Virgina Tech: Neuartiger Delta-3D-Drucker für fortlaufende Fertigung erhält Patent

Kevin D. Kline, ein Erfinder an der Virginia Tech, in Blacksburg, Virginia (USA), hat ein Patent für einen „3D-Druckautomaten“ erhalten, der für die kontinuierliche, vollautomatisch additive Fertigung eingesetzt werden kann.

In der der Patentschrift heißt es: „In seiner Ausführungsform bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Baugruppen, die 3D-gedruckte Komponenten automatisch entfernen können, um eine kontinuierliche und automatische additive Herstellung weiterer Komponenten fortlaufende zu ermöglichen“.

Das Dokument wird unter dem Titel  „3D printing part removal and interface for a 3D printing vending machine“ veröffentlicht, der dem IP-Assetmanager der Universität Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. zugeordnet ist.

Im Hinblick auf den 3D-Druck für die industrielle Produktion suchen viele OEMs nach Möglichkeiten, additive Fertigungsmaschinen für die Serienfertigung vollautomatisch zu machen. Der Hauptgrund, der diesen Prozess verhindert, ist in vielen Fällen das Design der 3D-Drucker, da er nur ein Objekt nach der anderen bearbeitet. Nach Abschluss eines Auftrags bleibt das 3D-Objekt auf dem Bett kleben und es bedarf der manuellen Nacharbeit durch den Anwender. Der nächste Druckjob kann also nur beginnen, wenn das vorherige Teil entfernt wurde.

Eine der Methoden zur Bewältigung dieser Herausforderung besteht darin, dem 3D-Drucker ein Förderband beizufügen. Der führende OEM Stratasys demonstrierte ein solches System in seiner Continous Build Maschine, die auf der RAPID + TCT 2017 vorgestellt wurde. Im Auftrag des chinesischen 3D-Druckerherstellers stellt Tiertime diese Möglichkeit auch auf dem Desktop über seinen X5-Rechner vor. Das New Yorker 3D-Druckservicebüro Voodoo Manufacturing hat durch Project Skywalker den Transfer von gebauten Platten ermöglicht. Die neu patentierte Technologie von Kline hingegen nutzt eine Kombination aus Hard- und Software, um den fortlaufenden FDM-3D-Druck zu ermöglichen.

Hinzugefügter Mechanismus entfernt die Bauteile automatisch

Außerdem basiert der patentierte 3D-Drucker auf dem Prinzip der Delta-3D-Drucker. An einer Ecke des herkömmlichen Delta-Portals fügt Kline einen weiteren Kehrmechanismus hinzu – diesen Zusatz nennt man Auswurfmechanismus. Der Auswurfmechanismus besteht aus einem Roboterarm mit einem daran befestigten Schaber, der den fertigen Druck aus der Maschine in einen Korb schiebt und bewertet.

In weiteren Bemühungen zur Produktivitätssteigerung ist der 3D-Drucker Teil eines modularen Systems, dessen Komponenten „in verschiedenen Konfigurationen zusammengefasst werden können, um die Vorwärts- oder Benutzerpräsentationsbereiche zu maximieren“. Mit anderen Worten, mehrere 3D-Drucker können miteinander verbunden werden und gleichzeitig arbeiten. Das macht das System quasi „unendlich“ skalierbar.

Software

Softwareseitig wird der 3D-Drucker über eine Benutzeroberfläche konfiguriert, die mehrere Drucker und Aufgaben verwalten kann. Das „Dashboard“ oder der Ruhebildschirm der Benutzeroberfläche, der ein Benutzeridentifikationssystem verwendet, ermöglicht es dem Bediener, einen 3D-Drucker zu identifizieren und Druckaufgaben an eine bestimmte Maschine zu senden.

Sobald eine Druckdatei ausgewählt ist, kann der Benutzer die Live-Vorschau des Modells mit dem Helix 3D-Toolkit, einer Open-Source-3D-Bibliothek, sehen. Das Modell wird von der Open-Source-Software Slic3r geschnitten und zum Drucken bereitgestellt. Wann es einen marktfähigen 3D-Drucker mit dem patentiertem Auswurfsystem für Desktop-3D-Drucker geben wird, ist bisher unklar. In unserem Newsletter zur 3D-Drucktechnologie werden wir aber darüber berichten, sobald uns weitere Informationen zu dem System vorliegen (Newsletter jetzt abonnieren).