NTU Singapore Researchers Kontynuuj rozwój równoczesnych mobilnych robotów do druku 3D

Zespół ds. rozwoju technologii NTU w Singapurze w zakresie drukowania 3D (SC3DP) jest kierowany przez adiunkta Phama Quanga Cuonga i Szkołę Inżynierii Mechanicznej i Lotniczej NTU, która również pracowała nad projektem współpracy wiosną tego roku, w którym połączono dwa autonomiczne ramiona robotyczne krzesło IKEA w mniej niż 9 minut.

Profesor Pham wyjaśnił: "Wyobraziliśmy sobie zespół robotów, które można przetransportować do miejsca pracy, wydrukować duże kawałki betonowych konstrukcji, a następnie przejść do następnego projektu po wydrukowaniu części

"Badania te opierają się na wiedzy, którą uzyskaliśmy od opracowania robota, który może samodzielnie montować fotele Ikea. Ale ten najnowszy projekt jest bardziej złożony pod względem planowania, realizacji i na znacznie większą skalę. "

Metoda zespołowa równoczesnego lub roju drukowania 3D kładzie podwaliny mobilnym zespołom robotów budowlanych 3D drukuje jeszcze większe konstrukcje, takie jak pełne budynki, w przyszłości. W tej chwili duże drukarki 3D, które są większe niż obiekty, które budują, są wymagane do tworzenia dużych konstrukcji betonowych. Ponieważ większość placów budowy ma do pokonania ograniczenia przestrzenne, nie jest to naprawdę wykonalna metoda produkcji.

"Skalowalność to problem wspólny dla większości istniejących procesów drukowania 3D, gdzie rozmiar projektu jest ściśle ograniczone objętości komory drukarki 3D. Ta kwestia jest bardziej widoczna w branży budowlanej, gdzie niepraktyczne jest posiadanie drukarek, które są większe niż rzeczywiste budynki - wyjaśnia streszczenie artykułu zespołu.

Ale do drukowania 3D używa się kilku robotów mobilnych jednocześnie oznacza to, że większe konstrukcje, takie jak specjalne fasady i elementy architektoniczne, mogą być budowane w dowolnym miejscu, pod warunkiem, że miejsce pracy ma wystarczająco dużo miejsca, aby roboty mogły się przemieszczać. Możliwe będzie także tworzenie konstrukcji na żądanie przy znacznie szybszym tempie.

W ciągu zaledwie ośmiu minut roboty zespołu NTU w Singapurze były w stanie wydrukować betonową strukturę za pomocą specjalnie opracowanej mieszanki cementu , mierzone 1,86 x 0,46 x 0,13 m. Wzmocnienie konstrukcji zajęło dwa dni, a tydzień, aby uzyskać pełną wytrzymałość, zanim został uznany za gotowy do instalacji. Trójwymiarowy drukowany zespół cementowy zespołu umożliwia również tworzenie unikatowych projektów, których nie można ukończyć przy użyciu tradycyjnych metod odlewania.

Oczywiście nie jest łatwo używać dwóch robotów mobilnych do równoczesnego drukowania 3Dbetonowa struktura. Oba roboty muszą przesunąć się na pozycję i rozpocząć drukowanie bez wpadania na drugie. Dodatkowo, nie można było drukować struktury w oddzielnych segmentach, ponieważ połączenia między częściami nie byłyby prawidłowo wiązane, gdyby materiał nie zachodził na siebie podczas drukowania 3D.

Proces wieloetapowy zespołu rozpoczyna się od za pomocą komputera mapować projekt i przypisać każdemu robotowi określoną część drukowania 3D. Następnie używany jest specjalny algorytm, aby upewnić się, że roboty nie będą kolidować podczas drukowania. Aby uzyskać optymalną konsystencję, wyspecjalizowaną mieszankę z płynnego betonu należy równomiernie mieszać podczas mieszania i pompowania.

Po przygotowaniu materiału roboty przesuwają się z dokładnym pozycjonowaniem i rozpoczynają Drukowanie 3D części, upewniając się, że wyrównanie jest poprawne, a połączenia właściwie się nakładają.

Gdy łączysz przełomowe technologie Przemysłu 4.0, takie jak drukowanie 3D z innymi, takimi jak sztuczna inteligencja, robotyka, nauka o materiałach i zielone metody produkcji, możliwe jest posunięcie ich wszystkich jeszcze wyżej.

"Ten wieloskładnikowy projekt drukowania robota jest wysoce interdyscyplinarny, wymagający robotów do pracy z naukowcami zajmującymi się materiałami, aby zrobić beton do drukowania. Aby osiągnąć końcowy efekt silnej konstrukcji betonowej, musieliśmy połączyć swoją wiedzę z inżynierami mechanicznymi i ekspertami w dziedzinie inżynierii lądowej, "powiedział profesor Chua Chee Kai, dyrektor wykonawczy Singapore Center for 3D Printing.

"Taka innowacja pokazuje branży, co jest teraz możliwe, i udowadnia, co jest możliwe w przyszłości, jeśli będziemy kreatywni w opracowywaniu nowych technologii w celu wzmocnienia konwencjonalnych metod budowy i budowy."

Zespół NTU w Singapurze teraz skupiamy się na integracji większej liczby robotów z drukowaniem 3D większych struktur, a także ulepszeniu materiału betonowego, aby zapewnić szybsze utwardzanie i dalszą optymalizację algorytmu drukowania 3D w celu zapewnienia stałej wydajności. National Support Foundation, Singapur (NRF Singapore) i Sembcorp Design and Construction, ważny partner w badaniach przemysłowych SC3DP, wspierają projekt.