3D-printen op robotarm maakt ondersteuningen overbodig

En dan heb je ineens een prachtig geel konijn, met rondingen en een diagonaal opgebouwde oren en snuit.

De Chinese promovendus Chengkai Dai heeft een 3D-printwijze ontwikkeld die minder nazorg vraagt dan tot nu toe gebruikelijk. Het te printen object wordt opgebouwd op een robotarm die alle kanten op beweegt. Daardoor wordt het object niet in horizontale laagjes opgebouwd, zoals dat bij traditioneel 3D-printen gebeurt, maar kunnen de laagjes in alle richtingen worden geformeerd. Dit gebeurt met behulp van algoritmes. Waarschijnlijk komt dit ook nog de sterkte ten goede.

Deze roterende bewegingen geven niet alleen een mooier resultaat, ze verhelpen in één klap ook allerlei problemen van traditioneel 3D-printen. Zo is daar altijd het probleem van de ‘overhang'.

Chengkai Dai: "Als je bijvoorbeeld een menselijke figuur print met een traditionele 3D-printer, heb je bij het printen altijd ondersteunende structuren nodig: door de horizontale opbouw moeten er onder de armen tijdelijke steunpilaren geprint worden." Zo heeft het traditioneel geprinte gele konijn steunpilaren onder zijn bekje, die eruitzien als ellenlange tanden, en een steunraster tussen zijn oren. Door de roterende bewegingen worden overhangende onderdelen ‘self-supporting'. Ook het  ‘staircase effect', de getrapte structuur, is bij Dais methode veel minder.

Een grote stap voorwaarts dus, deze nieuwe techniek. Dai's proefschrift beschrijft vooral hoe hij deze techniek ontwikkeld heeft. De werking is complex: door de draaiende robotarm is de ‘accumulatieruimte' zo ongeveer oneindig. Welke draairichting is het best? Wat levert het beste resultaat op? Daarvoor ontwikkelde Dai een methodologie en dus die algoritmes. Zijn kennis van geometrie en robotica kwamen daarin perfect samen.

En wat kunnen we daar precies mee? Technisch ingenieur Dai zag vooral de beperkingen die het traditionele 3D-printen industrieel ontwerpers oplegde. Hij wilde ontwerpers helpen door die beperkingen zoveel mogelijk weg te nemen. Hoe meer vrijheid, hoe meer creativiteit, tenslotte. Een greep uit de dingen die je kunt printen met deze techniek: meubels, medische apparatuur en kunstobjecten...

Bron: engineersonline.nl