Additive Fertigung Leichtes Greifersystem für mindestens 5 Mio. Arbeitszyklen

Strömt Druckluft in die flexible Mem­bran, öffnen sich die Zangen des Greifers; entsprechend schließt das System bei Abfall der Druckluft.
Strömt Druckluft in die flexible Mem­bran, öffnen sich die Zangen des Greifers; entsprechend schließt das System bei Abfall der Druckluft.

Kuhn-Stoff überarbeitete für einen Hersteller von Robotern einen mechanischen Greifer, der Werkstücke aus einer Fertigungsmaschine über einen pneumatischen Mechanismus anhebt, weiterreicht und wieder ablegt. Anforderung: Der Greifer sollte leichter sein als sein Vorgänger, aber weiterhin die geforderten Lasten bewegen können.

Die Kuhn-Stoff GmbH & Co KG hat sich ganz dem Sondermaschinenbau unter Einsatz der additiven Fertigungstechnologie der EOS GmbH verschrieben. Bei dem Verfahren härtet ein Laserstrahl Schicht für Schicht das jeweilige Bauteil für die Maschinen aus einem Kunststoffpulver aus. Auf diese Weise hat Kuhn-Stoff (www.kuhn-stoff.de) für die Nürnberger Wittmann Robot Systeme GmbH einen extrem leichten, kräftigen und haltbaren Bronchialgreifer entwickelt und produziert. Vier dieser Greifer sitzen auf einem Haltegerüst mit inte­grierter pneumatischer Führung.
Die Mitarbeiter von Kuhn-Stoff hatten es sich deshalb zum Ziel gesetzt, das aufwendig konstruierte Vorgängerbauteil aus Aluminium, Gummischläuchen und Verbindungselementen signifikant einfacher zu gestalten und dadurch auch Gewicht zu sparen. Eine weitere Gewichtseinsparung sollte durch die strukturelle Optimierung der verbliebenen Teile erreicht werden – einer der zentralen Vorteile der additiven Fertigung. Schnell war absehbar, dass der neue Greifer in einem Stück, also ohne Nachbearbeitung oder weitergehende Montage, hergestellt werden kann.

Anzahl der Teile auf zwei reduziert
Die Schichtbauexperten von Kuhn-Stoff untersuchten zunächst die Funktionsweise und dann auch den späteren Arbeitsauftrag des Greifers: Strömt Druckluft in eine flexible Membran, so öffnen sich die Zangen des Greifers (Bild 1); entsprechend schließt das Greifersystem bei Abfall des Luftdrucks wieder. Neben der Flexibilität des Kunststoffes sollte das Bauteil zudem um 90° drehbar sein, um den zugehörigen Bewegungsvorgang durchführen zu können. Unter Berücksichtigung dieser Vorgaben gelang es, die Zahl der zur Realisierung erforderlichen Bauteile auf zwei zu ­reduzieren.