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TU Berlin

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Styropor 3D Drucker

Styropor 3D Drucker (netX Version) - vollautomatisches Ausschneiden von 3D Objekten aus Styroporblöcken

Projektidee

Unser Projekt hatte die Entwicklung eines CAM-Systems zum Ziel. Dabei entschieden wir uns für eine spanende Fertigung mit Styropor. RP-Systeme sind zwar sehr flexibel, aber leider auch schwierig zu bauen, da man spezielle Stoffe braucht, aus denen das Werkstück gefertigt wird. Styropor lässt sich leicht mit einem heißen Draht schneiden. Deshalb braucht man im Gegensatz zu CNC-Fräsen keine extrem stabile Mechanik. Außerdem ist Styropor sehr preiswert und ermöglicht das Schneiden relativ großer Objekte. Die interessanten Probleme des Hardwareaufbaus, der Elektronik, der Achsensteuerung und der nötigen Softwaretools zum Erstellen und Importieren von 3D-Objekten stellen sich jedoch auch mit einen Styroporschneideroboter. Die Berechnung der notwendigen Achsenbewegungen ist sogar komplizierter als bei den gängigen RP-Systemen, da dort meist nur schichtenweise mit einem Portalroboter Material aufgetragen wird, während beim Schneiden mit einem heißen Draht zunächst nicht klar ist, wie dieser geführt werden muss.

Konzept

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  • STL Import Modul zum Importieren Dreiecksnetzen im STL-Format. Erzeugt StyroCNC Code.
  • Rotation Object Modul zum komfortablen Erstellen von Rotationskörpern mit der Maus. Erzeugt StyroCNC Code.
  • StyroCNC Skriptsprache ähnlich CNC zur Definition der Bewegung des Schneiddrahtes.
  • StyroCutter Driver Erhält geparstes StyroCNC und schickt die Befehle an den μC.
  • Kommunikation PC und μC kommunizieren über eine serielle Schnittstelle gemäß eines Protokolls.
  • Ansteuerung Der μC steuert die Motoren der Achsen schrittbasierend über die Motortreiberplatine an.
  • Hardware Das Werkstück ist auf einem Drehteller befestigt und kann um seine vertikale Achse rotiert werden. X- und Y-Achse können mit dem Schneiddraht jeden Punkt im Werkstück anfahren (2-dimensional).

Ursprünglich wurde für die Hardware-Ansteuerung ein Mikrocontroller von Motorola (M68332) verwendet. Das Projekt wird derzeit weiter geführt und ist in seinem Funktionsumfang vollständig auf die NetX-Platform portiert worden. Dies soll in Zukunft einen deutlichen Zuwachs an Funktionalität (Ansteuerung über Ethernet, Grafik-Display, Schneiddrahterkennung und -steuerung) ermöglichen.

Abschlussbericht und Video

en Abschlussbericht der ursprünglichen Version mit dem M68332 Prozessor können Sie hier (PDF, 17,0 MB) herunterladen. Ein Video der aktuellen Version auf Basis des netX, findet man hier.

Bilder

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Teilnehmer

  • Ingo Bressler
  • Jonas Pfeil
  • Tobias Kaufhold
  • Manuel Borchers
  • Betreuer: René Straßnick (M68k Version), Manuel Borchers (netX Version)

Zusatzinformationen / Extras

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