Литые пластиковые компоненты для робототехники: точные детали на заказ и ценовые услуги

Пластиковые компоненты, отлитые под давлением являются основной поддержкой для создания высокоточных и легких компонентов роботов.

Если вы инженер-конструктор в области робототехники, вы должны осознавать главную дилемму: превосходные металлические детали будут весить больше, стоить дороже и их разработка займет больше времени, в то время как средние пластиковые детали не будут такими точными и долговечными, чтобы соответствовать предъявляемым требованиям.

Благодаря полнофункциональному решению JS Precision для прецизионного литья под давлением вы сможете снизить вес компонентов более чем на 40%, сохраняя при этом допуск 0,02 мм и срок службы 10^7 циклов.

В то же время первоначальные затраты на разработку будут снижены на 20–40%, что позволит легко преодолеть эти проблемы.

Основная сводка ответов

Ключевые выводы

• Переход на инженерные пластики, армированные углеродным волокном, позволяет снизить вес компонентов робота более чем на 40% , сохранив при этом жесткость компонентов на том же уровне. Это приведет к производству гораздо более гибкого и легко оснащенного оборудования, а также значительно повысит конкурентоспособность основной продукции.
• Чтобы повысить точность литья под давлением до допусков 0,02 мм, использование моделирования пластического течения и предварительно компенсированной усадки должно сочетаться с прецизионными литьевыми формами. Такие формы могут значительно уменьшить неточности сборки и производственные потери.
• Если вы заказываете пресс-формы в Дунгуане/Шэньчжэне, Китай, это позволит вам сократить цикл обратной связи DFM до 24 часов, сократить общие затраты на 20–40 %, ускорить исследования и разработки и получить рыночные шансы.

Литые пластиковые детали: прецизионные роботизированные решения от JS Precision

JS Precision — ваш партнер, который своими профессиональными навыками, уникальными данными и реальными случаями из жизни сможет реально помочь вам в решении ваших задач по производству деталей роботов и одновременно повысить конкурентоспособность вашей продукции.

Инструменты для литья под давлением представляют собой базовый этап, с помощью которого можно получить высококачественные пластиковые компоненты, отлитые под давлением.

JS Precision хорошо разбирается в этой области, предлагая услуги высокоточного литья под давлением более чем 50 производителям роботов по всему миру, и наша работа охватывает сценарии использования совместных роботов, промышленных роботов и медицинских роботов, которые вы, вероятно, узнаете.

Продукты JS Precision разработаны с учетом требований ИСО 13485:2016 Полностью соответствует стандартам системы управления качеством медицинского оборудования, обеспечивая полное соответствие и надежность вашей продукции.

Для иллюстрации: европейская компания, занимающаяся коллаборативными роботами, испытывала те же проблемы, что и вы:

Большой вес и стоимость узлов соединения. Они выбрали наш метод PA66, армированный углеродным волокном, вместо алюминиевого сплава, а также прецизионные инструменты для литья под давлением, в результате чего каждое соединение стало на 45 % легче, а себестоимость единицы продукции — на 35 % дешевле.

Поставленные компоненты сертифицированы по стандарту качества ISO 9001:2015. Сотрудничая с нами, вы получаете именно такие преимущества.

Члены инженерной группы JS Precision имеют обширный опыт работы в области роботизированного литья под давлением не менее 8 лет. Наши инженеры способны разработать индивидуальные решения в соответствии с вашими реальными требованиями, а также предоставить полный пакет услуг, начиная от сырья и заканчивая проектированием пресс-форм и серийным производством.

Таким образом, вы сможете минимизировать производственные риски и снизить общие затраты, в то же время избегая хлопот по координации нескольких поставщиков.

Если вы хотите понять, как эффективно применять пластиковые компоненты, полученные литьем под давлением, к вашим роботизированным изделиям, свяжитесь с нашими инженерами для получения бесплатного отчета об оценке проекта, чтобы быстро определить подходящее решение.

Почему литые пластиковые детали являются основой современной робототехники?

Литые пластиковые компоненты играют решающую роль в современных роботах не только как средство снижения веса и стоимости, но и без ущерба для производительности роботов.

Инструменты для литья под давлением является основным фактором, который напрямую влияет на качество компонентов. Формы премиум-класса гарантируют точность и прочность. Они способны сократить объем постмонтажных работ до 50% за счет функциональной интеграции, тем самым значительно повышая эффективность производства.

PA66, армированный углеродным волокном, вместо алюминиевого сплава

Замена металлической детали пластиком на основе 30% армированного углеволокном ПА66, имеющего модуль упругости при изгибе 15 ГПа и плотность всего 1,3 г/см по сравнению с алюминиевым сплавом ADC12 (плотность 2,7 г/см), приводит к очень значительному снижению веса одного соединения, увеличению динамической скорости реакции робота, повышению жесткости материала на 20% по сравнению с обычными пластиками, а также к экономии затрат на производство и транспортировку.

Функциональная интеграция упрощает работу по сборке роботов

Благодаря объединению пазов для установки датчиков, кабельных каналов и позиционирующих зажимов в одной форме производство полностью устраняет необходимость сверления и сварки , что приводит к сокращению общего времени сборки на 30 %, сокращению трудозатрат и ускорению доставки готовых роботов.

Рисунок 1. Оранжевый промышленный робот-манипулятор с черными кабелями и серебряным основанием, работающий в промышленных условиях, что подчеркивает роль современных пластиковых компонентов в робототехнике.

Как обеспечить высокую точность пластиковых соединений роботизированной руки?

Пластиковые шарнирные компоненты роботизированной руки являются основой управления движением, их точность может существенно повлиять на производительность и репутацию на рынке.

JS Precision использует точный дизайн разделяющей поверхности и методы компенсации усадки материала, а также превосходное качество прецизионных литьевых форм, чтобы помочь вам постоянно контролировать цилиндричность детали до 0,008 мм, что соответствует очень высокому стандарту точности.

Прецизионная фиксация разделяющей поверхности пресс-формы с допуском 0,02 мм

Благодаря фиксирующим блокам с конусом нулевой степени и износостойким пластинам контроль смещения закрытия формы может составлять менее 0,005 мм. Благодаря стандартному основанию пресс-формы высокой жесткости HASCO это гарантирует, что даже после очень большого количества (миллионов) циклов закрытия пресс-формы не будет потеряна точность, меньше дефектных изделий и производственных затрат.

Решение для компенсации нелинейной усадки POM/PEEK

Мы полагаемся на обширную базу данных материалов, чтобы уточнить характеристики усадки таких материалов, как ПОМ и ПЭЭК.

С помощью программного моделирования процесса формования Moldflow мы создаем трехмерные поверхности компенсации предварительной деформации, чтобы точно противодействовать усадочной деформации и гарантировать однородность и стабильность продукта.

Это похоже на мыслительный процесс, когда ожидается, что одежда сядет после стирки, поэтому на этапе раскроя размер намеренно увеличивается, точно так же, как после стирки размер будет подходящим.

Это полностью обходит вопросы «усадочной деформации» и неточностей размеров отлитых пластиковых деталей.

Вторая прецизионная обработка цилиндрического гнезда поворотного подшипника

После литья под давлением на гнездо подшипника делается предварительный припуск на обработку 0,1-0,15 мм. Далее он подвергается вторичной механической обработке в высокоточный токарный станок с ЧПУ для достижения цилиндричности 0,008мм.

Наконец, процесс профилирования закрывает поверхностные микропоры, что повышает износостойкость и срок службы изделия, в то же время сокращая затраты на техническое обслуживание.

Как на этапе проектирования литьевых форм избежать коробления и линий сварки на тонкостенных корпусах роботизированных соединений?

Тонкостенные оболочки роботизированного соединения толщиной менее 1,2 мм легче коробятся и получают линии сварки при литье под давлением, что приводит к изменению внешнего вида, а также снижению прочности изделия.

С JS Precision вы можете быть уверены, что избежите этих проблем и получите минимальный процент брака при внедрении правильных технологий на этапе проектирования литьевой формы.

Рисунок 2: Техническая схема, иллюстрирующая формирование линии сварки (V-образный надрез) в тонкостенных деталях, показывающая направление потока и молекулярные проблемы, такие как недостаточное запутывание.

Зачем приобретать китайскую литьевую форму для быстрого роботизированного прототипирования и массового производства?

В Китае производство пресс-форм в районе Шэньчжэнь/Дунгуань отличается превосходной экономической эффективностью, эффективностью и технологическими возможностями. Если вы сотрудничаете с JS Precision, компанией, расположенной в этом отраслевом центре, вы получите китайская литьевая форма .

Помимо проектирования пресс-форм, мы можем предложить комплексную услугу, которая поможет вам достичь ваших основных целей : снижение затрат, повышение эффективности, сокращение производственных циклов и повышение конкурентоспособности вашего продукта на рынке.

Круглосуточная оперативная обратная связь DFM, сокращающая циклы исследований и разработок

Воспользовавшись преимуществами нашего промышленного кластера, наша команда инженеров сможет ответить на ваш отзыв о модели в течение 8 часов. Срок выполнения заказов на прототипы форм с 1–2 полостями составляет всего 15–20 дней, что на 30 % быстрее, чем в среднем по отрасли , что помогает вам ускорить НИОКР и воспользоваться шансами на рынке.

Единая полная техническая поддержка

JS Precision способна самостоятельно завершить всю цепочку изготовления пресс-форм, литья под давлением и обработки поверхности, поэтому нет необходимости во внешней координации , что снизит затраты на координацию.

В то же время мы можем предложить услуги по обработке, такие как матовое напыление и электромагнитное экранирование от электромагнитных помех, для удовлетворения различных требований.

Оптимизированная структура пресс-формы, снижение затрат на разработку

Просто изменив конструкцию сердечника пресс-формы на вставной тип, количество дорогостоящей стали можно сократить на 30%. Для мелкосерийных прототипов используются алюминиевые формы марки 7075-T6, что снижает затраты на пресс-формы на 40–60 % по сравнению с ценами на обычные стальные формы и значительно сокращает ваши первоначальные инвестиции.

Для подробного расчета стоимости вашей китайской литьевой формы, пожалуйста, укажите количество заказа и требования к продукции. Мы предоставим бесплатный расчет стоимости, который поможет вам сэкономить бюджет и точно контролировать инвестиции в проект.

Рисунок 3. Автоматизированная линия литья под давлением на заводе с многочисленными красными роботизированными деталями на конвейерах, демонстрирующая возможности крупносерийного производства.

Как устранить три основные причины неисправности пластиковых соединений роботизированной руки?

Длительное использование пластиковых шарнирных компонентов роботизированной руки может вызвать три основные проблемы: износ отверстий вала, поломку защелкивания и попадание пыли.

Эти проблемы не только нарушают работу роботов, но и приводят к увеличению затрат на техническое обслуживание. JS Precision способна предложить конкретные решения, позволяющие полностью избавиться от этих неприятностей.

Износ отверстий вала → Самосмазывающийся материал, встроенный в форму

С использованием техника лепки вставок Внутри отверстия вала размещается самосмазывающаяся втулка из ПОМ+ПТФЭ, что приводит к значительному снижению коэффициента динамического трения до 0,10 и скорости износа до 90%.

Даже после 10^6 оборотов увеличение зазора все еще остается ниже 0,02 мм, что способствует продлению срока службы компонента.

Разрыв защелкивающейся посадки → Оптимизированное положение ворот и конструкция с закругленными углами

Центральное расположение литника корпуса с защелкой выполнено таким образом, чтобы избежать образования линий сварного шва в зонах концентрации напряжений.

В то же время изменение радиуса основания защелки до 0,5 мм снижает коэффициент концентрации напряжений до 1,5, что полностью устраняет проблему поломки защелки , а также приводит к повышению стабильности сборки.

Попадание пыли → Лабиринтный уплотнительный паз + вторичный силикон для литья под давлением

В полости формы вырезана лабиринтная уплотнительная канавка шириной 0,3 мм, которая используется с кромкой из 2К-силикона для вторичного литья, что обеспечивает класс защиты продукта IP54 . Это, в свою очередь, эффективно предотвращает попадание пыли в шов и предотвращает внутренний износ конструкции.

Какие уникальные преимущества предлагают литые силиконовые детали для захватов для совместных роботов?

Поэтому захваты для коллаборативных роботов должны сочетать гибкость, безопасность и совместимость. силиконовые формованные детали стать центральным элементом дизайна .

JS Precision использует технику литья 2K для изготовления этих деталей целиком из твердого пластика. Таким образом, мы можем добиться гибкости наряду с поддержанием структурной стабильности и соблюдением международных стандартов безопасности.

Жидкий силиконовый каучук (LSR) обеспечивает гибкую тактильную чувствительность.

Твердость LSR можно легко варьировать от 20 до 80 по Шору А. Путем добавления проводящей сажи панель можно изготовить как пьезорезистивный датчик. Чтобы обеспечить хороший захват хрупких предметов, контактное усилие должно точно контролироваться в диапазоне 2–5 Н, что обеспечивает стабильный захват без повреждений.

Двухцветное литье под давлением помогает избежать расслоения силиконового слоя.

Процесс двухцветного литья под давлением 2K Molding не только создает хорошее соединение между LSR и жесткими пластиками PC/ABS, но также обеспечивает прочность на отслаивание 8 Н/мм, что в четыре раза выше, чем у традиционных процессов склеивания.

Это меняет правила игры, поскольку полностью исключает расслоение силиконового слоя, что приводит к увеличению срока службы захвата.

Медицинский силикон соответствует стандартам безопасности

Нашим предпочтительным материалом является LSR, катализируемый платиной, который был протестирован согласно ИСО 10993-5 цитотоксичность и сертифицирован в соответствии с классом VI USP. Такой силикон медицинского назначения совершенно безопасен для использования в хирургических роботах, реабилитационных экзоскелетах и ​​других компонентах, контактирующих с кожей.

Чтобы узнать, как можно адаптировать силиконовые детали к захватам ваших коллаборативных роботов, загрузите наше Руководство по применению силиконовых деталей, где вы найдете подробные параметры и решения по адаптации, которые точно соответствуют потребностям вашего продукта.

Как проанализировать расценки на литье под давлением, чтобы обеспечить полную прозрачность проекта?

Очень легко попасться в ловушку затрат при покупке пластиковых компонентов, изготовленных методом литья под давлением, если вы неправильно оценили цены. Овладение искусством составления цен на литье под давлением — отличный способ держать свои расходы под контролем. JS Precision готова поделиться с вами профессиональными способами анализа котировок.

Навыки выявления понижения рейтинга стали и завышенных циклов котировок

При анализе цен на литье под давлением абсолютно необходимо определить тип стали формы (например, S136H, NAK80), не принимая общие описания.

В то же время вам необходимо получить информацию о цикле литья под давлением, чтобы предотвратить рост цен, вызванный ухудшением качества стали и увеличением продолжительности цикла.

Семейная пресс-форма: эффективный способ сократить расходы на мелкосерийное производство

Если вам нужны 3-5 видов пластиковых шарнирных компонентов роботизированной руки в одной серии, вы можете объединить их в одну семейную форму для производства. Этот метод распределения затрат на пресс-формы приводит к снижению цены за единицу продукции на 25-35% и подходит для мелкосерийных работ с годовой потребностью в 10 000-50 000 единиц.

Общий путь к получению оперативных котировок

Вам просто нужно отправить четыре основные данные: файл 3D Step, марку смолы, расчетный годовой объем и степень обработки поверхности, чтобы получить расценки на литье под давлением это точно. JS Precision гарантирует, что вы получите предварительный проект диапазона цен в течение 4 рабочих часов.

Пример использования JS Precision: оптимизация компонентов суставов в коллаборативных роботах

В данном тематическом исследовании основное внимание уделяется предоставлению услуг по оптимизации компонентов шарнирного рычага североамериканскому производителю коллаборативных роботов. Наше решение не только решило проблемы большого веса, дороговизны и недостаточной точности, но также привело к значительному сокращению затрат и повышению эффективности.

Проблемы, с которыми пришлось столкнуться

Первоначальный шарнирный рычаг из алюминиевого сплава, изготовленный клиентом, весил 320 граммов, что ограничивало его грузоподъемность, а требуемый допуск составлял 0,015 мм.

Стоимость обработки алюминиевого сплава на станке с ЧПУ составила 18,50 долларов США за единицу, а годовая потребность клиента составляла 8000 единиц, что привело к очень высоким производственным затратам , что негативно повлияло на конкурентоспособность продукта в течение длительного периода.

Решение

Мы разработали целенаправленный подход, выясняя основные проблемы, с которыми столкнулся клиент.

1. Замена материала:

30% армированный углеволокном PA66 (Toray Torelina A515) плотностью 1,32 г/см и модулем упругости при изгибе 14,5 ГПа полностью удовлетворяет требованиям заказчика по жесткости.

2. Создание формы:

прецизионные литьевые формы были изготовлены с двумя полостями. Сердцевина формы изготовлена ​​из стали S136 путем термообработки до HRC52, точность разделяемой поверхности составляет 0,005 мм, что гарантирует точность компонентов.

3. Настройка процесса:

Компенсация усадки (0,15% в направлении потока и 0,65% в вертикальном направлении) была проверена с помощью анализа Moldflow, и была проведена преддеформационная обработка полости для предотвращения деформации компонента.

При этом было изменено расположение литника, чтобы обеспечить равномерную ориентацию углеродного волокна и повысить размерную стабильность деталей.

Окончательные результаты

• Вновь разработанная деталь имеет массу 185 граммов, что на 42% легче, что значительно повышает несущую способность робота и скорость динамического реагирования.
• Цена за штуку была снижена до 12,0 долларов США, что на 35% меньше, что привело к ежегодной экономии для клиента в размере 52 000 долларов США.
• Подтверждено, что размеры находятся в пределах допуска 0,015 мм, а цилиндричность вала вращения составляет 0,007 мм, что является уровнем производительности, намного превышающим ожидания клиентов.
• Срок изготовления пресс-формы составил всего 28 дней, и самый первый образец был готов к пробному формованию с первого выстрела, благодаря чему цикл исследований и разработок клиента был значительно сокращен.
• Заказчик остался очень доволен результатами и уже разместил заказ на 50 000 единиц для массового производства, что прекрасно иллюстрирует ценность нашего решения.

Извлеченные уроки и неудачи

Во-первых, неправильная конструкция ворот привела к неправильному расположению углеродного волокна с отклонением от цилиндричности 0,025 мм.

После этого мы немедленно изменили положение затвора и включили клапан управления последовательностью, чтобы расположить волокна вдоль оси так, чтобы цилиндричность была снижена до 0,007 мм, что соответствует требованию точности.

• Основная информация:

Ориентация волокон в положении литника армированных стекловолокном материалов напрямую влияет на стабильность размеров. В проектирование литьевых форм На этом этапе анализ Moldflow необходимо использовать для оптимизации конструкции, предотвращения затрат на пробы и ошибки и повышения эффективности проекта.

Отзывы клиентов:

«В своем отчете DFM компания JS Precision точно выявила ошибки проектирования. Полученные нами детали не имели дефектов , и нам не пришлось вносить какие-либо изменения в цехе.

Вдобавок ко всему, JS Precision удалось снизить вес до невероятного уровня, что привело к снижению себестоимости производства, что сделало наш продукт очень конкурентоспособным на рынке», — менеджер по закупкам компании Robotics.

«Наш новый подход не только обеспечил значительное снижение веса продукта, но также принес нам удивительное качество пресс-формы, которое после нескольких миллионов образцов не показало никаких изменений. Это качество чудесным образом помогло нам сократить расходы на техническое обслуживание и использование производственных материалов». — Главный инженер проекта

Если вы также столкнулись с болевыми точками, связанными с большим весом, высокой стоимостью и недостаточной точностью в деталях шарнирного манипулятора робота, вы можете предоставить трехмерные чертежи и требования к вашей детали, и мы бесплатно воспроизведем для вас аналогичное решение по оптимизации, точно соответствующее целям вашего проекта, чтобы помочь вам снизить затраты и повысить эффективность.

Рис. 4. Рабочий орган коллаборативного робота с синими текстурированными силиконовыми пальцами надежно захватывает объект неправильной формы, демонстрируя гибкость и безопасность в обращении.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос 1. Могут ли компоненты робота, отлитые под давлением, иметь такую ​​же жесткость, как и алюминиевый сплав?

Конечно. Если вы выберете PA66, армированный 30-40% углеродным волокном, вы можете получить модуль изгиба 14-20GPa, одновременно достигая снижения веса компонента более чем на 40% , что полностью соответствует требованиям к жесткости компонентов вашего робота.

В2: Сколько времени потребуется, чтобы сделать точную литьевую форму?

Изготовление форм-прототипов (1-2 полости) займет 15-20 дней, а пресс-форм для массового производства (4-8 гнезд) - 25-35 дней. Мы попробуем различные способы обеспечить эффективность вашего графика, учитывая вашу срочность.

В3: Сколько единиц мне придется заказать хотя бы (минимальный заказ)?

Вам не нужно размещать минимальный заказ. Мы также можем изготовить 50-200 образцов-прототипов для испытаний. Чтобы получить более низкие затраты (за единицу цены), вам следует заказывать партии от 2000 штук или более.

В4: Какова будет ориентировочная стоимость пресс-формы?

Прототипы алюминиевых форм стоят примерно от 800 до 1500 долларов, тогда как сложные стальные формы для массового производства (4 полости) стоят от 5000 до 12 000 долларов. В зависимости от ваших чертежей и требований могут быть определены конкретные затраты, которые помогут вам точно управлять своим бюджетом.

В5: Можете ли вы поместить в форму металлические нити или втулки?

Действительно, наша технология формования вставок достигла высокого уровня развития, а точность позиционирования составляет 0,03 мм. Мы можем встроить медные гайки и втулки из нержавеющей стали для ваших сборочных целей.

Вопрос 6: Как избежать воздействия стекловолокна, которое приводит к образованию шероховатой поверхности?

Наш метод включает в себя технологию контроля температуры быстрого охлаждения и нагрева, чтобы полностью обернуть стекловолокно смолой и, таким образом, ни одно волокно не будет обнажено. Кроме того, можно обеспечить гладкую поверхность и улучшить внешний вид вашего изделия.

В7: Какова минимальная толщина силиконовых деталей LSR?

Жидкий силикон может надежно образовывать пленку толщиной 0,5 мм, которая подойдет для гибких датчиков робота, уплотнительных кромок и других компонентов, обеспечивая тем самым необходимую гибкость совместных роботов.

В8: Как мне узнать, какую импортную пошлину мне придется заплатить, если я привезу форму из Китая?

Код ТН ВЭД для пресс-формы — 8480.41. Импортная пошлина в большинстве стран колеблется от 0% до 4,9%. Мы можем предоставить вам информацию, которая позволит вам рассчитать точную сумму пошлины и правильно спланировать расходы.

Краткое содержание

Основная стратегия производителей роботов, позволяющая преодолеть ограничения по весу, точности и стоимости, заключается в использовании высококачественных инструментов для литья под давлением и научных решений для литья под давлением.

JS Precision - одна из компаний, которая специализируется на прецизионном литье под давлением для роботов и способна добиться качественного снижения веса на 40% и снижения первоначальных затрат на 20-40%, сохраняя при этом допуск 0,02 мм и долгосрочную стабильность.

Сейчас, поделитесь своими 3D-чертежами компонентов суставов роботов по нашим официальным каналам и получите бесплатный анализ DFM и точное предложение в течение 48 часов, чтобы помочь вам быстро перейти от прототипа к массовому производству и выиграть время для использования рыночных возможностей.