Einsatz von Industrierobotern für den fünfachsigen 3D-Druck

In den letzten Jahren wurde der 3D-Druck immer populärer und auch für den Konsumenten erschwinglich. Dabei kommt häufig das Verfahren Fused Deposition Modeling (FDM) zum Einsatz. Die vorliegende Masterarbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung und Erprobung eines 3D-Druckers mit CNC-gesteuerten Industrierobotern. Dessen Aufbau und Inbetriebnahme stehen besonders im Fokus. Anhand von Beispielmodellen wird gezeigt, welche Vorteile durch den fünfachsigen 3D-Druck entstehen. Diese werden mit einem im Zuge der Masterarbeit erstellten Postprozessor für die CNC-Steuerung aufbereitet. Durch den Einsatz des Industrieroboters können Überhänge und gebogene Teile ohne Stützstrukturen und schräge Oberflächen ohne Stufen gedruckt werden. Weiterhin entsteht ein Vorteil durch das Auftragen des Materials aus verschiedenen Richtungen. Der fünfachsige 3D-Druck ist dem herkömmlichen dreiachsigen überlegen. Durch die Vermeidung von Stützstrukturen wird das Material effektiver genutzt und die Eigenschaften des gedruckten Objekts durch die zusätzlich nutzbaren Freiheiten verbessert.

In recent years, 3D printing has become increasingly popular and affordable for consumers. Fused Deposition Modeling (FDM) is widely used. This master thesis deals with the development and testing of a 3D printer with CNC-controlled industrial robots. Its design and commissioning are particularly in focus. Using exemplary models, the advantages of five-axis 3D printing are demonstrated. These are prepared for CNC control by a post processor created as part of the master thesis. By using the industrial robot, overhangs and curved parts can be printed without support structures and inclined surfaces without steps. Another advantage is the application of the material from different directions. The five-axis 3D printing is superior to the conventional three-axis printing. By avoiding supporting structures, the material is used more effectively and the properties of the printed object are improved by the additional usable freedom.