Utilizzo di un robot a getto d’inchiostro su superfici curve FDM

copyright: © Fraunhofer ILT, Aachen, Germany

Utilizzo di un robot a getto d’inchiostro su superfici curve FDM per ottenere il meglio da entrambi i mondi

Finora, i creatori 3D hanno sperimentato l’ idrografia , l’ appannamento a ultrasuoni e la marmorizzazione dell’acqua come modi per rendere gli oggetti creati con Fused Filament Fabrication (FFF) più visivamente interessanti. Ora, un gruppo con sede in Austria sta sperimentando l’ utilizzo di robot di stampa a getto d’inchiostro per abbellire le creazioni dei designer. La combinazione di FFF per accuratezza dimensionale e resistenza e getto di inchiostro per l’estetica potrebbe essere davvero molto potente.

In un documento della Fraunhofer Direct Digital Manufacturing Conference del 2018 a Berlino, il team ha dettagliato i loro sforzi nello sviluppo di un robot in grado di riconoscere e stilizzare le curve come un artista esperto. Questo robot applicherebbe quindi inchiostri inkjet a stampe esistenti.

Metodi correnti per la progettazione di disegni su superfici FFF
Attualmente, le opzioni più comuni per abbellire oggetti stampati 3D sono l’uso di laser, aria calda o processi chimici o meccanici. Ma dal momento che la stampa 3D e la stampa a getto d’inchiostro sono entrambi processi digitali, l’utilizzo di questi ultimi consentirebbe l’applicazione di diversi disegni a ciascun oggetto unico e potenzialmente su larga scala.

copyright: © Fraunhofer ILT, Aachen, Germany / Volker Lannert

Anche se questo sembra abbastanza semplice, la stampa a getto d’inchiostro rappresenta una sfida particolare per gli oggetti 3D con superfici curve. Tra le varie soluzioni proposte per superare questo problema, il gruppo ha iniziato a intervenire con lo sviluppo di un sistema a getto d’inchiostro alimentato da robot.

Per l’hardware del robot, il team ha optato per una stampante Dimatix con testina di stampa Ricoh Gen 4. Questa testina di stampa è stata scelta per la sua capacità di essere utilizzata in posizione inclinata (essenziale per la stampa su una superficie curva), sistema di riscaldamento dell’inchiostro integrato e dimensioni compatte. Le dimensioni ridotte della testina consentono un miglior controllo tra la testina di stampa e la superficie di stampa.

Le immagini sono state preparate per il robot utilizzando un modulo software che ha convertito la grafica vettoriale in grafica raster. Le immagini raster sono quelle costituite da una griglia rettangolare di pixel e sono l’opposto della grafica vettoriale, costituita da linee, curve e punti 2D. Una volta convertite le risoluzioni grafiche, separati i canali colore e eseguiti i processi di gestione del colore, è possibile iniziare a stampare con il robot.

Innanzitutto, il movimento del sistema è stato testato stampando su una lamina polimerica piatta. A causa delle vibrazioni nel movimento del robot, il disegno della gocciolina stampata non è uscito perfettamente dritto (come desiderato) e ogni linea era leggermente diversa in base al colore utilizzato.

Ciò è dovuto al disegno dell’ugello di Ricoh Gen che ha la fila 2 dell’ugello che si trova tra la fila 1 dell’ugello. Queste righe distinte possono essere fornite con diversi colori di inchiostro, tuttavia la spaziatura tra le file (circa 529 μm) significa che l’inchiostro non viene gettato allo stesso tempo. Sebbene il risultato non fosse perfetto, il team ha notato che la configurazione era ancora utilizzabile e che “si potevano ottenere risultati incoraggianti”.

Per la stampa su un oggetto 3D, il team ha scelto di decorare una scarpa da tennis con un motivo simile all’erba sulla punta e all’interno e quarti esterni. Utilizzando la stessa testina di stampa montata sui robot robotici Universal Robots UR10, Stäubli e Kuka, il prodotto finale è stato incoraggiante, anche se non ricorda vagamente l’arte dello spray per magliette che si vede nei chioschi del centro commerciale locale.

Il team ha anche osservato che, sebbene questa configurazione fosse sufficientemente funzionale, era tutt’altro che ottimale poiché coinvolta in un movimento costante dell’orientamento della testina di stampa, spesso lontano dall’ideale posizione laterale di 90 °.

Il futuro dei robot a getto d’inchiostro 3D (e dell’arte?)
Mentre potrebbe passare ancora un po ‘di tempo prima di vedere disegni a inchiostro vivaci e belli su superfici stampate 3D complesse e sinuose, i primi risultati sono incoraggianti. Come con la stampa 3D, le possibilità sono illimitate, e non è troppo difficile immaginare che la stampa a getto d’inchiostro su oggetti FFF possa diventare un’intera altra forma d’arte in sé e per sé. Si potrebbero usare anche teste a getto d’inchiostro per applicare materiali conduttivi, rivestimenti e forse persino interi componenti elettronici a parti FFF esistenti. Combinando la robustezza, la resistenza, il basso costo e la durata delle parti FFF con la capacità del getto d’inchiostro di aggiungere molti diversi tipi di inchiostri, questo processo potrebbe rivoluzionare radicalmente la stampa 3D. Separando il processo in due fasi potremmo vedere emergere parti funzionali con un’estetica favorevole al consumatore.

Fino ad allora, l’equipaggio austriaco (e probabilmente molti piace) stanno ottimizzando ogni fase e componente del loro processo. Ovviamente faranno anche molti test fino a quando non avranno il loro stato dell’arte nel processo artistico.

Be the first to comment on "Utilizzo di un robot a getto d’inchiostro su superfici curve FDM"

Leave a comment