3D-Druck Studenten bauen 3D-Drucker, der schräg druckt

Maschinenbaustudenten der FH Münster haben einen sechsachsigen Roboterarm zum 3D-Drucker umfunktioniert. Damit ist es nun möglich, auch schräg zu drucken.

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Die Maschinenbaustudenten der FH Münster Aaron Müller, Marius Artmann und Michael Koschny haben in einem Masterprojekt diesen neuartigen 3D-Drucker gebaut. Die Besonderheit: Die Basis des Druckers ist ein sechsachsiger Industrieroboter, sodass man wesentlich mehr Druckmöglichkeiten hat, zum Beispiel auch schräg drucken kann. „3D-Drucker können in der Regel nur drei Ebenen ansteuern“, erklärt Masterstudent Aaron Müller – sie fahren nach links, nach rechts und nach oben beziehungsweise unten. Mehr aber nicht. „Die Sechs-Achsen-Roboter sind in der Industrie längst Standard. Sie haben viel mehr Ansteuerungsmöglichkeiten und arbeiten unheimlich genau“, erläutert Artmann. Der Sechs-Achsen-Roboter ist ungefähr so beweglich wie der menschliche Arm, weshalb er auch den Spitznamen „Roboterarm“ trägt. Genau solch einen Roboterarm haben die Studenten zu einem 3D-Drucker umfunktioniert. „Damit schafft man einen großen Sprung in Sachen Einsatzmöglichkeiten“, so der betreuende Professor Dr. Eckhard Finke vom Fachbereich Maschinenbau.

Roboter und Extruder arbeiten synchron

Die Herausforderung des 3D-Druckers der nächsten Generation: Sowohl die Robotersteuerung als auch die Steuerung für den Druck müssen synchron sein, damit das zähflüssige Material aus dem Extruder, der es wie eine Heißklebepistole aufeinanderschichtet, richtig positioniert wird. Michael Koschny war bei dem projekt für die Hardware zuständig. „Die muss zuerst stehen, damit wir dann daran arbeiten können, dass Roboter und Platine synchron angesteuert werden.“ Er entwarf die Bauteile in einem CAD-Programm, beschaffte und druckte die Teile und schraubte alles zusammen.

Müller und Artmann kümmerten sich derweil um den sogenannten G-Code. In ihm stehen alle Ansteuerungsbefehle für den 3D-Drucker. Die beiden Studenten schrieben eine Software, die den G-Code zusätzlich am Roboter umsetzt. Sie erkennt die Befehle und teilt sie dann den einzelnen Einheiten zu. So arbeiten Roboter und Extruder auch wirklich. synchron.

Das Ergebnis: Der 3D-Drucker 2.0 kann jetzt Radien, viele kleine Linien, und sogar beschleunigt und verzögert drucken. Auch schräg von unten nach oben ist kein Problem. Extruder und Roboterarm fahren vollkommen synchron.

„So zu drucken, soll auch in der Industrie mehr und mehr kommen“, sagt Artmann. Mit ihrem neuen Drucker haben sie einen Grundstein für aufbauende Projekte am Fachbereich gelegt. Ideen kommen schon vom Team selbst: „Es wäre ja cool, wenn man auch seitlich drucken könnte …“

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