Több szabadságfokú, FDM alapú 3D nyomtató fejlesztése
Az iparban egy termék gazdaságosságának döntő szerepe van. Ezt leginkább a fejlesztési időkkel tudjuk növelni, amiben nagy jelentősége van az additív gyártástechnológiáknak. Ezek közül is kiemelkedik az ömledékrétegzéses eljárás (FDM) amely során a gép a megolvasztott polimer alapanyagot rétegről-rétegre viszi fel, így építve fel a végleges geometriát. Az FDM technológia segítségével jó minőségű prototípusokat tudunk létrehozni rendkívül gazdaságosan.
Az FDM technológia egyik nagy hátránya, pont a rétegről-rétegre történő anyag felhordási mechanizmusából származik, ugyan is ilyenformán nem alkalmas arra, hogy előre elkészített prototípusokat kiegészítsünk vagy körbejárjunk és arra sem, hogy már az alapoktól különböző anyagokkal nyomtassunk. Ez azért probléma, mert az ipar régóta használ különféle anyagpárosításokat annak érdekében, hogy a lehető legjobb minőségű és tulajdonságú termékeket hozza létre. Gyakorta készítünk különböző bevonatokat annak érdekében, hogy egy termék vagy alkatrész, kopás- és vagy korrózióállóságát növeljük. Kompozitokat hozunk létre szívós befoglaló anyagból (mátrix) és nagy szilárdságú szálas erősítőanyagból azért, hogy a különböző tulajdonságokat vegyítsük és ezáltal egy erősebb, jobb anyagot hozzunk létre.
Annak érdekében, hogy az FDM technológia alkalmas legyen olyan alkatrészek additív gyártására, ahol a különböző részek eltérő anyagból, eltérő munkafázisban kerülnek felhordásra, több szabadságfokra van szükségünk. TDK dolgozatom célja tehát egy olyan több szabadságfokú FDM alapú additív gyártóberendezés megalkotása, amelynél a nyomtatófejet a térben egy robotkaros mechanizmus mozgat, valamint forgat. Munkám első lépésként egy, már meglévő robotkart alakítottam át úgy, hogy az az FDM technológia alapját képező extruderfej befogadására és működtetésére alkalmas legyen. A tényleges fizikai megvalósulás előtt számítógépes szimulációkat készítettem Wolfram Mathematica segítségével. Ennek eredményeit felhasználva készült el a vezérlőkód Matlab-ban. Az eszköz oldaláról az utasításokat egy Arduino fogadja és dolgozza fel. Ezt követően az így létrejött rendszert teszteltem. A tesztek eredményei alapján a végső célom egy olyan robotkar létrehozása, amely masszív, teljesen egyedi 3D nyomtatott alkatrészekből áll.
