Alinstante: automatisierter Prüf-Roboter für 3D-gedruckte Objekte

Die staatliche Forschungs- und Entwicklungseinrichtung Sanida National Laboratories entwickelte einen automatisierten Prüfroboter namens “Alinstante”, welcher sowohl die Leistung als auch die Eigenschaften von 3D-gedruckten Teilen bestimmt.

Bereits im April diesen Jahres konnte sich Sandia über den Technology Focus Award für deren 3D-gedruckte Windturbinen freuen. Nun präsentierte die Forschungs- und Entwicklungseinrichtung des US-Energieministeriums eine weitere Award-verdächtige Innovation: Ein System, bestehend aus einer sechsseitigen Arbeitszelle, in deren Mitte sich ein kommerzieller Roboter befindet. Unter dem Namen Alinstante, zu Deutsch “im Handumdrehen”, führt dieser Roboter Hochdurchsatztests bei 3D-gedruckten Objekten durch, um die Leistung sowie Eigenschaften dieser Objekte schnell zu bestimmen.

Alinstante wurde mit sechs Arbeitsstationen um den Roboter herum errichtet. Diese Stationen können einzeln verwendet und so konfiguriert werden, dass jede ein anderes kommerzielles oder benutzerdefiniertes Testsystem haben. Ebenso ist es möglich einzelne Arbeitsstationen zu einer großen wabenartigen Struktur zusammenzuschließen. Diese Eigenschaften zeichnen Alinstante als ein flexibles, modulares und skalierbares System aus. Weiters wurden Sicherheitslichtvorhänge an Stellen, an welchen Personen und der Roboter interagieren, montiert.

Sandia hofft, dass bis zum Sommer eine Benutzerschnittstelle für Anfänger entwickelt werden kann, um auch Nichtkundigen die Nutzung dieses Systems zu ermöglichen. Das Ziel ist es, dass die zu testenden Teile nur noch abgelegt und Tests ausgewählt werden müssen, um die Daten im Anschluss automatisch zu erhalten.

Der erste Alinstante-Prototyp verfügt über nur zwei Prüfstationen sowie ein Gerüst, auf welchem man die zu testenden Teile ablegen kann. Eine dieser Stationen bildet ein Lichtscanner, welcher auf Basis eines 3D-Scans ein 3D-Modell des Objekts erstellt, welches in weiterer Folge mit dem ursprünglich vorgesehenen Design verglichen wird. In der zweiten Station werden die Objekte in einem Lastrahmen auf physikalische Eigenschaften getestet.

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Künftig möchte Sandia deren neuestes System noch weiter ausbauen und beispielsweise ein Laser-induziertes Zusammenbruchspektrometer hinzufügen. Dieses wäre besonders für die Bestimmung der Chargen-zu-Charge-Konsistenz eine sehr nützliche Erweiterung.

“Im Moment kratzt Alinstante wirklich nur an der Oberfläche dessen, was es sein könnte”, erzählt Sandia-Materialwissenschaftler Brad Boyce. “Wir könnten den 3D-Drucker, Verarbeitungssysteme – wie einen Wärmebehandlungsofen oder eine Mühle – und viele andere Nachbearbeitungstests integrieren.”

Bocye sieht eine große Zukunft in Sandia’s neuestem System:

“Freitagnachmittag erzählst du dem 3D-Drucker ‘Ich möchte, dass du diesen Teil auf 10 verschiedene Arten druckst und dann jeden einzelnen testest.’ Sie kommen Montagmorgen zurück und Alinstante sagt Ihnen, welcher Prozess der Beste ist. Lassen Sie den Roboter die gesamte logistische Arbeit erledigen und den Menschen aus der Schleife holen, außer dass er die wichtigen technischen Entscheidungen trifft.”