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Incaricata da Prensilia di conferire design ed estetica ai suoi bracci robotici, Elastico Disegno aveva bisogno di un sofisticato software CAD 3D che le consentisse di accelerare lo sviluppo del prodotto progettando parti meccaniche e anatomiche in un unico ambiente.

La libertà di progettazione e i materiali di qualità forniti dalle soluzioni di stampa 3D HP Jet Fusion consentono a Prensilia ed Elastico Disegno di creare una mano robotica chiamata "Mia"

Introduzione

Prensilia è un ramo della Scuola Sant'Anna di Pisa fondata nel 2009, che produce mani artificiali e le vende ad aziende specializzate in dispositivi protesici e ricerca.
Con un background di ricerca accademica, i membri del team di Prensilia beneficiano di una combinazione di accademia e business che rende Prensilia una delle poche aziende redditizie nel settore delle mani artificiali a basso volume, producendo decine di dispositivi all'anno con funzionalità ed estetica eccezionali. Elastico Disegno è una società di consulenza per il design e l'innovazione fondata a Torino nel 1998.
Contattata da Prensilia per portare il design e l'estetica ai suoi bracci robotici, Elastico Disegno ha aiutato Prensilia a utilizzare pienamente la stampa 3D per accelerare lo sviluppo del prodotto.

Sfida

Nel 2012 Prensilia si è posta l'obiettivo di sviluppare una mano robotica che fosse leggera, altamente funzionale, esteticamente attraente e strutturalmente solida per proteggere i componenti meccanici ed elettronici interni del dispositivo, con costi minimi per la produzione in piccola serie.
Una sfida del genere avrebbe richiesto a Elastico Disegno, incaricato da Prensilia, di superare i limiti dei metodi di produzione tradizionali e di altre tecnologie di stampa 3D a filamento, come l'incapacità di adattare perfettamente le coperture esterne alla forma della meccanica interna, mantenendo un'eccezionale qualità superficiale.
La creazione della forma della mano e del design interno che deve adattarsi ai componenti interni ha richiesto un software CAD 3D molto sofisticato, come PTC Creo.
Elastico Disegno ha scelto di utilizzare PTC Creo perché permetteva di progettare parti meccaniche e parti anatomiche in un unico ambiente, accelerando così lo sviluppo e riducendo al minimo il numero di componenti necessari; di dimensionare in modo flessibile il prodotto per adattarlo a eventuali modifiche dei componenti; di comunicare direttamente con i reparti di sviluppo tecnico e di scambiare facilmente dati con il cliente per accelerare le iterazioni di progettazione. br Il progetto ha permesso di ottenere parti anatomiche sufficientemente resistenti da proteggere e fornire supporto strutturale alle parti meccaniche; geometrie complesse in grado di adattarsi ai componenti meccanici di Mia senza comprometterne l'aspetto; iterazioni e produzioni rapide; produzione economica per serie limitate.

Soluzione

Mia è dotato di sensori in titanio innestati su un impianto transradiale tra il gomito e il polso. I cavi e gli elettrodi che collegano i muscoli e i nervi passano attraverso le due ossa dell'avambraccio (l'ulna e il radio) prima di raggiungere la mano robotica, restituendo le informazioni catturate dalle dita e migliorando il movimento.
Le funzioni di modellazione "freestyle" disponibili con PTC Creo hanno permesso di progettare facilmente la parte anatomica, garantendo forma e proporzioni umane e coerenza dall'idea alla progettazione fino al prodotto finale.
A causa della complessità della maggior parte delle parti di Mia, Prensilia ed Elastico Disegno hanno ritenuto che la fabbricazione additiva fosse l'unica tecnologia di produzione praticabile per questo progetto. Il passaggio dall'ambiente di progettazione al prototipo o al prodotto finito è stato fluido grazie alla capacità di PTC Creo di ottimizzare i componenti per i lavori di stampa nella stessa sessione di progettazione e di standardizzare la geometria attraverso i file 3MF.
Le coperture esterne della mano e delle dita sono state realizzate con la tecnologia HP Multi Jet Fusion con il materiale HP 3D HR PA 12, che combina resistenza e supporto strutturale e una finitura superficiale che garantisce l'estetica desiderata da Prensilia. Questi componenti includono parti soggette a usura, come bottoni e bottoni automatici, che hanno superato tutti i test di funzionalità.
Le parti morbide dei polpastrelli di Mia sono realizzate con stampi in silicone, anch'essi prodotti con HP Multi Jet Fusion e HP 3D HR PA 12. Secondo Prensilia, la sostituzione degli stampi in metallo con quelli in plastica ha ridotto l'investimento necessario e i tempi di produzione, senza compromettere le prestazioni e la finitura superficiale.
Nel 2019 Mia ha ricevuto il Red Dot Award, un premio internazionale di design per il design di prodotto, il design della comunicazione e i concetti di design. Ogni anno, il "Red Dot Award: Product Design" viene assegnato ai migliori prodotti dell'anno con una qualità di design eccezionale.

Risultato

Secondo Guido Cherici, Partner di Elastico Disegno, "PTC Creo ci ha permesso di mostrare l'importanza del design italiano, di dargli forma con un prodotto straordinario e di comunicarlo con lo stesso linguaggio degli sviluppatori tecnici" . La prima volta che abbiamo provato Mia su un paziente, la reazione è stata: "Che leggerezza!"" , ha dichiarato Marco Controzzi, fondatore di Prensilia. "Abbiamo raggiunto il livello di robustezza desiderato grazie al miglioramento della meccanica interna e alla stampa 3D dell'involucro esterno con HP Multi Jet Fusion, che consente di combinare rigidità e finitura superficiale. " Controzzi considera anche la capacità di iterare rapidamente un importante vantaggio della tecnologia HP Multi Jet Fusion. "Un altro importante vantaggio offerto dalla stampa 3D a prodotti di frontiera tecnologica come il nostro è la possibilità di offrire ai clienti prodotti aggiornati" , ha dichiarato Controzzi. Mia è in fase di sperimentazione in Svezia nell'ambito del progetto di ricerca europeo DeTOP (Dexterous Transradial Osseointegrated Prosthesis with neural control and sensory feedback).

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