S 3D tiskom se pospešeno ukvarjamo na Zavodu za gradbeništvo Slovenije (ZAG), kjer imamo več tovrstnih naprav. Največjo izmed njih – Robotsko postajo za digitalno proizvodnjo – smo zagnali konec lanskega leta. Za koordinacijo aktivnosti na tem področju pa smo julija letos vzpostavili Vozlišče za digitalno proizvodnjo (DFHub) in dogodek obeležili s 3D tiskom kosa urbane opreme.

3D tisk na Robotski postaji za digitalno proizvodnjo ZAG

Ekipa strokovnjakov z Oddelka za materiale se je zbrala v četrtek, 13. julija. Rokave so zavihali dr. Lucija Hanžič, vodja DFHub, dr. Mateja Štefančič, Katarina Šter in dr. Aljoša Šajna, vodja Laboratorija za beton. Nastal je stol zaobljenih oblik.

Mešanica, ki so jo pripravili za ta namen, je poleg cementa in peska vsebovala sekundarne surovine, ki so sicer industrijski odpadki, s katerimi so zmanjšali okoljski odtis izdelka. Samo 3D tiskanje je trajalo 50 minut, zanj pa so porabili približno 60 l (~130 kg) mešanice. Tiskali so s filamentom širine 3,5 cm in višine 1 cm, dosežena višina tiskanja pa je bila 51 cm, kar predstavlja širino stola.

Dogodek je pritegnil pozornost zaposlenih z drugih oddelkov ZAG-a, ki so si z zanimanjem ogledali celoten proces in kresali nove ideje s sodelavci na Robotski postaji. Uspešna izvedba je dala tako ožji ekipi kot celotnemu zavodu nov ZAGon, ki se bo zagotovo odražal v nadaljnjih dosežkih na tem področju.

O največji napravi za 3D tisk na ZAG-u

Konec leta 2022 so vzpostavili Robotsko postajo za digitalno proizvodnjo. Njen osrednji element je artikulirana robotska roka KUKA KR240 R2700 s šestimi prostostnimi stopnjami, dosegom 2,7 m in nosilnostjo 240 kg. Nanjo je pritrjena tiskalna glava, ki omogoča tiskanje s pastoznimi materiali in na katero je možno pritrditi šobe različnih oblik. Osnovna delovna površina velikosti 2,7 x 1,5 m se nahaja pred robotom, možno je tiskanje tudi ob levem in desnem boku robota. Na delovni površini se lahko hkrati tiska več izdelkov do velikosti približno 2,5 x 1,5 x 2 m.

Dovajanje materiala na tiskalno glavo poteka s črpalko MAI 2PUMP Pictor 3D, ki ima kapaciteto 1,2 do 9 l/min in zalogovnik s prostornino 33 l. Širino ekstrudiranega filamenta je možno regulirati v območju od 1,5 do 5 cm, uspešno pa tiskajo z materiali, katerih največja zrna ne presegajo 4 mm. Črpalka je opremljena še s priključkom za komprimiran zrak s pritiskom do 16 barov, kar omogoča brizganje materiala.

Robotska roka in delovne površine se nahajajo v varnostni kletki. Poleg teh ima postaja dve delovni območji in sicer mešalno postajo in kontrolno območje, kjer izvajajo tehtanje surovin in pripravo mešanice v planetarnem protitočnem mešalcu, kontrolo robota in črpalke ter dovajanje mešanice v zalogovnik črpalke.

Konfiguriranje tiskanja in generiranje G-kode se izvajata v programu SprutCAM, v katerem je vzpostavljen digitalni dvojček robotske postaje. Možno je izbrati različne strategije tiskanja, optimirati gibe robotske roke, preveriti kolizije in singularnosti ter simulirati tiskanje.

Integracijo komponent Robotske postaje za digitalno proizvodnjo je izvedlo podjetje Strojotehnika iz Zagreba, konfiguracijo digitalnega okolja v omenjenem programu pa podjetje KROKK iz Ljubljane. Za dodatne informacije vam je na voljo dr. Lucija Hanžič na lucija.hanzic@zag.si.