| Poskytovatel: | Technologická agentura ČR |
| Program: | Národní centrum kompetence Mechatroniky a chytrých technologií pro strojírenstvá |
| Projekt | Vývoj technologií a zařízení pro aditivní výrobu – dílčí projekt |
| Období: | 4/2023 – 6/2026 |
| Číslo projektu: | TN02000010/13N |
| Hlavní řešitel za K354 | prof. Ing. Zdenko Bobovský, PhD. |
| Financováno z prostředků Národního plánu obnovy |
Cíle projektu
Tento dílčí projekt, který je financován z prostředků Národního plánu obnovy, vychází ze základního zaměření NCK MESTEC2 a primárně se orientuje na dvě oblasti, a to jsou energeticky úsporné technologie pro strojírenství a polymerní a kompozitní materiály. Jde o nové aktivity, které jsou komplementární k aktivitám schváleného projektu TN02000010 a do kterých se vedle výzkumných organizací a velkých podniků zapojilo 7 malých a středních podniků konsorcia NCK MESTEC.
Cílem tématu „Technologie pro energeticky a materiálově úsporné strojírenství“ je technologicky zaměřený výzkum směrem na materiálový výzkum v oblastech energetické a materiálové úspory, jak ve výrobní, tak i provozní fázi implementace technologií, a zároveň spadá do portfolia a zaměření NCK MESTEC2.
Cílem je výzkum polymerních materiálů a kompozitů pro širší uplatnění v průmyslové praxi. Zaměřujeme se zejména na polymery s využitím v automobilovém průmyslu, ve strojírenství a medicíně.
Dosažené výsledky
Software – Generátor-„Slicer“ objemových prvků pro tisk s hlavou s nastavitelným průměrem trysky
Slicer (rozvrstvovač) slouží pro konverzi 3D souboru do specifických instrukcí pro určitou 3D tiskárnu. Především pro převod ze souboru objemového modelu ve formátu STL (typicky) na specifické příkazy pro dané tiskové zařízení – zde polohovací systém s tryskou s měnitelným průměrem. Vyvinutý slicer bude zohledňovat – na rozdíl od existujících slicerů – možnost měnit průměr trysky v průběhu tisku, možnosti využít orientačního ústrojí použitého polohovacího systému (robotu).
SW slouží nejen jako slicer, ale i jako kontrolér – umožňuje tedy provedení tisku. Tisk se provádí pomocí robotu UR3e, s kterým SW komunikuje prostřednictvím RTDE (přes Ethernet).
Základní funkce:
Slicer je vytvořen v podobě plnohodnotné samostatně funkční aplikace určené pro operační systémy Windows. Grafický výstup aplikace (okno) obsahuje 3D vizualizaci a veškeré potřebné ovládací prvky, kód aplikace zahrnuje všechny nezbytné algoritmy.
Vstupem je 3D model ve formátu STL. Po jeho načtení do aplikace provede uživatel základní nastavení parametrů a poté dojde k převodu modelu do sekvence drah pro následný 3D tisk. Je možno nastavit výšku vrstev, počet obvodových perimetrů a typ výplní (jsou k dispozici běžné typy). Proměnlivé šířky vláken lze ovlivňovat manuálně pomocí zón – uživatel volí různé šířky vlákna v různých místech modelu dle vlastního uvážení. Lze použít i poloautomatický režim, kdy jsou šířky vláken navrženy dle analýzy složitosti modelu. Je nabízen i experimentální režim, kdy je šířka vláken závislá na toku napětí (zde je nutno importovat textový soubor s analýzou napěťových toků).
Dle voleb uživatele připraví program tiskovou úlohu pro robot UR3e včetně kontroly dosahů a kolizí a poté během tisku komunikuje s robotem v reálném čase a dává pokyny na provedení pohybů.
Při tisku robotem je možno využít všech 6 stupňů volnosti robotu, takže tisková hlava nemusí být pouze ve svislé orientaci. Lze tisknout na obecnou plochu a tisková hlava je udržována kolmo v povrchu tiskové plochy (podložky).
Možné využití je u výrobců 3D tiskáren, u běžných uživatelů (primárně využívajících robotický 3D tisk) a při speciálních úlohách ve vědě a výzkumu (návrh nových algoritmů pro topologickou optimalizaci apod.).
Obr. 1 Vizualizace vstupního STL modelu, tiskové podložky a robotu v okně aplikace Sliceru
Obr. 2 Příklad vizualizace tiskové úlohy (tiskových drah) připravené pomocí algoritmů Sliceru
Obr. 3 Interaktivní vizualizace robotu a kladeného materiálu v reálném čase během tisku