blikken gemodelleerd en vervolgens geoptimaliseerd met behulp van een FEA (Finite Element Analysis).
De grijpers zijn getest op een belasting die vele malen hoger is dan de belasting waaraan ze blootgesteld worden. Hierbij is er voor gekozen om metalen schroefdraad in de grijpers te verwerken. Mede hierdoor zullen de grijpers een zeer lange levensduur hebben.
Grijpers voor lekdetectie machine.
In samenwerking met Oxipack Projects B.V.
Het eerste concept
Het eerste concept dat wij toegestuurd kregen was een grijper inclusief bevestigingsplaat uit één geheel.
Hoewel onze 3D printers het ontwerp zonder problemen kunnen printen, is het ontwerp met betrekking tot de belastingen en de daarbij horende print-oriëntatie, niet het meest efficiënte ontwerp.
Volume: ca. 187 cm³
Printtijd: ca. 31 uur
Kosten: € 169,-
In verband met de grote overhangende delen in het model werd het advies gegeven om het model op te splitsen in 3 delen.
Op die manier kunnen zowel de grijpers als de bevestigingsplaat geprint worden met optimale print-oriëntatie en een minimale hoeveelheid ondersteuningsmateriaal.
Volume: ca. 151 cm³
Printtijd: ca. 24.5 uur
Kosten: € 154,-
Deze kleine aanpassing levert niet alleen een sterker, goedkoper en mooier product op, maar bespaart ook tijd waardoor producten sneller geleverd kunnen worden.
Bij Rugged Bits zagen we echter ruimte voor verdere verbeteringen, waarna we het model hebben overgenomen voor verdere optimalisatie.
Optimalisatie op basis van FEA
Allererst zijn we begonnen met de analyse van het huidige ontwerp.
Hieruit werd snel duidelijk welke onderdelen het zwaarst belast werden (rood) en welke onderdelen nauwelijks belast werden (blauw).
Na optimalisatie laat de FEA een beeld zien waarbij de krachtenconcentraties verdwenen zijn en de belastingen beter verdeeld worden over het model. Deze verbeteringen gaan gepaard met een gereduceerd materiaalverbruik.
Resultaat
Na het aanbrengen van de verbeteringen in zowel de grijpers als in de bevestigingsplaat (en diverse kleine aanpassingen), zijn we tot een geoptimaliseerd ontwerp gekomen dat voldoet aan de eisen van Oxipack. Het huidige ontwerp presteert beter dan het originele ontwerp en heeft een lagere kostprijs.
Volume: ca. 97 cm³
Printtijd: ca. 25 uur
Kosten: € 114,-
Op basis van het geoptimaliseerde ontwerp zijn nog twee uitvoeringen met andere afmetingen gemodelleerd. Inmiddels is de testfase afgerond en zijn de machines samen met de grijpers in gebruik genomen.