Panujący trend Przemysłu 4.0 prowadzi do usprawnienia procesów i pełnej automatyzacji wytwarzania. W Innovation Lab, mieszczącym się na wydziale Zarządzania Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, powstał projekt zautomatyzowanej farmy drukarek 3D. Pracują na niej roboty, które przemieszczają tacki z gotowymi wydrukami, a następnie uruchamiają nowy wydruk.
Cobot wyposażony w system próżniowy Respiro i gripper wytworzony przyrostowo, pobiera gotowy wydruk 3D za pomocą ssaka próżniowego i umieszcza go w wyznaczonym miejscu. Następnie, ramię robotyczne nakłada pustą tackę na stół roboczy drukarki 3D i uruchamia nowy wydruk. Chwytanie, dzięki elektrycznemu generatorowi próżni Respiro ,może działać niezależnie od zewnętrznego źródła sprężonego powietrza.
Zazwyczaj Coboty Universal Robots, dostarczane przez firmę Drim Robotics służą w warunkach przemysłowych, niemniej jednak ich wdrożenie w nietypowych środowiskach ma wiele zalet. Celem projektu jest ukazanie szeregu korzyści, jakie niesie zastosowanie rozwiązań robotycznych w farmach drukarek 3D. Synergiczne działanie wytwarzania addytywnego i robotyki pozwala na wysoką automatyzację procesów produkcyjnych.
Druk 3D został zastosowany do produkcji specjalnie dostosowanych gripperów dedykowanych dla cobota. Zaprojektowanie i wykonanie nowych uchwytów, dedykowanych do współpracy z drukarkami 3D MakerBot zajęło dwa dni. Elementy zostały wykonane na drukarce Stratasys F120. Do głównych zalet druku 3D należy możliwość szybkiego wytwarzania unikatowych lub prototypowych części. W zastosowaniach produkcyjnych dotyczy to drukowania 3D osprzętu używanego na hali: gripperów, chwytaków, które mogą być dostosowane do danej aplikacji. Wytwarzanie przyrostowe umożliwia wykonanie tych części z szerokiej gamy materiałów, od elastycznych po sztywne, wytrzymałe materiały np. tworzywa wzmocnione włóknem węglowym.
Laboratorium inżynierskie
Laboratorium inżynierskie sala 206 paw. D-14 Wydział Zarzadzania AGH
Laboratorium Innowacji Inżynierskich (LII)
Engineering Innovation Lab (EIL)
Laboratorium studenckie pod nazwą Engineering Innovation Lab (EIL) z certyfikatem firmy Makerbot (USA) produkującej profesjonalne drukarki 3D przeznaczone jest dla obsługi dydaktyki z przedmiotów inżynierskich tj: Inżynieria odwrotna oraz Szybkie prototypowanie.
Inżynieria odwrotna: Studenci mogą się uczyć jak (za pomocą jakich narzędzi) pozyskiwać informacje o geometrii fizycznej produktu oraz dowiedzą się jak analizować i przetwarzać te informacje dla opracowania danych technicznych oraz w jaki sposób wykorzystać te dane do wytworzenia nowego produktu w takiej samej bądź ulepszonej postaci. Poznają założenia inżynierii odwrotnej (ang. reverse engineering), która jest procesem odwrotnym do inżynierii w ujęciu tradycyjnym. Studenci nauczą się jak wykorzystać dane pozyskane w ramach inżynierii odwrotnej do badania jakości wyrobów gotowych lub zgodności ze wzorcem (normą).
Poznają narzędzia dyskretyzacji geometrii fizycznego produktu takie jak skanery bezdotykowe 3D oraz współpracujące z nimi oprogramowanie pozwalające na przetwarzanie pozyskanych danych w cyfrowy model produktu możliwy do dalszej obróbki w specjalistycznych programach np. Solidworks. Poznają ekologiczny cykl życia produktu (metoda LCA) oraz metody komputerowe jego analizy za pomocą najnowszego oprogramowania (metoda Monte Carlo oraz analiza LCI).
Szybkie prototypowanie:
Studenci poznają założenia szybkiego prototypowania (ang. rapid prototyping) z wykorzystaniem metod przyrostowych: tj, technologie tworzenia fizycznego modelu wyrobu z modelu cyfrowego opracowanego w specjalizowanych programach komputerowych. Rapid prototyping opierające się głownie na druku 3D, które rozwinęły i przyspieszyły procesy związane z wprowadzaniem na rynek nowych produktów oraz nowoczesnych rozwiązań konstrukcyjnych. Studenci poznają praktyczne zasady druku 3D na indywidulanych stanowiskach laboratoryjnych wyposażonych w niezbędny sprzęt drukujący (drukarka 3D dla każdego stanowiska) oraz towarzyszące im stacje robocze (dedykowane) do celów projektowania wraz z oprogramowaniem specjalistycznym klasy światowej.
Wyposażenie
Formlabs Form 3BL – żywiczna, wielkoformatowa drukarka 3D pracująca w technologii LFS o polu roboczym 335 x 200 x 300 mm.
Ręczny skaner 3D EinScan-HX o niebieskim świetle.
15 drukarek MakerBot Replikactor+, 1 drukarka MakerBot Z18 (wielkogabarytowa), 17 stacji roboczych graficznych Dell 32GB Ram + 512GB SSD +1T HDD z kartami graficznymi NVidia Quadro 4GB RAM, jeden przemysłowy bezdotykowy skaner 3D światła strukturalnego firmy SmartTech3D 10MPix (zielone światło) wraz z osprzętem, oprogramowanie inżynierskie Solidworks oraz Geomagic Design X jako uzupełnienie do oprogramowania Solidworks służące przetwarzaniu wykonanego skanu 3D, oprogramowanie Geomagic Control X służące porównywaniu zeskanowanego obiektu z jego modelem cyfrowym (np. kontrola jakości), oprogramowanie SimaPro 9 z bazą danych Ecoinvent database dla celów weryfikacji sumarycznego oddziaływania (obciążenia) na środowisko projektowanych wyrobów w oparciu o analizę LCA/LCI (np. ślad węglowy, ślad wodny), oprogramowanie Oracle Crystal Ball – zaawansowane narzędzie analizy Monte Carlo dla celów inżynierskich i ekonomicznych, Ekran TV 70″, Serwer Dell – 2 procesory 10-rdzeniowe z zegarem 2.4 GHz, 128 GB RAM, 2 dyski SAS w macierzy 2x4TB