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Problème d’ingénierie · FDM, sans pièces mobiles

Préhenseur vortex sans contact VG-90

Publié avec l’autorisation du client.

Un robot doit prélever des bouteilles en verre sur le convoyeur directement à la sortie de l’arche de recuisson : température de paroi 110 °C, surface poisseuse d’aérosol de lubrifiant, temps de cycle 0.9 s. Un préhenseur mécanique marque le verre et se grippe lorsque les pièces se dilatent ; une ventouse ne peut pas assurer l’étanchéité sur le col incurvé.

Résolu en une seule pièce

  1. L’air comprimé à 4.5 bar entre par l’orifice latéral et se répartit dans un collecteur annulaire interne intégré à la paroi.
  2. Six canaux en spirale de longueur appariée (±2 %) conduisent le flux jusqu’à des buses tangentielles — l’écart de débit entre buses reste inférieur à 4 %.
  3. Huit ailettes mettent le jet en rotation pour former un vortex : la pression au centre de la chambre chute à −0.32 bar et la bouteille flotte à 0.4 mm de la face. Force de maintien 9.5 N — une préhension sans contact et sans pièces mobiles.
  4. Le même air balaie la face en continu et évacue la chaleur : le polymère imprimé ne dépasse jamais 65 °C.

Pourquoi la fabrication additive était la seule voie

  • Le collecteur et les canaux en spirale sont enfermés dans le corps — ni le fraisage ni la fonderie ne peuvent produire cette géométrie sans plan de joint ni joints d’étanchéité.
  • Impression bride vers le bas, Z selon l’axe de la pièce : les canaux sont autoportants (porte-à-faux ≥ 42°), aucun support n’est nécessaire et les couches travaillent en compression sous la précontrainte des vis.

Du métal dans la pièce imprimée

  • Quatre douilles M6 en laiton pour la bride ISO 9409-1-50-4-M6 — elles reprennent le fluage du polymère sous une précontrainte de 9 N·m ; posées par insertion à chaud.
  • Un insert fileté G 1/8″ en laiton dans l’orifice, une goupille de positionnement en acier Ø6 h6, une bague d’usure en acier sur la face et trois patins en élastomère — protection contre les contacts accidentels.

Fiche technique

Encombrement
Ø98 × 71 mm
Orifice
+82 mm par rapport à l’axe
Matériau
PA6-CF, remplissage 100 %
Buse / couche
0.4 mm / 0.12 mm
Masse / débit d’air
118 g / 62 l·min⁻¹
Essai
étanche à 6 bar
PA6-CF, corps impriméLaiton : douilles, insert G 1/8″Acier : goupille de positionnement, bague d’usureÉlastomère : patins de face