Forscher aus dem spanischen UpnaLab haben ein System zur berührungslosen Montage von Objekten entwickelt, das weit über die Vorteile von 3D-Druck hinausgeht. Das System LeviPrint besteht aus einem Roboterarm und einem akustischen Levitator und macht unter anderem das Hinzufügen von Elementen auf bestehende Teilen oder die Herstellung in geschlossenen Behältern von außen möglich.

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Die Forscher des UpnaLabs, das zur öffentlichen Universität von Navarra in Spanien gehört, hat mit LeviPrint ein System zur berührungslosen Montage von Objekten durch akustische Manipulation entwickelt. Objekte lassen sich so ohne physischen Kontakt zusammensetzen. Im Rahmen ihrer Arbeit untersuchten sie einige optimale akustische Felder, die längliche Objekte wie Stöcke vollständig in ihrer Position und Ausrichtung fixieren sollen. Anschließend bewerteten sie die Ergebnisse, zu denen die Fähigkeiten verschiedener Ultraschall-Levitatoren zur dynamischen Manipulation der länglichen Objekte gehören. Ihre Arbeit mit dem Titel „LeviPrint: Contactless Fabrication using Full Acoustic Trapping of Elongated Parts“ wird auf der SIGGRAPH 2022 vorgestellt.

LeviPrint

Die neuartigen Optimierungsalgorithmen und Levitatoren ermöglichen die Manipulation von Perlen, Tropfen und Stöcken zur Herstellung komplexer Objekte. Mit ihrem Systemprototypen, der aus einem Roboterarm und einem Levitator besteht, testen die Forscher einige Herstellungsprozesse. LeviPrint verwendet den akustischen Levitator, um einen Klebstofftropfen einzufangen, der von der Spritze abgegeben wird. Das Tröpfchen wird in die Position gehoben und das nächste Teil hinzugefügt. Das System nimmt ein neues Segment auf, positioniert es neben den vorherigen, die mit dem Klebstoff in Kontakt waren. Das ultraviolette Licht trocknet den Klebstoff, damit das neue Teil befestigt wird.

Mit LeviPrint aus Klebstoff zusammengesetztes Objekt
Es gibt zahlreiche Einsatzmöglichkeiten für LeviPrint (im Bild: mit LeviPrint aus Klebstoff zusammengesetztes Objekt)(Bild © Screenshot Youtube-Video „Paper | LeviPrint: Contactless Fabrication using Full Acoustic Trapping of Elongated Parts“).

Die Forscher erklären, dass sich auf diese Weise die Kreuzkontamination verringert und das Bauen innerhalb geschlossener Räume auf Objekte ermöglicht wird. Sie hoffen, dass andere Forscher durch ihre Technik zu neuen Fertigungstechniken inspiriert werden und Bereiche wie die Mikrofertigung von elektromechanischen Komponenten oder die additive Fertigung in vivo erreichen.

Roboterarm von LeviPrint
Das System besteht aus einem Roboterarm (im Bild) und einem Levitator (Bild © Screenshot Youtube-Video „Paper | LeviPrint: Contactless Fabrication using Full Acoustic Trapping of Elongated Parts“).

Stimmen der Verantwortlichen

Asier Marzo, leitender Forscher und Mitglied des Smart Cities Institute (ISC) der UPNA/NUP, sagt:

„Wir haben einen Levitator in Kombination mit einem Roboterarm und einem Flüssigkeitsspender entwickelt, um komplexe Objekte berührungslos herzustellen.“

Iñigo Ezcurdia, Ph.D. Studentin und Hauptautorin der Studie, sagt:

„Wir können kleine, spröde Teile sowie Flüssigkeiten oder Pulver manipulieren, wodurch die Prozesse vielseitiger werden. Es gibt weniger Kreuzkontaminationen, da der Manipulator das Material nicht berührt. Außerdem ermöglicht er Fertigungstechniken, die mit herkömmlichem 3D-Druck nicht erreicht werden können, wie das Hinzufügen von Elementen auf bestehenden Teilen oder die Herstellung in geschlossenen Behältern von außen.“

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