An der University of Michigan (UM) hat ein Forscherteam eine Software entwickelt, mit der Anwender in der Lage sind, 3D-gedruckte Objekte schneller und kosteneffizienter und ohne Qualitätseinbußen herzustellen. Die Software FBS, vorgestellt auf der Rapid.Tech 2022 übersetzt Maschinenbefehle von der idealen Erwartung in Befehle, die Vibrationen im 3D-Drucker kompensieren. Um die FBS Software zu kommerzialisieren, wurde das Spin-Off-Unternehmen Ulendo gegründet.

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Während des 3D-Drucks können Vibrationen den Prozess verlangsamen oder Teile verziehen. Das University of Michigan Spin-off Ulendo hat nun eine Software vorgestellt, mit der Anwender die Geschwindigkeit aufrecht erhalten können, ohne die Druckgenauigkeit zu beeinträchtigen. Auf der Rapid + TCT wurde die Software präsentiert, die als Übersetzer zwischen Befehlen, die das Teil in einer perfekten Welt drucken würden und wie die Maschine Vibrationen in der echten Welt kompensieren muss. Sie funktioniert für 3D-Drucker, die ihren Druckkopf mechanisch bewegen.

Vorteile der Software FBS

3D-Drucker können doppelt so schnell arbeiten, ohne viel mehr Energie zu verbrauchen, wodurch auch weniger Kosten pro Teil entstehen würden. FBS steht als Abkürzung für Filtered B Splines und steht für die mathematische Funktion, die die Entwickler für die Maschinenbefehle von der idealen Erwartung in Befehle übersetzen, die Vibrationen im 3D-Drucker kompensieren würden. FBS ist auch der Name der Software.

Chinedum Okwudire, außerordentlicher Professor für Maschinenbau an der UM und Gründer von Ulendo, sagte:

„Wenn Sie Vibrationen in einem sich bewegenden Objekt reduzieren möchten, können Sie dies meistens durch Verlangsamen tun. Da der 3D-Druck jedoch bereits sehr langsam ist, schafft diese Lösung ein weiteres Problem. Mit unserer Lösung können Sie ohne Qualitätseinbußen schnell drucken.“

Von der Idee zum Business

Okwudire arbeitete eine Weile in der Industrie und konnte dort eine hochpräzise Fräsmaschine nicht stabilisieren, weshalb das Team den Ablauf verlangsamen musste. Als er 2011 an der Universität als Professor begann, dachte er über eine Software nach, die Maschinenvibrationen überwinden soll. 2017 implementierte ein Maschinenbaustudent die Software von Okwudires Labor auf einem 3D-Drucker. Durch Innovationspartnerschaften bei der UM wurde die Idee zu Ulendo geboren.

Forscher an 3D-Drucker
Ein Team von Forschern an der UM entwickeln Software, die den 3D-Druck schneller und kosteneffizienter ohne Qualitätseinbußen ermöglicht (im Bild: Forscher an 3D-Drucker)(Bild © Evan Dougherty, Michigan Engineering).

Ein großer Teil der kommerziellen Entwicklung wurde durch ein MTRAC-Stipendium der Michigan Economic Development Corporation und ein Small Business Innovation Research-Stipendium der National Science Foundation finanziert. Okwudire und sein Team werden den Algorithmus auf andere Arten von Maschinen wie Roboter, Werkzeugmaschinen und weitere Arten von 3D-Druckern erweitern. Neben der FBS-Software war auch die SmartScan-Software des Teams auf der RAPID + TCT zu sehen. Diese bewegt einen Laserstrahl auf intelligente Weise und soll Verziehen durch Wärmestau in Teilen verhindern, die durch Pulverbettschmelzen gedruckt werden.

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Stimmen zur FBS-Software

Okwudire sagte:

„Angenommen, Sie möchten, dass sich ein 3D-Drucker geradeaus bewegt, aber aufgrund von Vibrationen bewegt sich die Bewegung nach oben. Der FBS-Algorithmus trickst die Maschine aus, indem er ihr sagt, dass sie einem Pfad nach unten folgen soll, und wenn sie versucht, diesem Pfad zu folgen, fährt sie geradeaus.“

Brenda Jones, CEO von Ulendo, sagte:

„Mitglieder der 3D-Druckindustrie haben die gleiche umwerfende Reaktion, die ich hatte, als ich zum ersten Mal davon hörte, wie diese Technologie dazu führt, dass ein Drucker mit doppelter Geschwindigkeit und 10-facher Beschleunigung arbeitet.“

Doppelte Geschwindigkeit – Hohe Kosteneffizienz mit FBS-Software (Video)

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