ZHAW-Forschende haben ein neues 3D-Druck-Verfahren entwickelt, das beliebige Formen ohne zusätzliches Stützmaterial herstellen kann. Der Druckkopf ist geneigt und dreht sich um die eigene Achse. Konventionelle 3D-Drucker könnten damit aufgerüstet werden.
ZHAW-Forscher Michael Wüthrich begutachtet den Druckvorgang beim «RotBot». (Bild oben)
Mit dem neuen Verfahren lassen sich beliebige Strukturen
ohne Stützmaterial drucken.(Bild unten links)
Druckdaten werden doppelt transformiert
Um mit ihrem neuen Verfahren überhaupt drucken zu können, entwickelten die Forscher zusammen mit dem Institut für Angewandte Mathematik und Physik der ZHAW eine spezielle Druckdatenaufbereitung. «Sie beruht nicht wie üblich auf parallelen Schichten zum Druckbett, sondern auf kegelförmigen», erklärt ZHAW-Forscher Michael Wüthrich. Die Forscher haben dazu zwei neue Algorithmen entworfen. Ein erster Algorithmus transformiert die Geometriedaten so, dass die Fahrbefehle für den Drucker mittels herkömmlicher Software generiert werden können. Ein zweiter Algorithmus muss diese Fahrbefehle dann wieder zurücktransformieren, damit schlussendlich das Teil gemäss der Ausgangsgeometrie auf dem «RotBot» gedruckt wird. «Somit ist der aufwändige Teil der Datenaufbereitung dennoch mit handelsüblicher Software zu stemmen und die Geometrien können vollautomatisch gedruckt werden», so Wüthrich.
Als Upgrade-Kit vermarktbar
Bereits vor vier Jahren war an der ZHAW School of Engineering ein 3D-Drucker vorgestellt worden, der dank sechs Achsen und einer beweglichen Druckerplatte Überhänge ohne Stützmaterial drucken konnte. Die Erstellung der Druckdaten war allerdings aufwändig, da sie eine Abstimmung zwischen Druckkopf, Druckplatte und gedrucktem Teil benötigte. Im Gegensatz zum damaligen Prototyp ist die Technik beim «RotBot» einfacher.‘RotBot’ kann sich relativ einfach auf Basis eines konventionellen Druckers mit kartesischer Kinematik aufbauen lassen», sagt Wilfried J. Elspass. Geht es nach den ZHAW-Forschern, sollten bestimmte Hersteller die Lösung aus Winterthur bald als Upgrade-Kit für ihre 3D-Drucker umsetzen.
Kontakt
Prof. Dr. Wilfried J. Elspass, Institut für Mechatronische Systeme, ZHAW School of Engineering, Telefon 058 934 78 28, E-Mail wilfried.elspass@zhaw.ch
Michael Wüthrich, Institut für Mechatronische Systeme, ZHAW School of Engineering,
Telefon 058 934 78 25, E-Mail michael.wuethrich@zhaw.ch
Matthias Kleefoot, Public Relations, ZHAW School of Engineering,
Telefon 058 934 70 85, E-Mail medien.engineering@zhaw.ch
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Über die ZHAW School of Engineering
Die School of Engineering ist eines der acht Departemente der ZHAW Zürcher Hochschule
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Originalblog ZHAW vom 13.01.2021