Auteur: Mariateresa Pirozzi, Marketing Specialist, Leister Technologies AG, Italië
De synergie werd geboren uit een idee dat rijpte binnen het project "Cultura Meccanica" van de afdeling Mechanica van de Milan Polytechnic. Het doel was om kennis en vaardigheden te ontwikkelen voor het creëren en reproduceren van architecturale elementen in indrukwekkende dimensies. Deze elementen moesten worden geproduceerd in een 3D-printproces met de Leister WELDPLAST 600-i extruder.
Integratie van de WELDPLAST 600-i in de antropomorfe robots van Fanuc
De wetenschappelijke kant van het project werd geleid door Prof. Francesco Braghin, Departement Mechanica, en gecoördineerd door ingenieur Pierpaolo Ruttico, Departement ABC. De werklocatie bevond zich in het INDEXLAB laboratorium van het Territorial Center van Lecco onder de operationele leiding van ingenieur Carlo Beltracchi met ondersteuning van ingenieur Gabriele Viscardi en computationeel ontwerper Khalid Alabdula.
De kern van het onderzoek was de ontwikkeling van technieken om de Leister WELDPLAST 600-i extrudermodule te integreren in een antropomorfe Fanuc-robot. Dit komt omdat de extruder, die aan de robotarm is bevestigd, uitzonderlijk grote plastic elementen moest produceren via 3D-printen. Deze elementen werden ontworpen als onafhankelijke, gemakkelijk te monteren blokken van een modulair architecturaal systeem.
Zorgvuldige plaatsing en perfecte afstemming van componenten
Polypropyleen versterkt met glasvezels is volledig recyclebaar en is ontwikkeld en geleverd door het Nederlandse bedrijf LyondellBasell. Bij de integratie van de extruder in de robot werden de verschillende onderdelen zorgvuldig geplaatst en perfect op elkaar afgestemd. De besturingscomputer, voeding en aansluitingen van de WELDPLAST werden rechtstreeks op de "pols" van de robot geïnstalleerd om een compact, functioneel en gebruiksvriendelijk plug-and-play systeem te creëren. Deze opstelling maakt een maximale flexibiliteit van de robot op verschillende assen mogelijk. Het vermindert ook aanzienlijk het risico op kabelwarboel en mogelijke interferentie door de afstand tussen de componenten.
Besturing via PLC voor nauwkeurige controle van het extrusieproces
Het systeem wordt bestuurd door een PLC (Programmable Logic Controller). Dit zorgt voor een nauwkeurige regeling van het extrusieproces en wordt geactiveerd wanneer de kritische temperatuur voor extrusie van het geselecteerde materiaal wordt bereikt. De WELDPLAST 600-i bewees hier zijn waarde met zijn druksnelheid van 50 tot 75 mm per seconde, waarmee tot 3 kg materiaal per uur geëxtrudeerd kon worden. Het extrusiemateriaal werd in rollen van 2,5 kg met een diameter van 4 mm in de extruder gevoerd.
Elementen maken met vrije vormen, zowel vloeiend als gebroken
Een van de meest opvallende resultaten van dit project was het creëren van elementen met vrije vormen, zowel vloeiend als gebroken. De mogelijkheid om constructies te maken met aanzienlijke overhangen is een belangrijke vooruitgang die wordt bereikt door een specifieke snijstrategie. Deze snijstrategie, ontwikkeld door ingenieur Carlo Beltracchi en computationeel ontwerper Khalid Alabdula, maakte het mogelijk om de traditionele beperkingen van 3D-printen te overwinnen, waardoor het aantal mogelijke vormen toenam en de grenzen van innovatie in additieve productie werden verlegd.
"Virtù Principesche" door Luigi Vanvitelli, 3D-geprint
De video laat zien hoe de "Virtù Principesche" van Luigi Vanvitelli (Italiaanse architect, geboren 12 mei 1700 in Napels, overleden 1 maart 1773 in Caserta) wordt gerealiseerd met behulp van een innovatief 3D printproces. Hiervoor werkte de afdeling Mechanica van de Milan Polytechnic samen met de Milanese kunststudio Cracking Art.
