Realizujeme projekty na škole s využitím 3D tisku, 17. díl

Tags: 3D tisk | Petr Fořt | PLM | SPŠ | Výuka | Žďár na Sázavou

V dneš­ním člán­ku jsme vy­bra­li další dva za­jí­ma­vé pro­jek­ty, které byly na naší škole ře­še­ny s vy­u­ži­tím metod 3D tisku buď jako čistě hobby pro­jekt, nebo vý­u­ko­vé téma. Nové vý­rob­ní me­to­dy a tech­ni­ka pří­pra­vy pro­jek­tu s vy­u­ži­tím PLM soft­ware ná­stro­jů po­sky­tu­je stu­den­tům ote­vře­né a tvůr­čí pro­stře­dí pro práci. Cílem pro­jek­tů je při­blí­žit výuku re­ál­né praxi a ve spo­je­ní s me­to­da­mi 3D tisku do­táh­nout vý­ro­bek až do jeho funkč­ní re­a­li­za­ce.

Vý­ho­dou těch­to po­stu­pů je vý­bor­ná do­sa­ži­tel­nost po­třeb­né­ho soft­ware vy­ba­ve­ní, pří­pad­ně vý­rob­ních metod. Jed­not­li­vá té­ma­ta lze upra­vit podle vstup­ních zna­los­tí stu­den­tů od nej­jed­no­duš­ších úloh, až po kom­plex­ní dlou­ho­do­bé pro­jek­ty.

Konstrukce prvků robotického ramene včetně axiálního uložení

Naší první ukáz­kou je kon­strukč­ní návrh ro­bo­tic­ké­ho ra­me­ne. Tento pro­jekt je velmi ob­lí­be­ný u na­šich stu­den­tů a ob­je­vu­je se i jako ma­tu­rit­ní téma. Spo­je­ní kon­struk­ce, 3D tisku a elek­tro­ni­ky po­sky­tu­je ře­ši­te­li velmi za­jí­ma­vý pro­stor pro tvor­bu va­ri­ant. Běžně je pro ří­ze­ní se­sta­vy vy­u­ží­vá­no mo­de­lář­ských di­gi­tál­ních ser­vo­po­ho­nů ří­ze­ných mi­k­ro­po­čí­ta­čem Ar­dui­no.
Ro­bo­tic­ká ra­me­na jsou na­vr­ho­vá­na v celé sadě de­sig­nů a tvarů. Stu­den­ti si mohou op­ti­ma­li­zo­vat slo­ži­tost ře­še­ní s ohle­dem na jed­not­li­vé ří­ze­né osy, počty ser­vo­po­ho­nů, po­u­ži­tý typ ří­dí­cí­ho sys­té­mu mi­k­ro­po­čí­ta­če apod.

Servopohony jsou voleny z kategorie modelářských součástí

V našem ukáz­ko­vém pří­kla­du je ro­bo­tic­ké ra­me­no ře­še­no včet­ně vel­ké­ho axi­ál­ní­ho lo­žis­ka kom­pen­zu­jí­cí­ho vůle ra­me­ne. Ro­bo­tic­ké ra­me­no je při­pra­ve­no jako pl­no­hod­not­ná pa­ra­me­t­ric­ká se­sta­va s mož­nos­tí li­bo­vol­né mo­di­fi­ka­ce va­ri­ant. Ser­vo­po­ho­ny jsou vo­le­ny z řady di­gi­tál­ních serv s úhly na­to­če­ní 270 stupňů, což umož­ňuje s ra­me­nem velmi fle­xi­bil­ní ma­ni­pu­la­ci.
Druhý pří­klad z naší škol­ní praxe je pro­jekt la­bo­ra­tor­ních pří­stro­jů. Našim cílem bylo na­vrh­nout a vy­ro­bit funk­č­ní la­bo­ra­tor­ní pří­stroj jako stu­dent­ský pro­jekt. 3D tisk po­sky­tu­je v této ob­las­ti oprav­du skvě­lé mož­nos­ti. Vý­sled­kem nejsou pouze cvič­ná elek­tro­nic­ká za­po­je­ní „na stole“, ale mož­nost je­jich in­te­gra­ce do fi­nál­ní­ho vý­rob­ku.

Konstrukční studie laboratorního přístroje

Stu­den­ti si mohou otes­to­vat u této úlohy různé scé­ná­ře na úrov­ni zpra­co­vá­ní di­gi­tál­ní­ho pro­to­ty­pu, u kte­ré­ho musí zpra­co­vat pro­sto­ro­vou dis­po­zi­ci pří­stro­je a roz­mís­tě­ní jed­not­li­vých prvků. V této ob­las­ti je pa­ra­me­t­ric­ký model skvě­lým po­moc­ní­kem a vždy po­sky­tu­je do­sta­teč­ný pro­stor pro pří­pad­né op­ti­ma­li­za­ce a la­dě­ní fi­nál­ní se­sta­vy pří­stro­je.
Dal­ším kro­kem pro­jek­tu může být vhod­ná mo­du­lár­ní volba pří­stro­je, která je ovliv­ně­na jeho fi­nál­ním po­u­ži­tím. Na trhu s elek­tro­nic­ký­mi sou­část­ka­mi je do­stup­né ne­pře­ber­né množ­ství růz­ných mě­ři­čů a pří­stro­jo­vých ře­še­ní. Díky tomu lze op­ti­ma­li­zo­vat i ná­roč­nost dané úlohy. Na­va­zu­je­me zde opět na pa­ra­me­t­ric­kou kon­struk­ci se­sta­vy, kdy je možné vše zpět­ně vy­la­dit podle kon­krét­ních pří­stro­jů.

Ukázkové realizace různých typů přístrojů řešené s využitím 3D tisku

Té­ma­ta růz­ných za­ří­ze­ní a pří­stro­jů ře­še­ných s vy­u­ži­tím 3D tisku jsou na naší škole velmi ob­lí­be­ná. Díky adi­tiv­ním me­to­dám ne­mu­sí­me již kon­čit pouze na úrov­ni do­ku­men­ta­ce, ale lze vý­ro­bek zpra­co­vat až do po­do­by funkč­ní re­a­li­za­ce. Rád bych touto ces­tou po­dě­ko­val našim stu­den­tům a ko­le­gům za ukáz­ky pro­jek­tů. Více in­for­ma­cí o za­jí­ma­vých pro­jek­tech ře­še­ných nejen s vy­u­ži­tím 3D tisku na SPŠ ve Žďáru nad Sá­za­vou mů­že­te zís­kat na na­šich strán­kách www.spszr.cz.