Stampa 3D Non Planare di Tubi Biforcati Tramite Robot a 6 Assi

Robot arms have revolutionized Additive Manufacturing (AM) by enabling the printing of free-form shapes using non-planar slicing techniques. However, there is still a need for a reliable method that respects the constraints of the setup and the properties of the designed object. This study aims to develop non-planar slicing algorithms for fabricating 3D-printed bifurcating shapes for the maritime industry using a 6-axis robot arm. The research began with a preliminary study on free-form 3D-printed shapes, with a focus on 3D-printed boats, resulting in an innovative algorithm for non-planar slicing. This slicing package uses an open-source Python-based framework for collaboration and research in engineering, architecture, and digital fabrication The model comprises four distinct code blocks that serve specific functions. These include the geometry block, responsible for housing all geometrical entities; the slicer block, which generates the sliced model; the print organizers block, which embeds fabrication-related information into the sliced model; and finally, the visualization block, which presents the results in a visual format. This slicer has been modified and implemented using Python and simulated with RobotStudio 2022 software to print a tube link for joining recycled carbon-fiber tubes for the outboard sitting area of a Moth-class boat.

La robotica industriale ha rivoluzionato la manifattura additiva (stampa 3D) consentendo la stampa di oggetti free-form con tecniche di slicing non planare. Tuttavia, è ancora necessario un metodo affidabile che rispetti i vincoli del setup e le proprietà dell'oggetto progettato. Questo studio mira a sviluppare algoritmi di slicing non planare per la fabbricazione di biforcazioni stampate in 3D per l'industria marittima utilizzando un braccio robotico a 6 assi. La ricerca è iniziata con uno studio preliminare sugli oggetti free-form stampati in 3D, con particolare attenzione alle imbarcazioni stampate in 3D, che hanno portato allo sviluppo di un algoritmo innovativo per lo slicing non planare. Questo pacchetto di slicing utilizza un framework open-source basato su Python per la collaborazione e la ricerca nel campo dell'ingegneria, dell'architettura e della fabbricazione digitale. L'algoritmo è composto quattro blocchi principali: il blocco geometry è responsabile dell'alloggiamento di tutte le entità geometriche; il blocco slicer genera il modello tramite layers; il blocco print organizer incorpora le informazioni relative alla fabbricazione nel modello attraverso i layers; e infine il blocco di visualizzazione presenta i risultati in un formato visivo. Questo slicer è stato modificato e implementato con Python e simulato con il software RobotStudio 2022 per stampare un link che potesse unire tubi in fibra di carbonio riciclata per l'area di seduta fuoribordo (terrazze) di un'imbarcazione della classe Moth.