Износостойкие, отвечающие гигиеническим требованиям, точные - оперативно изготовленные на принтере компонентов для анализов на коронавирус

• Что требовалось: захват для робота-манипулятора
• Способ изготовления: Селективное лазерное спекание в порошковом слое
• Требования: хорошие скользящие свойства, износостойкость, постоянная точность изготовления
• Материал: iglidur I3
• Отрасль: медицина, робототехника
• Успех благодаря сотрудничеству: поставка в течение 24 часов, экономичное производство деталей по индивидуальному заказу, в процессе эксплуатации не требуется смазка

 
Обзор варианта применения:
Для автоматической лаборатории тестирования на коронавирус в режиме drive-in, сервисная фирма BoKa Automatisierung GmbH нуждалась в захвате для робота-манипулятора, который бы с высокой точностью подавал пробирки с тестом испытуемому. Захват должен был поддерживать непрерывную работу, чтобы максимально увеличить количество автоматических тестов. Скорость лазерного спекания и тот факт, что доставка готового изделия была возможна в течение одного дня до Кельна, стали решающими критериями, которые побудили BoKa выбрать igus в качестве партнера по сотрудничеству. Помимо высокой стойкости к истиранию компоненты содержат твердые смазочные материалы, содержащиеся в высокоэффективном полимере, что помогает обеспечить соответствие гигиеническим требованиям подобной тестовой лаборатории.
 

Вид снаружи и внутри оборудования "DriCoMaTe" компании BoKa Automatisierung GmbH, расположенного в Дорфпроцелтене, Германия

Проблема

Во время пандемии коронавируса тесты стали нормальным явлением при подозрении на инфицирование. BoKa Automatisierung GmbH, молодая сервисно-промышленная компания из Дорфпроцельтена, Германия, разработала проект тестовой лаборатории, работающей в режиме drive-in ("DriCoMaTe") с целью высвобождения медицинского персонала и защиты его от заражения. Робот-манипулятор с возможностью перемещения по шести осям, который передает пробирки с тестами пациентам и получает их обратно, должен был иметь такой захват, который бы в течение длительного времени мог совершать плавные движения.

Решение

По причине требования оперативного изготовления каждого компонента их производство осуществлено в рамках процесса SLS , компании igus удалось презентовать прототип захвата робота-манипулятора в кратчайшие сроки. iglidur I3, высококачественный полимер, доказал пригодность в качестве материала для изготовления захвата, поскольку обладает свойствами износостойкости, что обеспечит длительный срок службы изделия, несмотря на активное использование. iglidur I3 также привлекателен за счет наличия смазывающих веществ в его составе, а это означает выполнение гигиенических требований лаборатории.

Работа лаборатории тестирования на коронавирус drive-in

Пациенты заезжают в лабораторию на автомобиле. Им предлагается посмотреть пошаговую видеоинструкцию для знакомства с последовательностью действий. Сканирование ID-документа и предложение дезинфекции рук. Затем на базе персональных данных за счет считывания бар-кода пациенту выдается соответствующая пробирка с тестом. В этот момент в процедуру включается шестиосевой робот-манипулятор: именно он выдает пациенту пробирку для сбора биопробы. Врач следит за процессом взятия анализа, чтобы убедиться, что соблюдаются правила взятия пробы. После размещения пробы в пробирке пользователь вновь устанавливает ее в захват, который перемещает ее в отсек хранения проб для дальнейшей транспортировки в лабораторию. В результате исключается контакт с инфекцией, а это означает высвобождение и защиту медицинского персонала. BoKa утверждает, что процедура взятия пробы для анализа занимает четыре - шесть минут. Система может осуществлять забор проб у двух пациентов одновременно, а это порядка 500 проб в течение 24 часов.

Шестиосевой робот-манипулятор с захватом из материала iglidur I3

Быстрое и экономичное изготовление изделия во время пандемии

Во время текущей пандемии особую важность приобретает производство и поставка манипулятора в сжатые сроки, чтобы оснастить автоматическими лабораториями медицинские учреждения и правительственные агентства. Быстрый процесс лазерного спекания и поставка готового изделия в течение суток в район Кельна были основными критериями, почему компания BoKa выбрала в качестве партнера igus GmbH. В то же время экономичное производство манипулятора по специальному заказу не имело равных. В отличие от машинной обработки компонентов изготовленные на 3D-принтере захваты для робота-манипулятора не нуждаются в инструментальной обработке, что тоже экономит ресурсы.

3D-модель DriCoMaTe

iglidur I3 в качестве надежного компонента для захвата у робота-манипулятора

В лаборатории проводится порядка 500 тестов в течение 24 часов, захват робота-манипулятора подвергается постоянным нагрузкам и совершает перемещения. iglidur I3, износостойкий полимер для 3D-печати, позволяет захвату легко совершать указанные перемещения, при этом точность выполняемых захватом движений не снижается в течение всего срока службы. Данный материал специально разрабатывался для производства чувствительных к истиранию компонентов, ведь у него стойкость к абразивному износу до 50 раз выше, чем у других полимеров. Технология SLS позволяет с высокой точностью адаптировать изделия с учетом требований, при этом изделия производятся из высококачественного полимера. Одновременно материал демонстрирует свойства высокой прочности при применении.  Содержащаяся в его составе твердая смазка позволяет отказаться от смазки в процессе эксплуатации, в результате соблюдаются принятые для лабораторных комплексов более строгие гигиенические требования.

Симон Карл (слева) и Северин Бобон (справа), управляющие BoKa Automatisierung GmbH