天才想法,！弗吉尼亞理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)室搭建出可一體化3D打印的操作平臺(tái)

導(dǎo)讀：如果有一臺(tái)機(jī)器可以從頭開(kāi)始打印任何車(chē)輛怎么辦,？不僅是底盤(pán),，還有電池,、電機(jī),、電路板都能一氣呵成的制造出來(lái),？這樣的機(jī)器可能嗎,？

2023年2月21日，南極熊獲悉，弗吉尼亞理工大學(xué) (VT)增材制造系統(tǒng)設(shè)計(jì),、研究和教育 (DREAMS) 實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)小組正試圖將上述想法變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),。該團(tuán)隊(duì)最近在《AdditiveManufacturing Letters》上發(fā)表了一篇題為“Hybrid additive roboticworkcell for autonomous fabrication of mechatronic systems - A case study ofdrone fabrication”論文，詳細(xì)介紹了結(jié)合 3D 打印和機(jī)器人裝配的自動(dòng)化制造操作平臺(tái),。這種設(shè)置可以創(chuàng)造任何想象中的機(jī)器人車(chē)輛,，并且可以完全消除對(duì)人為干預(yù)的需要。

相關(guān)論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772369022000676?via%3Dihub

VT 的這個(gè)項(xiàng)目在ChristopherWilliams 博士的領(lǐng)導(dǎo)下已經(jīng)醞釀了幾年,，直到一群本科生提出想要3D打印一架完成后能夠直接從構(gòu)建板上飛走的無(wú)人機(jī)時(shí),，這一想法被徹底點(diǎn)燃。雖然3D打印所有的組件被證明是困難的,，但該小組回避了這個(gè)問(wèn)題,，并問(wèn)道："有沒(méi)有一種方法可以打印出90%的無(wú)人機(jī)，然后利用機(jī)器人組裝來(lái)整合其余的10%,？"答案是什么,？當(dāng)然是肯定有的。

威廉姆斯（Williams）教授的實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)開(kāi)發(fā)了許多使這一想法成為現(xiàn)實(shí)所需的單個(gè)元素,，現(xiàn)在,，該小組要做的就是把這些碎片組合起來(lái)。這不是一件容易的事,，本科生們?cè)囼?yàn)了許多方法,，以找到哪種組合最有效。該小組最終選擇了一個(gè)機(jī)械臂,，它給了他們所需的運(yùn)動(dòng)自由,，并允許他們輕松地從3D打印過(guò)渡到組裝，反之亦然,。

△團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Tadek Kosmal與團(tuán)隊(duì)合作,，用機(jī)械臂打印出無(wú)人機(jī)底盤(pán)。 (來(lái)源：弗吉尼亞理工大學(xué))

威廉姆斯說(shuō),。"機(jī)器人手臂的靈活性使我們能夠在打印過(guò)程中更換工具,，這樣我們就可以在打印過(guò)程中把馬達(dá)、電池和電線等外來(lái)物體放入物體中,。這為我們提供了一條在單個(gè)機(jī)器人操作平臺(tái)中制造完整的功能性機(jī)電組件的途徑,。"

在接下來(lái)的幾個(gè)月里，學(xué)生們一點(diǎn)一點(diǎn)地調(diào)整他們的操作平臺(tái),，直到他們把所有的壞代碼,、壞打印和壞裝配從他們的機(jī)器中驅(qū)除。經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)個(gè)小時(shí)的調(diào)試,，他們終于在2022年4月25日成功地完成了第一次打印和發(fā)射,。

DREAMS 團(tuán)隊(duì)很快慶祝了他們的金牌,，并且已經(jīng)在設(shè)計(jì) 2.0 版。 他們的新裝置將嘗試納入更大的機(jī)器人,，并將它們同步化為 "機(jī)械芭蕾",。他們希望增加印打印件的尺寸，并盡可能有效地建造它們,。

△研究團(tuán)隊(duì)的操作平臺(tái)2.0版本正在使用一個(gè)較大的機(jī)器人來(lái)打印無(wú)人機(jī),。(來(lái)源：弗吉尼亞理工大學(xué))

威廉姆斯說(shuō)："我認(rèn)為這個(gè)項(xiàng)目代表了增材制造的未來(lái)。現(xiàn)在是時(shí)候超越在預(yù)制箱中打印靜態(tài)零件的范圍,，是時(shí)候開(kāi)始思考如何將3D打印技術(shù)整合到先進(jìn)的制造工作流程中,，以實(shí)現(xiàn)真正的多功能產(chǎn)品的創(chuàng)造。"

這個(gè)操作平臺(tái)有很大的潛力,，可以立即用于制造火星和地球上的無(wú)人駕駛?cè)蝿?wù)的偵察車(chē),。時(shí)間會(huì)告訴我們這個(gè)機(jī)器是否會(huì)成為增材制造領(lǐng)域的柴可夫斯基，但即使它只是一個(gè)阿道夫-亞當(dāng),，它仍然會(huì)對(duì)3D打印和裝配領(lǐng)域有突破性的意義。

這個(gè)項(xiàng)目最初從NASA大學(xué)生研究挑戰(zhàn)賽獲得了7.5萬(wàn)美元（https://nari.arc.nasa.gov/usrc）,，隨后又從波音,、Braskem、Cube Pilot,、KDEDirect,、Northrop Grumman、RoboDK,、Stäubli和Xoar獲得了額外的4萬(wàn)美元資金,。

△獲獎(jiǎng)信息