+Lab用6轴机械臂开发出蚕式3D打印装置Atropos

一台3D打印机械臂让我们看到了一个全新的复合制造的世界,而为我们带来这一切的就是+LAB从蚕身上获取灵感制造出来的Atropos。

实际上,这台3D打印机使用的是一种在树脂溶液浸泡过的纤维,当这种纤维从打印头中出来时在UV光的照射下会立即固化,这使我们能够制作出精确的形状、结构,而且还能将不同的纤维结合起来,这是传统3D打印技术所无法实现的。

目前,研发团队使用的是含有玻璃和玄武岩的纤维。不过他们也在努力发碳纤维和但他们正在努力奋斗碳和聚芳酰胺(Polyaramide)纤维。此外,研发人员甚至开始针对具体的要求使用竹和环氧树脂,来形成大量不同的材料组合。技术上讲,这台3D打印机可用使用任何与其树脂结合的纤维,所以未来可用的材料十分丰富。尽管研发团队还需要进行大量的测试,但这确实有可能改变我们所知道的3D打印技术。

据天工社了解,这个研发团队是由来自KUKA、Owens Corning和+LAB的研究人员组成的。目前他们已经在着手开发这台新型3D打印机的实际应用。显而易见,这并不是一种通用的解决方案,它可能只是在某些领域具有突出的优势。不过研发团队正在努力为它找出更多的用武之地,并跟专家一起进一步改进此工艺。

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据研发人员介绍,他们开发这款Atropos 3D打印机的灵感来自于擅于吐丝的蚕和蜘蛛,为此他们利用了一台能够在立体空间流畅移动的六轴机械臂,以及一种能够即时固化的连续、热固性纤维。基于这个简单的概念,该研究团队创造出了在强度、弹性和其它方面具有特殊属性的复合材料。

据悉,Atropos的原意是希腊神话中的命运三女神之一。不过有趣的是这个名字的意思是无法转动的,但实际上,它使用的一台6轴机械臂可用在3D空间追踪我们能够想象得到的任何形状的轨迹。Atropos由一系列的算法来控制,而纤维材料在进入3D打印头之前首先需要在一个装有光固化树脂的罐子里泡一下。打印头上安装的紫外光源可用瞬间固化该树脂纤维,这意味着用户可以使用一根纤维堆积出任何复杂的形状,并实现任何应用所需要的机械性能,此外该机器也能够打印实心结构。

对于传统的3D打印技术来说,剪切强度是一个让人头疼的问题,为了防止断裂,我们往往不得不过渡设计产品的厚度,或者使用更加昂贵而复杂的线材。而这一新技术则意味着我们可以通过交叠线材来3D打印,并利用完成产品自己的结构来提供不同平面的抗剪切力。

据称,Atropos的整个过程从Rhinoceros的3D建模软件开始,然后再使用图形算法编辑器Grasshopper和KUKAIprc创建出打印头的路径和运动速度数据。下面是Atropos 3D打印机在运行的视频:

(编译自3Ders.org)

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