Nötningsbeständiga, hygieniska, exakta - snabbt printade komponenter för covid-testning

• Vad behövdes? Greppdon för en robotarm
• Tillverkningsprocess: Selektiv lasersintring med SLS-pulver
• Krav: Goda glidegenskaper, slitstarkt, jämn precision
• Material: iglidur i3
• Bransch: Medicinsk industri, robotteknik
• Framgånggenom samarbete: Leverans inom 24 timmar, kostnadseffektiv produktion av kundanpassade delar, smörjmedelsfri drift

Applikationen i en överblick:
För en automatiserad drive-in corona-teststation behövde serviceföretaget BoKa Automatisierung GmbH ett gripdon till sin robotarm som exakt fördelar provrören till testpersonerna. Gripdonet skulle kunna köras kontinuerligt för att möjliggöra så många automatiserade tester som möjligt. SLS-processens snabbhet och leverans inom en dag till anläggningen i Köln var de avgörande kriterierna, vilket var anledningen till att företaget bestämde sig för att arbeta med igus. Förutom den höga nötningsbeständigheten imponerade komponenterna också med de fasta smörjmedlen i den högpresterande polymeren, som uppfyller de hygieniska kraven för en sådan teststation.

Under coronapandemin har testning av misstänkta infektioner blivit normen. Det unga industriserviceföretaget BoKa Automatisierung GmbH från Dorfprozelten har utvecklat en automatiserad drive-in-teststation för coronaviruset ("DriCo-Mate") för att skydda sjukvårdspersonalen från infektioner och minska deras arbetsbelastning. För den sexaxliga robotarmen, som ger provrören till testpersonerna och plockar upp dem igen, behövdes ett gripdon för att garantera smidig drift under lång tid.

Tack vare den jämförelsevis höga hastighet med vilken komponenterna tillverkas i SLS-processen kunde igus presentera en prototyp för robotgriparen på mycket kort tid. Samtidigt visade sig den högpresterande plasten iglidur i3 vara ett lämpligt material för gripdonet, eftersom det är slitstarkt och därför garanterar en lång livslängd trots tung användning. Dessutom imponerar iglidur i3 med sina självsmörjande egenskaper, vilket innebär en bättre hygienstandard för teststationen.

Testpersonerna kör till teststationen med bil. Där guidas de genom processen steg för steg med hjälp av videoinstruktioner. ID-kortet skannas och handsprit delas ut. Stationen tilldelar sedan testpersonens personuppgifter till ett provrör med hjälp av en streckkod. Det är här den sexaxliga robotarmen med gripdon kommer in i bilden: den överlämnar röret för oberoende provtagning. Detta kan övervakas av en läkare via kameraöverföring så att testet kan utnyttjas. När provtagningen är klar sätter användaren tillbaka röret och griparen förvarar röret tills det transporteras till laboratoriet. Denna kontaktlösa automatisering skyddar sjukvårdspersonalen från infektioner och minskar arbetsbelastningen för personalen. Enligt BoKa tar en testprocedur cirka fyra till sex minuter. Testsystemet kan användas av två personer samtidigt och kan samla in cirka 500 prover inom 24 timmar.

Speciellt under den pågående globala pandemin var det viktigt att snabbt tillverka och leverera prototypen för gripdonet för att kunna presentera teststationen för medicinska institutioner och myndigheter. SLS-processens snabbhet och leverans inom en dag på anläggningen i Köln var de avgörande kriterierna, vilket var anledningen till att företaget för robotsystem inom samarbetssektorn bestämde sig för att arbeta med igus GmbH. Samtidigt var den kostnadseffektiva produktionen av de kundanpassade griparna övertygande. I jämförelse med frästa delar tillverkas robotgreppen med 3D-printing utan verktyg, dvs. utan extra uppställningskostnader.

Med cirka 500 provtagningar inom 24 timmar utsätts robotens gripdon för ständiga påfrestningar och rörelser. Med den slitstarka 3D-printingplasten iglidur i3 kan dessa rörelser utföras utan problem och utan att förlora precision under en längre tidsperiod. Materialet är speciellt utvecklat för tillverkning av friktionsbelastade komponenter och är upp till 50 gånger mer nötningsbeständigt än andra plaster. Den högpresterande polymeren kan kundanpassas och tillverkas enligt exakta designkrav med hjälp av SLS-processen. Samtidigt är materialet extremt starkt vid användning. De fasta smörjmedlen som är inbäddade i plasten möjliggör användning utan extern smörjning och bidrar därmed till en förbättrad hygienstandard vid teststationen.