Synchron in die nächste Generation
Maschinenbaustudenten der FH Münster funktionieren sechsachsigen Roboterarm zu 3-D-Drucker um
Aaron Müller, Marius Artmann und Michael Koschny (v.l.) tüfteln noch am Gehäuse ihres 3-D-Druckers, den sie in einen sechsachsigen Roboter integriert haben. (Foto: FH Münster/Pressestelle)
Sechs Achsen für wesentlich mehr Möglichkeiten und Funktionen beim Drucken: Das ist die neue Generation des 3-D-Druckens. (Foto: FH Münster/Pressestelle)
Münster/Steinfurt (29. Mai 2019). Während für die einen 3-D-Drucker noch futuristisches Neuland sind, haben andere diese Technologie längst in ihren Alltag gelassen. Dazu gehören auch die Maschinenbaustudierenden an der FH Münster. „Ich glaube, von uns hat jeder einen eigenen zuhause“, sagt Masterstudent Aaron Müller. Gemeinsam mit Marius Artmann und Michael Koschny hat er jetzt in einem Masterprojekt einen neuartigen 3-D-Drucker gebaut. Die Besonderheit: Die Basis des Druckers ist ein sechsachsiger Industrieroboter, sodass man wesentlich mehr Druckmöglichkeiten hat, zum Beispiel auch schräg drucken kann.
„3-D-Drucker können in der Regel nur drei Ebenen ansteuern“, erklärt 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 Drei zu einem 3-D-Drucker umfunktioniert. „Damit schafft man einen großen Sprung in Sachen Einsatzmöglichkeiten“, so der betreuende Professor Dr. Eckhard Finke vom Fachbereich Maschinenbau.
Die Herausforderung des 3-D-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, auch wirklich da landet, wo es hinsoll.
Um die Hardware dazu kümmerte sich Koschny. „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, besorgte und druckte die Teile und schraubte alles zusammen. Das dann auch noch mit dem Betriebssystem unter einen Hut zu bringen, das habe ein paar Abende gekostet. Müller und Artmann kümmerten sich derweil um den sogenannten G-Code. In ihm stehen alle Ansteuerungsbefehle für den 3-D-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.
Und das ist ihnen gelungen: Der 3-D-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 …“