Miniaturisierte Bauteile drucken

Ergebnis der ersten Tests mit den 3D-Druckköpfen ist ein pneumatischer Aktor mit sehr kleinen Abmessungen (Bild ViscoTec Pumpen- u. Dosiertechnik GmbH)

09.12.2020 Miniaturisierte Bauteile drucken

Für das Anwendungsfeld der Soft Robotics konnte ein vipro-HEAD 3D- Druckkopf von ViscoTec in einem internen Versuch einen sehr kleinen und filigranen Pneumatik-Aktor bzw. einen Soft Gripper drucken. Das Beispiel vermittelt auch einen Eindruck für das Potenzial bei abdichtenden Formteilen.

Roboter sind fester Bestandteil in der Industrie und aus den Fertigungshallen nicht mehr wegzudenken. Der Einsatz erfordert jedoch strenge Sicherheitsmaßnahmen, insbesondere wenn sie sich in Kontakt mit Menschen befinden. Eine neue Generation von Robotern minimiert die Verletzungsgefahr drastisch und bietet zudem noch andere Vorteile: Diese neuartigen Roboter bestehen aus einem flexiblen Material, wie z.B. Silikon. Die Bewegung des Roboters entsteht durch ein gezieltes Füllen und Leeren (meist mit Druckluft bzw. Vakuum) von Hohlräumen. Ein Beispiel für einen bereits in der Industrie verwendeten Soft Roboter sind  pneumatische Greifer. Diese Aktoren zeichnen sich insbesondere durch ihre hohe Flexibilität an greifbaren Formen wie auch durch die zerstörungsfreie Handhabung von fragilen Gegenständen aus. Die Fertigung dieser flexiblen Greifer ist eine Herausforderung. Denn die komplexen Geometrien und die vielen Hohlräume machen eine Herstellung im Spritzguss sehr aufwändig bis unmöglich. Abhilfe kann die additive Fertigung durch ihre hohe Gestaltungsfreiheit verschaffen. Schon mit nur sehr geringem Aufwand kann, dank dem hohen Grad der Automatisierung im 3D-Druck, eine Änderung der Geometrie realisiert werden. Dadurch eignet sich dieses Verfahren perfekt für die Erforschung und das Testen neuer Greiferkonzepte.

So geschehen im ViscoTec 3D-Technikum. Essenziell wichtig für das Gelingen des Druckes ist die sehr präzise Verarbeitung des gewünschten Materials, im Fall des Soft Grippers vorwiegend Silikon. Der vipro-HEAD 3/3 bzw. 5/5 ist fähig, sehr feine Strukturen aus Silikon aufzubauen – mit einer Schichtdicke von 0,2 mm. Durch das aktive Rückfördern von Material („retract“) tropft kein Material an ungewollte Stellen und man erhält ein Bauteil, das komplett luftdicht ist. Das Ergebnis der ersten Tests: Mithilfe des vipro-HEAD 3/3 bzw. 5/5 sind pneumatische Aktoren mit sehr kleinen Abmessungen fertigbar.

Die Fertigung des Greifers im Video