Применение 3d-принтера для создания прототипа робота

№53-3,

Технические науки

В статье рассматривается возможность применения 3D-принтера для печати трехмерных моделей деталей робота и дальнейшей его сборки.

Похожие материалы

В настоящее время робототехника используется во многих сферах деятельности человека. Для знакомства с основами принципами робототехники многие компании предлагают готовые образовательные наборы-конструкторы. Многие конструкторы ограничены функциональными возможностями их применения для создания многоцелевых роботов. Данный недостаток можно устранить путем разработки дополнительных деталей к конструктору и печати их на 3D-принтере.

Для разработки и создания деталей робота существует множество систем автоматического проектирования, которые позволяют выполнять трехмерные модели различной сложности и поддерживают печать на 3D-принтере. Выбор остановился на программе SketchUp, которая проста в освоении и обладает всеми необходимыми нам свойствами (рис. 1).

Создание трехмерной модели.
Рисунок 1. Создание трехмерной модели.

Программа SketchUp позволяет создавать как двумерные чертежи, так трехмерные модели различной формы. Детали можно придать любой цвет или текстуру, проставить размеры, нанести трехмерную надпись и т.д. Готовые трёхмерные модели деталей робота, необходимо сохранить в формате STL и распечатать на 3D-принтере. Используемый принтер создает модель послойно (рис. 2). Для изготовления очередного слоя термопластичный материал нагревается в печатающей головке до полужидкого состояния и выдавливается в виде нити через сопло с отверстием малого диаметра, оседая на поверхности рабочего стола (для первого слоя) или на предыдущем слое, соединяясь с ним.

Печать модели на 3D-принтере.
Рисунок 2. Печать модели на 3D-принтере.

В качестве расходного материала использовался ABS-пластик. ABS (акрилонитрилбутадиенстирол, АБС) — это ударопрочная техническая термопластическая смола на основе сополимера акрилонитрила с бутадиеном и стиролом. Этот пластик непрозрачный, легко окрашивается в разные цвета.

К достоинствам данного пластика можно отнести: долговечность, ударопрочность и относительная эластичность, нетоксичность, влаго- и маслостойкость, стойкость к щелочам и кислотам, широкий диапазон эксплуатационных температур. По сравнению пластиком PLA, ABS более жесткий, и потому сохраняет форму при больших нагрузках.

Распечатанные детали (Рис. 3) можно обработать, покрасить в нужный цвет, и использовать при сборке робота.

Распечатанные детали робота.
Рисунок 3. Распечатанные детали робота.

Таким образом, используя системы автоматического проектирования и 3D-принтер, можно разработать и напечатать недостающие или сломанные детали конструктора, а также создать многоцелевого робота, обладающего необходимыми функциональными возможностями с целью применения его в различных областях деятельности человека.

Список литературы

  1. Иванов, В.Е. Трехмерная графика и область ее применения в учебном процессе / В.Е. Иванов, В.П. Зарубин // Фундаментальные и прикладные исследования в современном мире. - 2015. - № 12-3. - С. 107-109.
  2. Иванов, В.Е. Внедрение 3D технологий в учебный процесс / В.Е. Иванов, И.А. Легкова, А.А. Покровский, В.П. Зарубин, Н.А. Кропотова