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Projeto de uma Impressora 3D baseada num braço robótico de 6-eixos
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Authors
Abstract(s)
A evolução do fabrico aditivo tem levado à exploração de novas abordagens para a impressão 3D, incluindo a utilização de braços robóticos. Estes sistemas, em comparação com os sistemas convencionais, oferecem maior flexibilidade e permitem a impressão em superfícies complexas. Ainda assim, apresentam desafios ao nível do controlo, precisão e robustez estrutural. Este trabalho consiste no desenvolvimento do projeto mecânico de um sistema de impressão 3D utilizando um braço robótico de 6 eixos. O objetivo é demonstrar a viabilidade desta solução através do estudo e conceção da estrutura necessária para suportar o processo de extrusão. Para tal, este trabalho aborda todo os processos para o desenvolvimento do projeto, desde a definição dos pressupostos, desenvolvimento do projeto mecânico, e validação do sistema através da realização de simulações. Inicialmente é realizada uma análise ao contexto atual do fabrico aditivo, da robótica e da aliança entre estes dois temas. Ao longo do desenvolvimento do trabalho são apresentados os métodos adotados, tais como seleção e modelação de componentes, soluções encontradas para resolução de problemas, verificações numéricas, comparação de resultados, procedimentos iterativos para melhoria do projeto e obtenção de um modelo final. Na fase final deste documento são realizadas simulações estáticas e dinâmicas para verificação do modelo obtido. O projeto tem como finalidade apresentar uma solução acessível e de fácil implementação, que poderá servir como base para aplicações educacionais ou para explorar novas possibilidades na conciliação entre fabrico aditivo e robótica.
Abstract The evolution of additive manufacturing has led to the exploration of new approaches for 3D printing, including the use of robotic arms. Compared to conventional systems, these systems offer greater flexibility and allow printing on complex surfaces. However, they present challenges in terms of control, precision, and structural robustness. This work focuses on the mechanical design of a 3D printing system using a 6-axis robotic arm. The goal is to demonstrate the feasibility of this solution through the study and design of the structure required to support the extrusion process. The work addresses all stages of the project development, from defining assumptions, designing the mechanical structure, and validating the system through simulations. Initially, an analysis of the current context of additive manufacturing, robotics, and the integration of these two fields is conducted. Throughout the development of the project, methods such as component selection and modelling, solutions to identified problems, numerical analyses, result comparisons, iterative procedures for project improvement, and the final model are presented. In the final phase, static and dynamic simulations are carried out to verify the model's performance. The project aims to present an accessible and easily implementable solution, which could serve as a foundation for educational applications or explore new possibilities in the integration of additive manufacturing and robotics.
Abstract The evolution of additive manufacturing has led to the exploration of new approaches for 3D printing, including the use of robotic arms. Compared to conventional systems, these systems offer greater flexibility and allow printing on complex surfaces. However, they present challenges in terms of control, precision, and structural robustness. This work focuses on the mechanical design of a 3D printing system using a 6-axis robotic arm. The goal is to demonstrate the feasibility of this solution through the study and design of the structure required to support the extrusion process. The work addresses all stages of the project development, from defining assumptions, designing the mechanical structure, and validating the system through simulations. Initially, an analysis of the current context of additive manufacturing, robotics, and the integration of these two fields is conducted. Throughout the development of the project, methods such as component selection and modelling, solutions to identified problems, numerical analyses, result comparisons, iterative procedures for project improvement, and the final model are presented. In the final phase, static and dynamic simulations are carried out to verify the model's performance. The project aims to present an accessible and easily implementable solution, which could serve as a foundation for educational applications or explore new possibilities in the integration of additive manufacturing and robotics.
Description
Keywords
Fabrico aditivo Braço robótico Projeto mecânico Simulações numéricas Additive manufacturing Robotic arm Mechanical design Numerical simulations