Bras de robot imprimé en 3D grâce à l'impression composite

Dans cet article, nous allons voir comment la société Haddington Dynamics a amélioré la qualité de son bras robotique grâce à la technologie d'impression composite développée par Markforged. 

Le projet lancé en 2015 a vu la société Haddington Dynamics développer un bras robotique nommé "Dexter". Ce bras, en open source, est capable de ramasser, placer et attraper des objets. Dans un futur proche, il sera également capable de se "démultiplier" en lançant lui même des impressions d'autres bras "Dexter". 

Le projet plein de potentiel a connu un engouement fort, en témoigne l'intérêt de Toshiba et de la NASA pour ce projet.

Des apprentissages sur la méthode de fabrication

Au début, le bras a été fabriqué en utilisant du bois lamellé-collé, du papier et de la découpe laser pour créer le bras. Déçue des résultats, l'équipe s'est ensuite tournée vers l'impression 3D.

Ils ont commencé par imprimer le bras avec du PLA pour des raisons de budget. Malheureusement pour cette application, le PLA n'était pas assez résistant et nécessitait d'être renforcé. Le coût supplémentaire et le post-traitement rendait l'opération non rentable.

L'entreprise a ensuite recherché une solution d'impression 3D industrielle, sur les conseils d'une de leur cliente.

Kent Gilson, créateur du bras robotique, raconte : "La NASA est venue construire un Dexter avec nous, ils nous ont conseillé d'investir dans une imprimante Markforged"

En suivant ces conseils, l'entreprise a investi dans l'impression composite avec Markforged. "Trois semaines après l'acquisition de nos Mark Two et Onyx Pro, nous avions complètement revu le design du robot en incluant le renfort en fibre de carbone, cela nous a permis de réduire la taille des pièces tout en gagnant en résistance".

Le résultat est assez net, les imprimantes composites ont réduit le nombre de pièces à imprimer pour le robot, passant de 800 à seulement 70 pièces nécessaires.

En utilisant le PLA, les coûts de fabrication étaient élevés à cause de l'assemblage des pièces qui prenait environ une semaine. Depuis que le bras est imprimé avec les imprimantes Markforged, il faut désormais une seule journée pour assembler les pièces du robot. Cette rapidité de fabrication a fait chuter les coûts liés au projet.

L'entreprise fabrique maintenant une dizaine de robot par mois grâce à l'impression 3D, le CEO de Haddington Dynamics considère ses imprimantes Markforged comme entièrement rentabilisées. Pour lui "cette méthode de fabrication change entièrement le modèle de fabrication et son retour sur investissement".

Vers une personnalisation poussée du robot

En plus de réaliser des économies, l'impression 3D permet également une personnalisation sur-mesure du design du robot pour optimiser son utilisation.

C'est le cas pour les doigts du robot, les ingénieurs de Haddington Dynamics sont capables de scanner les pièces que le robot devra saisir afin d'imprimer des formes de doigts en concordance. Il est alors possible d'échanger les différents doigts du robot afin d'optimiser sa fluidité et sa rapidité d’exécution.

La précision des pièces Markforged est le plus gros avantage aux yeux de Haddington. L'entreprise avait besoin d'imprimer une pièce de 3 mm, la Mark Two l'a imprimé avec une précision de 2,99 mm. Le créateur du robot déclare être "surpris par la précision de l'imprimante".

La fiabilité et qualité d'impression de la Mark Two permet d'expédier directement les robots à la sortie d'impression.

Le robot est presque entièrement fabriqué grâce à l'impression 3D développée par Markforged. Le prochain objectif pour Haddington est de "former" leur robot à l'utilisation de la Mark Two. Les bras robotisés seraient alors capable de s'auto produire en utilisant l'impression 3D.

Pour le moment, Dexter est capable de mettre l'impression en pause et d'intégrer l'électronique nécessaire au fonctionnement du bras. Cet objectif qui peut paraître fou ne semble donc pas irréalisable.

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