Haply Robotics：使用 Fuse 1 快速制作原型 | FormLabs
在本篇文章中，我们将了解 Haply Robotics 公司如何使用各种 3D 打印技术，以及他们购买 Fuse 1 的原因。
通过整合计算机科学和工程学，机器人技术在医疗保健行业大有可为。从给病房消毒到作为实验室助手进行操作，机器人可以满足广泛的医疗保健应用需求。在外科手术等高风险医疗程序中，精确度就是一切。在北美，与医疗相关的失误每年造成 40 多万人死亡，是仅次于癌症和心脏病的第三大非正常死亡原因。机器人技术能提供哪些帮助？
在 Haply Robotics是一家总部位于蒙特利尔的公司，成立于 2018 年，机器人帮助外科医生完善手术程序。Haply Robotics公司正在打造下一代物理模拟控制台，使全球200多万外科医生能够利用最先进的虚拟和增强现实技术完善260多种外科手术。被称为 "外科医生的 PlayStation"，Haply 反向力反馈控制台允许外科医生在进行手术前模拟手术，目的是降低病人的风险并缩短手术时间。
Haply Robotics 公司将三维打印技术引入公司内部，用于快速原型制作，并在其项目中部署了 FDM、SLA 和 SLS 三维打印技术。在这篇文章中，我们将了解 Haply Robotics 如何使用各种 3D 打印技术，以及他们购买 Fuse 1 的原因。
开始与 COVID-19 通风设备开发合作
Haply Robotics 公司机械工程主管 Felix Desourdy 说，他是在 2018 年认识 Colin Gallacher 和 Steve Ding 这两位 Haply Robotics 公司的联合创始人的。"我们是在加拿大国家研究委员会认识的，当时我们在一个团队工作，为医疗手术模拟进行触觉开发。我们都是新时代的粉丝，能够设计一些东西并快速迭代，能够做一个又一个原型，以产生我们想要做的完美想法。"
2020 年，该团队与加拿大政府的一项重要合作被搁置，他们决定利用自己的设计和机器人技术，参加 CODE LiFE 呼吸机挑战赛--该挑战赛呼吁设备公司设计一种低成本、简单、易于使用和易于制造的呼吸机，为 COVID-19 患者服务。
共收到来自 94 个国家的 1,000 多个团队的 2,600 多份报名表。 Haply 的设计在兼顾设计和操作简便性、生产成本和培训便利性的基础上脱颖而出，成为其中的佼佼者。
"我们参加 CODE LiFE 呼吸机挑战赛的经历极具挑战性，但也是我们团队经历过的最有价值的经历之一。我们的动力来自于 COVID-19 所强调的发达国家和发展中国家在获得呼吸机等基本医疗技术方面的差距。我们非常感谢组委会，特别是 Reza Farivar 教授、蒙特利尔综合医院基金会、RI-MUHC 和麦吉尔大学工程学院，感谢他们组织了这么有意义的活动，"Haply Robotics 的联合创始人 Colin Gallacher 说。
Haply 利用三维打印技术帮助他们开发呼吸机，使用 Form 3 和 Tough Resin 制作机器内部零件。有了内部三维打印技术，团队就能为呼吸机内部创建最终使用的部件，从而迅速完成设计，赢得比赛，并在大流行期间提供更多的通风设备。
Haply 通风设备的 3D 打印内部结构。
"韧性树脂对这个项目来说非常棒，因为它可以密封。我们可以在树脂上钻孔，插入配件，而且不会漏水。它与 ABS 非常相似，"Desourdy 说。
快速成型完美设计
团队从 COVID-19 呼吸机的开发中汲取经验，继续开展他们的主要项目：医疗手术模拟触觉开发。
快速原型设计这是 Haply 投资内部三维打印技术的主要原因；团队使用桌面打印机打印复杂部件的多次迭代，直到找到完美的形状。Desourdy指出了迭代是关键的两个主要原因：人体工程学和实现正确的几何形状，他说："我们是新时代设计的拥护者：生成一个又一个原型，直到找到完美的形状。我们制作的所有产品都非常适合 3D 打印。
Haply 的反向力反馈控制台经历了数十次迭代
团队最初投资于 FDM 打印机因为它们价格低廉，打印速度快。这些机器最初满足了团队快速制作原型的目标。然而，随着时间的推移，该团队希望制作出更像外观、更像作品的原型，这就需要更高质量的打印。他们最终购买了一台 Form 2，然后又购买了一台用于高分辨率打印的 Form 3。
"我们经常在人的双手周围工作，尤其是在手术模拟器中。你必须能够反复迭代，"Desourdy 说。"我们一直在反复迭代更坚硬的设备，并对其坚硬的原因有了更多的了解，但一开始并没有改变材料，也没有为你想要做的事情准备正确的几何形状。在我看来，你需要不断改进以获得更好的几何形状，当我们完成后，很容易改变材料以获得更硬的东西。但要改变几何形状，就需要更进一步才能做到这一点。
封闭式机械臂
使用保险丝制作最终用户部件原型 1
随着 Haply Robotics 公司继续为其机械臂制造原型，他们将 SLS 3D 打印技术与 Fuse 1 结合在一起。这是因为在 Fuse 1 上制造的尼龙零件更接近团队所需的最终产品。在此之前，他们通过外包的方式使用尼龙制作原型，这带来了一系列问题。"有了 Fuse 1，我们的原型制作水平又上了一个新台阶。我们只需两天而不是五天就能得到一个零件，而且我将得到的是更接近最终产品的尼龙材料。由于打印机是内部的，你可以了解机器和材料的公差。一切的精确度都要好得多，"Desourdy 说。
团队利用 Fuse 1 打印出了一个功能按钮。
Desourdy 补充说，外包意味着对结果的控制较少。"他说："当你发送出去时，你不一定有正确的方向或正确的规格，你也不知道代理公司会有什么样的打印机，或者他们对打印机的维护有多好，所以你不知道你得到的结果是什么。"我认为，能够快速迭代这些东西是最有价值的。
对于像 Haply Robotics 这样规模虽小但正在发展壮大的公司来说，另一个需要考虑的问题是其不断发展壮大的办公室往往空间狭小。大多数传统的 SLS 3D 打印机都会占用大量空间，往往难以容纳。Fuse 1 体积相对小巧，却能提供高水平的输出。"Fuse 非常不错，因为它并不大。它比普通的桌面 3D 打印机占用更多空间，但老实说，如果你把它与任何从事这种类型生产的工业机器相比，它都非常小，"Desourdy 说。据他说，团队确实考虑过投资一台惠普 SLS 打印机，但机器的庞大体积是一个障碍。他补充说："当你开始关注工业级机器时，Fuse 1 与其他机器相比就显得很小了。
Haply 公司的产品负责人杰西卡-亨利（Jessica Henry）说，使用 Fuse 1 进行三维打印简化了他们的流程并使之自动化。亨利说，捕捉细节，无论多么微妙，都是 3D 打印的关键。"亨利说："我们可以改变一个小细节，就能让机械臂完全平稳地运行，我们甚至可以在每次打印时改变最小的细节。利用 Fuse 1，团队可以在每个打印周期打印多个部件，从而扩大了一次生产机械臂的数量。要达到这样的产量水平，该团队需要购买多台 FDM 机器，但仍然无法达到零件性能要求。
最后，与 FDM 和 SLA 相比，Fuse 1 的另一大优势是零件上没有支撑结构。
Desourdy 说他马上就注意到了这一点："如果我为 FDM 进行设计，我知道我需要一个平面来支撑，否则一个平面会很难看。即使是树脂打印机，也需要有一面用来支撑。Fuse 1 改变了我设计零件的方式，因为它打印时不需要支撑物。无论从哪个方向打印，细节都能保留。这一改变甚至影响到了设计过程，Desourdy 补充说："我对 3D 打印过程的担心减少了，我更专注于设计，这才是我想要专注的。
为了进一步让原型栩栩如生，该团队正在研究对后处理部件进行染色或喷漆的解决方案。
用尼龙印制并喷漆的机械臂外壳。
进一步了解 Fuse 1
虽然 Fuse 1 目前主要用于原型开发，但 Haply Robotics 公司已将 Fuse 1 用于最终零件的生产。"就我所见，它将很容易用于小批量制造。这将会非常有趣。有一部分用于原型制造。Desourdy 说道。亨利补充说："如果你能随时在机器上添加或调整零件，产品就永远不会过时。
Fuse 1 目前正被一系列医疗保健领域的制造商所采用，其中包括从事医疗器械生产的公司。这些公司包括 部分手部解决方案和 Tension Square等公司正在使用 Fuse 1 制造病人专用的假肢解决方案和塌陷肺支持设备，首次将 SLS 3D 打印技术引入公司内部。
"我一直想要一台 SLS 打印机，但目前的价位还无法实现。Fuse 1 非常适合像 Partial Hand Solutions 这样的小型企业。
