Progettazione della testina di stampa 3D con estrusore per l’attuazione della stampa 3D da plastica e di riciclaggio per Robot industriali

Repubblica slovacca: nuova testina di stampa per la stampa 3D e il riciclaggio utilizzando i bracci del robot

In ‘ Progettazione della testina di stampa 3D con estrusore per l’attuazione della stampa 3D da plastica e di riciclaggio per Robot industriali ,’ gli autori Martin Pollak Jakub Kaščák, Monika Telišková, e Jozef Tkáč dalla Università Tecnica di Košice, Facoltà di Manufacturing Technologies , stanno esplorando numerosi livelli di stampa 3D ed elettronica integrata, ma approfondendo principalmente l’uso di una testina di stampa in grado di estrudere più tipi di materiale.

Alla fine, la missione degli autori era quella di combinare la stampa 3D con la robotica per creare la testina di stampa, e quindi essere in grado di fabbricare oggetti di grandi dimensioni non limitati da spazi di lavoro più piccoli. Sottolineando che “sotto il termine la produzione additiva le stampanti 3D si nascondono principalmente”, gli autori spiegano gli impatti che tale tecnologia ha avuto sul mondo e “in molte aree dell’attività umana”.

Le divisioni di ricerca e sviluppo, specialmente nelle università e nei laboratori di ricerca, si affidano alla stampa 3D; tuttavia, l’integrazione della robotica è ancora in evoluzione. In questo studio, gli autori hanno proposto di creare una testina di stampa in grado di utilizzare non solo il filamento e il granulato tipici, ma anche materiali riciclati per bottiglie in PET.

L’ugello è il componente principale della testina di stampa:

“L’ugello deve avere buone proprietà termiche e garantire un perfetto surriscaldamento della camera di fusione. Per questo motivo, ottone, alluminio o rame sono più comunemente usati per la loro produzione. Durante il contatto del materiale fuso e plastico con il rame, può verificarsi la sua decomposizione catalitica e quindi è necessario un ulteriore trattamento “, hanno spiegato i ricercatori.

“La testina di stampa proposta apre nuove possibilità per le tecnologie additive. Ci consente di stampare forme alternative e diversi tipi di materiali, mescolarli, aggiungere additivi o cambiarne il colore “.

Sono richiesti i seguenti elementi:

Ricicla con un punto di fusione di 30-300 ° C
Diametro del filamento e del granulato da 0,5 a 5 mm
Ugelli con diametro da 0,2 a 3 mm
Potenziale di produzione su larga scala
Flessibilità nella modifica dopo il test

Processo di produzione del filamento dal granulato

Parti di base della testina di stampa progettata con estrusore

Il team di ricerca si concentra anche sull’uso dei robot oggi, che accompagna la stampa 3D e le tecniche additive, come “l’elemento più flessibile dell’intero settore”. Sottolineando i molti ovvi usi della robotica nel settore automobilistico, i ricercatori spiegano che anche l’elettronica avanzata ha un ruolo in molte applicazioni come l’architettura e l’edilizia. Il ruolo che svolgono nel riciclaggio può essere sostanziale, così come sono in grado di eseguire una varietà di azioni.

Anche la simulazione software svolge un ruolo importante, in particolare per i processi di automazione che integrano la robotica. I ricercatori utilizzano RoboDK, disponibile come “soluzione di programmazione offline”, oltre a offrire il potenziale per la creazione di un linguaggio specifico per robot. Il movimento può essere creato tramite simulazione o tramite codice Python . Il programma di simulazione è “estremamente versatile” e attualmente supporta oltre 200 sistemi robotici industriali.

“Per creare un progetto di simulazione di stampa 3D, è importante rendersi conto che non solo viene implementato il disegno robotizzato virtuale stesso, ma il prodotto finale del progetto di simulazione è generare un vero programma robot che stamperà l’oggetto 3D selezionato usando l’estrusore Prototipo di testina di stampa 3D “, affermano gli autori.

Implementazione di simulazione e progettazione di generazione di programmi per esigenze di stampa 3D da parte di robot industriali selezionati nel software RoboDK.

Mentre la loro ricerca è costantemente focalizzata sulla robotica, gli autori si rendono conto che mentre la maggior parte è già consapevole degli impatti significativi che la stampa 3D avrà in tutto il mondo, ci sono ancora ampie opportunità di ricerca e sviluppo per quanto riguarda hardware, software e materiali. Gran parte dei continui sforzi di progettazione saranno incentrati sui viali di stampa 3D come il design della testina di stampa e l’utilizzo del materiale. In questo studio, sono state richieste personalizzazioni specifiche per l’integrazione della robotica.

“Nel progetto, è stato necessario prestare attenzione alle dimensioni e al peso massimo della testa realizzata, per quanto riguarda il suo fissaggio alla flangia del braccio robotico. Per questo motivo, oltre al design della testina di stampa stessa, è stato anche proposto di progettare il design dell’estrusore come mezzo per trasformare il materiale di alimentazione in fusione, che verrà applicato alla superficie di lavoro tramite un ugello opportunamente selezionato ( la dimensione dell’ugello dipenderà dal tipo di materiale per fornire la stampa 3D) dopo la parola ”, hanno concluso i ricercatori.

“Il movimento principale della stampa di oggetti 3D sarà assicurato da un braccio robotico basato sul programma, creato da una soluzione software adeguata. Il risultato del progetto sarà l’implementazione della stampa 3D con un sistema di stampa 3D progettato per la stampa di componenti sovradimensionati utilizzando vari materiali riciclati e la loro applicazione, con la testina di stampa proposta. Il concetto proposto consentirà di distribuire e stampare vari tipi di plastica e altri materiali, comporre e sviluppare ulteriormente nel campo delle tecnologie additive. “

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