Vědci z Milánské polytechnické univerzity a inženýři společnosti Leister spojili své hlavy a pustili se do výroby velkorozměrových architektonických prvků pomocí 3D tisku extruzním modulem Leister WELDPLAST 600-i.

Toto spojení se zrodilo z nápadu, který dozrál v rámci projektu „Cultura Meccanica“ katedry mechaniky na Milánské polytechnice, jehož cílem je rozvoj znalostí a dovedností pro vytváření architektonických prvků velkých rozměrů.

Integrace extrudéru WELDPLAST 600-i do robotů Fanuc

Pomocí integrace modulu WELDPLAST 600-i do antropomorfního robota Fanuc, bylo možné realizovat tisk mimořádně velkých polypropylenových prvků. Ty byly navrženy jako snadno sestavitelné nezávislé bloky modulárního architektonického systému.

Polypropylen vyztužený skleněnými vlákny je zcela recyklovatelný a byl vyvinut a dodán nizozemskou společností. Řídicí počítač, napájecí zdroj a připojení robota WELDPLAST 600-i byly instalovány přímo na „zápěstí“ robota a vytvořily tak funkční a uživatelsky přívětivý systém plug-and-play. Toto uspořádání umožňuje maximální flexibilitu robota v několika osách a také výrazně snižuje riziko zamotání kabelů.

Řízení pomocí PLC pro přesné řízení vytlačovacího procesu

Systém je řízen programovatelným logickým automatem (PLC). Ten zajišťuje přesné řízení extruzního procesu a spouští se při dosažení správné teploty materiálu. Přístroj WELDPLAST 600-i se zde osvědčil díky rychlosti tisku 50 až 75 mm za sekundu. To umožňuje výtlak až 3 kg materiálu za hodinu. Vytlačovaný materiál byl do extrudéru přiváděn z 2,5 kg cívek drátu o průměru 4 mm.

Vytváření prvků volných tvarů

Jedním z nejvýraznějších výsledků tohoto projektu bylo vytvoření prvků s volnými tvary, a to jak oblými, tak lomenými. Schopnost vytvářet struktury s výraznými přesahy je významným pokrokem dosaženým díky specifické strategii řezání. Tento způsob, který vyvinuli inženýr Carlo Beltracchi a výpočtář Khalid Alabdula, umožnil překonat tradiční omezení 3D tisku, rozšířit škálu možných tvarů a posunout hranice inovací v aditivní výrobě.

„Virtù Principesche“ od Luigiho Vanvitelliho

https://www.leister.com/en/Stories/success/2023/08/Milan-Polytechnic

Video ukazuje, jak je „Virtù Principesche“ od Luigiho Vanvitelliho (italský architekt, narozený 12. května 1700 v Neapoli, zemřel 1. března 1773 v Casertě) realizován pomocí inovativního procesu 3D tisku. Za tímto účelem spolupracovala katedra mechaniky milánské polytechniky s milánským uměleckým studiem Cracking Art.

Antropomorfní robotická ruka se šesti mechanickými klouby používá extrudér k nanášení polymerního materiálu vrstvu po vrstvě. Používá se algoritmus, který převádí 3D modely na pohybové příkazy. Tento aditivní výrobní proces je opakovatelný, ale každý kus je jedinečný a kombinuje umění s pokročilou technologií.

Diskrétní architektura

V laboratoři INDEXLAB na milánské polytechnice se výpočetní konstruktér Khalid Alabdula zabývá výzkumem „diskrétní architektury“: jeho výzkum se zaměřuje na komponenty, které se tisknou 3D tiskem a slouží ke konfiguraci architektonických struktur. Tento inovativní přístup využívá polypropylen vyztužený skleněnými vlákny a nabízí nové možnosti v oblasti architektonického navrhování.

Podle inženýra Carla Beltracchiho by práce Alabdula mohla významně přispět k propojení digitálního světa s reálným životem prostřednictvím konceptu metaverse. Zkoumá využití diskrétních architektur vytištěných ve 3D podobě, které se vyznačují modularitou a flexibilitou. To umožňuje vytvořit přizpůsobivý model, který otevírá nekonečné možnosti pro architekturu, v níž robotika funguje jako spojovací článek mezi digitálním a reálným světem.

Prvky vytvořené v rámci výzkumu „diskrétní architektury“.

Odborníci

Vědeckou stránku projektu řídil profesor Francesco Braghin z katedry mechaniky a koordinoval ji inženýr Pierpaolo Ruttico z katedry ABC. Pracoviště se nacházelo v laboratoři INDEXLAB územního střediska v Leccu pod vedením inženýra Carla Beltracchiho s podporou inženýra Gabriele Viscardiho a výpočetního konstruktéra Khalida Alabdula.