Gast-Blog-Beitrag

Das Unmögliche möglich machen, um die kleinsten und stärksten Roboter der Welt zu bauen

Aufbau des FLX-Bots

Heute können Sie im Consumer-3D-Druck Sie ziemlich gute Drucke für weniger als 300 Euro bekommen. Aber das war nicht immer der Fall. Früher habe ich 3D-Druck gehasst. Meine ersten Erfahrungen habe ich während des Studiums mit einem industriellen Drucker gemacht, der nie funktionierte. Als ich mein Studium abschloss, hatte das Labor, das ich geleitet habe, einen 3D-Drucker der ersten Generation, dessen Stepper lauthals sangen, während er nur wenige Meter von meinem Schreibtisch entfernt Teile schlecht druckte. Er hat eine Menge Staub angesammelt hat.

Schneller Vorlauf ins Jahr 2018. Ich habe meinen ersten modernen Hobbydrucker für 800 Dollar gekauft, der mein Leben veränderte. Er war leise und druckte mit mehr als ausreichender Toleranz für das Prototyping von Robotern (und allem anderen). Er funktionierte einfach. Punkt.

Zu dieser Zeit beendete ich meine Tätigkeit als Professor an der Lehigh University und arbeitete an der Entwicklung des schlangenähnlichen Roboters, den ich im Rahmen meiner Doktorarbeit erfunden hatte. Er war dafür gedacht, durch Wände zu fahren, um Kabel zu verlegen, ohne ein Chaos anzurichten. Und es sollte ein Metallmonster werden, das mindestens 15.000 Dollar kosten sollte.

Aber dieser neue Drucker hat alles verändert. Ich erkannte, dass ich mit einem 3D-Drucker schneller Prototypen erstellen konnte. Dies führte schließlich zu dem Gedanken, erschwingliche, massenhaft einsetzbare schlangenartige Roboter für Inspektion und Reparatur zu entwickeln. Und führte zu meiner heutigen Tätigkeit als Gründer und CEO von FLX Solutions, Inc. FLX revolutioniert die Robotikbranche mit hochfunktionalen und intelligenten Robotern, die so klein sind, dass sie in Bereichen arbeiten können, die für Menschen und herkömmliche Roboter nicht ohne weiteres zugänglich sind. Unser erstes Produkt, der FLX BOT, ist ein patentierter, schlangenartigen Roboter mit einem Durchmesser von einem Zoll, der sich ausdehnt, versteift und klettert, um viele auswählbare Aktionen durchzuführen. Unser modularer Roboter besteht aus identischen, austauschbaren Gliedern, die jeweils mit einer Kamera und einem Sensor ausgestattet sind, um 3D-Mapping und autonome Navigation zu ermöglichen. Jeder Roboter hat austauschbare Endwerkzeuge wie Bohrer, Greifer, Staubsauger oder Sprüher.

FLX Bot Greifer Endeffektor

Endlich etwas Neues und Anderes

Da ich in der Welt der Hardware-Startups tätig bin, habe ich die Modeerscheinung des 3D-Drucks kommen und gehen sehen. Bei Pitch-Wettbewerben behaupten Leute, einen neuen Typ von FDM-Drucker (Fused Deposition Modeling) erfunden zu haben, der eigentlich nichts Neues ist. Ich habe auch den Aufstieg des SLA-Harzdrucks für Verbraucher miterlebt. Obwohl sie sehr schöne und sogar genaue Teile herstellen können, scheinen sie eher für die Herstellung von Figuren als für den Maschinenbau verwendet zu werden. Es ist selten, dass ich von einer neuen Art von 3D-Drucktechnologie beeindruckt bin. 

Als Gründer eines Robotikunternehmens, das einige der kleinsten und stärksten Roboter der Welt herstellt, muss ich ständig herausfinden, wie ich Prototypen meiner Teile herstellen kann. Besonders die winzigen Teile. Leider musste ich einige Komponenten von gedruckten Prototypen auf die klassische Bearbeitung umstellen, weil meine Drucker der Verbraucherklasse sie einfach nicht drucken konnten.

Bis zu Boston Mikro-Fertigung, dem Pionier im Bereich der hochpräzisen 3D-Drucker. Ich traf das BMF-Team auf einer Messe in NYC. Als ich Maßstab und Details der ausgestellten Teile sah, fiel mir die Kinnlade herunter. Da ich einen großen Teil meiner Doktorarbeit im Maschinenbau damit verbracht hatte, Teile mit 1/10 der Fähigkeiten von BMF zu bearbeiten, konnte ich es nicht glauben. Die Teile müssen auf andere Weise als durch Drucken hergestellt worden sein.

 

Beispiel für ein 3D-gedrucktes Mikroteil von Boston Micro Fabrication

Wie soll ich etwas so Kleines in 3D drucken?

Ich sprach mit Jason und seinem Team zur einer Zeit, als ich ein Getriebedesign für die Prototypenfertigung ausschrieb. Noch bevor ich alle Angebote von den Herstellern zurückbekommen hatte, erschien ein Paket voller ordentlich verpackter gedruckter Teile. Ich hatte meine Teilemodelle nicht modifiziert, bevor ich sie verschickte. Sie wurden mit ihren Nennmaßen gedruckt. Perfekt. Das Getriebe drehte sich, funktionierte und ich konnte besser schlafen, weil ich wusste, dass das Design funktionieren würde, obwohl die aus Metall gefertigten Teile erst nach Wochen eintrafen.

Als Ingenieur für mechatronische Produkte verbringe ich beim Entwerfen viel Zeit mit Überlegungen, wie ich ein Teil herstellen werde. Ironischerweise ist die Massenproduktion oft einfacher, als eine Handvoll Prototypen anfertigen zu lassen. Vor allem, wenn das Geld knapp ist. Die BMF-Mikrodrucktechnologie hat den Bereich des Möglichen für mich als Entwickler erweitert. Ich muss mich nicht mehr fragen: "Wie soll ich so etwas Kleines drucken?" oder "Wäre es nicht toll, ein paar Teile aus Kunststoff zu drucken, bevor ich Tausende Euro für Testteile aus Metall ausgebe?"

Aber die Anwendungen des kleinformatigen Drucks gehen weit über das Prototyping von Teilen für meine Roboter hinaus. Die Anwendungsfälle in der Biomedizintechnik sind ebenso beeindruckend. Ich erinnere mich, dass in dem Spritzgusslabor, in dem ich ein Semester lang arbeitete, einige Studenten versuchten, Petrischalen mit mikroskaligen Merkmalen im Mikrospritzgussverfahren herzustellen. Es stellte sich heraus, dass einer der Faktoren, der beeinflusst, was aus Stammzellen wird, wenn sie heranwachsen, die mechanische Oberfläche ist, auf der sie gezüchtet werden. Ich kann mir nur vorstellen, was meine Kollegen getan hätten, wenn sie Zugang zu 3D-Drucktechnologien gehabt hätten, die diese Testproben durch einfaches Klicken auf "Drucken" erstellt hätten, anstatt Formen zu entwerfen, sie zu bearbeiten, sie in die Spritzgießmaschine einzulegen, die Parameter einzustellen..... Sie verstehen den Punkt.

Die Grenzen des Möglichen verschieben

Es kommt nicht oft vor, dass ich auf eine neue Technologie stoße, die mich so beeindruckt, wie die Mikropräzisions-3D-Drucker von BMF. Ich habe diesen Blog-Beitrag in der Hoffnung geschrieben, dass ich dazu beitragen kann, diese erstaunliche Technologie mit anderen Ingenieuren und Entwicklern zu teilen, damit sie die Grenzen des Möglichen in ihren Bereichen erweitern können, so wie ich es in der Robotik tue.