Odolné proti opotřebení, hygienické, přesné – rychlá výroba součástí tiskem pro testování na covid

• Co bylo zapotřebí: Manipulátor pro robotické rameno
• Výrobní metoda: Selektivní laserové sintrování s práškem na laserové sintrování
• Požadavky: Dobré kluzné vlastnosti, odolnost proti opotřebení, konzistentní přesnost
• Materiál: iglidur I3
• Odvětví: Zdravotnický sektor, robotika
• Úspěšné výsledky spolupráce: Doručení během 24 hodin, cenově výhodná výroba dílů na míru, provoz bez nutnosti mazání

 
Přehled aplikace:
Servisní společnost BoKa Automatisierung GmbH potřebovala pro automatickou testovací stanici na covid s funkcí drive-in manipulátor pro robotické rameno, který by umožňoval přesné podávání testovacích zkumavek testovaným osobám. Bylo zapotřebí, aby manipulátor umožňoval nepřetržitý provoz za účelem maximalizace počtu automatických testů. Rychlá výroba laserovým sintrováním a možnost doručení během jediného dne do pobočky v Kolíně nad Rýnem – to byla zásadní kritéria, která přiměla společnost BoKa vybrat si jako partnera ke spolupráci právě společnost igus. Kromě vynikající odolnosti proti otěru zaujaly naše součásti pevnými mazivy obsaženými ve vysoce výkonných polymerech, což pomohlo splnit hygienické požadavky této testovací stanice.
 

Pohled zepředu a zevnitř na zařízení "DriCoMaTe" společnosti BoKa Automatisierung GmbH v německém městě Dorfprozelten

Problém

V průběhu pandemie koronaviru se testy staly normálními v případech, kdy bylo podezření na infekci. BoKa Automatisierung GmbH, nová průmyslová společnost se sídlem v německém městě Dorfprozelten, vyvinula testovací stanici na covid s funkcí drive-in ("DriCoMaTe") ve snaze ulevit zdravotníkům a ochránit je před nákazou. Šestiosé robotické rameno, které rozdává testovací zkumavky testovaným osobám a vybírá je od nich zpět, vyžadovalo manipulátor, který by zajistil hladký provoz po dlouhou dobu.

Řešení

Díky relativně rychlé výrobě součástí pomocí SLS procesu mohla společnost igus poskytnout prototyp robotického manipulátoru během velmi krátké doby. Vysoce výkonný polymer iglidur I3 se ukázal být vhodným materiálem pro manipulátor, jelikož jeho odolnost proti opotřebení zajišťuje dlouhou životnost i navzdory náročnému provozu. iglidur I3 je atraktivní také díky samomazným vlastnostem, které umožňují lepší hygienický standard testovací stanice.

Zařízení na testování na covid s funkcí drive-in

Testované osoby přijedou k testovací stanici. Tam jsou krok za krokem provedeni procesem odběru vzorku pomocí videoinstrukcí. Zařízení naskenuje ID zaměstnance a vydá mu dezinfekci na ruce. Stanice přiřadí pomocí čárového kódu osobní údaje testované osoby k testovací zkumavce. V této fázi vstupuje na scénu šestiosé robotické rameno s manipulátorem: podá zkumavku uživateli, aby do ni mohl vložit vzorek. Profesionální zdravotník může poskytnutí vzorku monitorovat prostřednictvím kamery, aby byla zajištěna použitelnost vzorku. Poté, co je vzorek úspěšně uložen do zkumavky, ji uživatel vrátí do manipulátoru, který ji uloží zpět do doby, než bude moci být dopravena do laboratoře. Bezkontaktní automatizované řešení jednak ulevuje zdravotníkům, a jednak je chrání před nákazou. Společnost BoKa tvrdí, že proces odběru vzorku trvá čtyři až šest minut. Systém pro testování mohou využívat dva lidé najednou, takže se za 24 hodin vybere asi 500 vzorků.

Šestiosé robotické rameno s manipulátorem vyrobeným z materiálu iglidur I3

Rychlá, cenově výhodná výroba během pandemie

Během současné globální pandemie bylo obzvlášť důležité vyrobit a doručit manipulátor rychle, aby bylo možné testovací stanici představit zdravotnickým zařízením a vládním agenturám. Rychlá výroba laserovým sintrováním a doručení během jediného dne do pobočky v Kolíně nad Rýnem – to byla zásadní kritéria, která přiměla společnost BoKa vybrat si jako partnera ke spolupráci právě společnost igus GmbH. Působivá byla i cenová výhodnost výroby manipulátoru na míru. Na rozdíl od obráběných dílů nevyžadují robotické manipulátory vyrobené 3D tiskem žádné nástroje, což eliminuje náklady na instalaci.

3D model DriCoMaTe

iglidur I3 jako spolehlivá součást v robotickém manipulátoru

Robotický manipulátor je vystaven nepřetržitému zatížení a pohybu, neboť test během 24 hodin podstoupí zhruba 500 osob. iglidur I3, plast 3D tisku odolný proti opotřebení, umožňuje snadné provádění těchto pohybů a zachovává přesnost manipulátoru i v průběhu času. Materiál byl vyvinut přímo pro výrobu dílů citlivých vůči tření. Jeho odolnost proti otěru je až 50krát větší než u ostatních plastů. Proces SLS je možné použít pro přesné přizpůsobení a výrobu vysoce výkonných polymerů podle zákaznických požadavků. Materiál zároveň vykazuje větší stabilitu během použití.  Pevná maziva zabudovaná v plastu umožňují provoz bez externího mazání, což přispívá k vyšší hygieničnosti testovací stanice.

Simon Karl (vlevo) a Severin Bobon (vpravo), výkonní ředitelé společnosti BoKa Automatisierung GmbH