4 Jahre SNF-Innosuisse finanziertes Bridge Discovery Förderung für robotergestützten 3D-Druck
Die hart umkämpfte Förderung wurde an Prof. Dr. Alisa Rupenyan vom ZHAW CAI, Dr. Efe Balta von der inspire AG und Prof. Dr. John Lygeros vom Automatic Control Laboratory der ETH Zürich vergeben. Sie werden gemeinsam an der Entwicklung innovativer Technologien zur Steuerung und Optimierung des 3D-Drucks mit Polymeren arbeiten.
Prof. Dr. Alisa Rupenyan von der ZHAW CAI, Dr. Efe Balta von der inspire AG und Prof. Dr. John Lygeros vom Automatic Control Laboratory der ETH Zürich teilen sich ein hochkompetitives Bridge Discovery Förderung in Höhe von 2 Mio. CHF. Die drei Gruppen werden in den nächsten vier Jahren zusammenarbeiten, um eine innovative Technologie für 3D-Druck-Extrusionsköpfe für Polymere zu entwickeln, die die Verwendung bestehender Geräte mit minimalen Eingriffen ermöglicht und intelligente Software zur Steuerung und Optimierung des Druckprozesses und der Qualität bereitstellt.
Derzeitige Systeme für die additive Fertigung arbeiten im offenen Regelkreis ohne Echtzeitsensorik, was zu einer geringen Zuverlässigkeit und Wiederholbarkeit führt und die industrielle Akzeptanz einschränkt. Bestehende Lösungen für den robotergestützten Polymerdruck beruhen auf Ad-hoc-Kalibrierung ohne Closed-Loop-Optimierung oder integrierte Trajektoriensteuerung. Dieses Bridge Discovery Projekt entwickelt eine umfassende Lösung, die einen integrierten intelligenten Extrusionswerkzeugkopf mit neuartiger Software für die Prozessplanung, -überwachung und -steuerung kombiniert. Der Ansatz integriert die Planung von Druck- und Robotertrajektorien in drei technischen Schwerpunktbereichen:
- Hardware & Sensorik: Werkzeugkopf, der mit minimaler Wartung und umfassender Sensorik gängige und technische Polymere drucken kann;
- Optimization & Steuerung: Neuartige Regelungsmethoden für die Prozesssteuerung und Druckwegoptimierung;
- Robotics & Integration: Koordination und Implementierung für industrielle Robotermanipulatoren.
Die vorgeschlagene Lösung wird material- und plattformunabhängige Hardware-/Softwaremodule mit integrierter Sensorik, Berechnungsmöglichkeiten für die Extrusionsregelung im geschlossenen Regelkreis, effiziente Kommunikationsschnittstellen und autonome Systemidentifikation bieten. Die Software-Tools ermöglichen eine Parameteroptimierung und eine kombinierte Roboter-Extruder-Werkzeugweg-Optimierung unter Verwendung von Bauteil-Design-Eingaben.
Die IAI-Gruppe an der ZHAW CAI (Prof. Dr. Alisa Rupenyan) ist für die Roboterintegration der neuen Technologie verantwortlich. Dieser Zuschuss ist das Ergebnis gemeinsamer umfangreicher Forschungsarbeiten zur Steuerung und Optimierung der additiven Fertigung mit vielversprechenden Ergebnissen.
