Sandia National Laboratories opracowuje modułowy robot do szybkiego testowania trójwymiarowych elementów drukowanych

System powstał w wyniku pracy Sandia'ego, naukowca zajmującego się materiałami, autorstwa Brad Boyce'a, która rozpoczęła się wiosną 2015 roku. Boyce pracował nad projektem poprawy kwalifikacji niestandardowych części drukowanych 3D

"W tradycyjnej produkcji Metali, istnieje wiele doświadczeń i finezji w kontroli procesu produkcji metali o jednolitych właściwościach ", powiedział. "Kiedy poszliśmy do produkcji laserów, musieliśmy zrobić krok do tyłu i ponownie przemyśleć kwalifikację."

Boyce już opracował maszynę do wysokowydajnych testów rozciągania, ale zdał sobie sprawę, że potrzebuje bardziej elastycznego ogólnego rozwiązania , więc zaczął pracować z grupą robotyków Sandii.

"Kiedy już zaangażowaliśmy się w automatyzację, zdaliśmy sobie sprawę, że bariery można przezwyciężyć. Tak, zainwestowaliśmy trochę czasu i pieniędzy, ale prawdziwym wyzwaniem było wyrwanie się z myślenia "zwykłego biznesu" do zrozumienia, że ​​potrzebujemy szybszego rozwiązania - powiedział Boyce.

Sześciokątna komórka robocza ma sześć płatkowych stanowisk pracy, które otaczają robota pośrodku. Każde stanowisko robocze może mieć inny komercyjny lub niestandardowy system testowania i można je zamieniać i wymieniać w zależności od rodzaju wymaganej pracy. Wiele stanowisk roboczych można również łączyć w strukturę podobną do plastra miodu. Projektem komórki roboczej kierował inżynier mechanik Sandia, Ross Burchard, który zbadał wiele różnych konfiguracji przed podjęciem decyzji w sprawie sześciokąta.

"Moje wyzwanie polegało na: Jak wymyślić komórkę roboczą z jednym robotem i wiele stacji testujących, które są również modułowe i skalowalne? "Burchard powiedział.

Burchard i jego zespół korzystali ze sprzętu z półki, gdy tylko było to możliwe, aby oszczędzać pieniądze podczas budowy stanowiska pracy. Oprócz sześciokątnej płyty podłogowej i cokołu dla robota, kurtyny bezpieczeństwa zostały zainstalowane wszędzie tam, gdzie człowiek może wchodzić w interakcję z robotem. Jeśli dana osoba dotrze do celi pracy lub jeśli zrobi to robotyczne ramię, wiązka światła zostanie zerwana, a robot automatycznie się zatrzyma, ponieważ Tim Blada, robototechista kierujący projektem interfejsu oprogramowania, podkreśla bezpieczeństwo funkcja.

"Bezpieczeństwo jest zawsze naszym priorytetem numer 1. Każda linia kodu, którą piszemy, każdy kawałek mechanicznego mocowania, który robimy, jest zawsze bezpieczny przede wszystkim ", powiedział. "" Jak to jest bezpieczne? Czy mogę to zrobić bez ryzyka obrażeń? "

Do końca tego lata Blada ma nadzieję na interfejs użytkownika, który pozwoli każdemu umieścić swoje części na tacy w częściachstojak, wybierz kilka testów i automatycznie otrzymuj dane w procesie, który nie wymaga od każdego użytkownika bycia ekspertem. Chce także, aby architektura oprogramowania była modularna, dzięki czemu można łatwo dodawać nowe moduły i testy.

Prototyp Alinstante ma tylko dwie stacje testowe i stojak, w którym użytkownicy mogą umieszczać swoje części. Pierwsza stacja jest strukturalnym skanerem światła, który może przekształcić skanowanie w model 3D w celu bezpośredniego porównania ilościowego z oryginalnym projektem. Drugi to ramka obciążeniowa do testowania właściwości fizycznych, takich jak testy rozciągania i ściskania. Następnie zespół chce dodać spektrometr z wywołanym laserem spektrometru, który może określić konsystencję partii do partii w składzie chemicznym części w minimalnie destrukcyjny sposób.

"Sandia ma laboratoria badawcze, które mogą wykonać wszystkie te testy; zaplanowanie każdego z nich zajmie jednak kilka tygodni, co może przyczynić się do jednego lub dwóch miesięcy testów "- powiedział Burchard. "Alinstante może zmniejszyć obciążenie związane z harmonogramowaniem podczas testowania, znacznie przyspieszając czas przetwarzania."

System może również zmniejszyć błąd człowieka i uzyskać bardziej spójne, powtarzalne dane niż ludzie.

"W tej chwili Alinstante naprawdę tylko drapie powierzchnię tego, co może być", powiedział Boyce. "Moglibyśmy zintegrować drukarkę, systemy przetwarzania - takie jak piec do obróbki cieplnej lub szlifierkę - i wiele innych testów końcowych."

Dodatkowe testy, które zespół może dodać do Alinstante obejmują prześwietlenie tomografia, badania korozyjne i pomiary gęstości. Obecnie szukają partnerów, którzy będą wspierać rozwój nowych modułów.

Blada jest zainteresowany testowaniem wytrzymałości nowej maszyny.

"Teoretycznie możesz uruchomić to na zawsze, gdybyś miał wystarczająco dużo części, "powiedział.

Tymczasem Boyce jest zainteresowany wykorzystaniem Alinstante do szybkiego odkrywania materiałów i do fundamentalnego postępu w zakresie wydajności i niezawodności stopu. Maszyna ma już jednak wiele zalet, jak powiedział:

"W piątek po południu powiesz drukarce 3D" Chcę, żebyś wydrukował tę część na 10 różnych sposobów, a następnie przejrzał każdy z nich. " wrócić w poniedziałek rano, a Alinstante powie Ci, który proces był najlepszy. Pozwól robotowi wykonać całą pracę logistyczną i uwolnij człowieka z pętli, z wyjątkiem podejmowania ważnych decyzji inżynieryjnych. "