Development of a strategy for defining the orientation of a deposition tool in 3D print jobs - algorithms taking into account metal printing.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Marques, Tiago Matias
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10316/93923
Resumo: Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia
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spelling Development of a strategy for defining the orientation of a deposition tool in 3D print jobs - algorithms taking into account metal printing.Desenvolvimento de uma estratégia para a definição da orientação de uma ferramenta de deposição em tarefas de impressão 3D - algoritmos tendo em conta impressão de metais.C#Robô IndustrialRobotStudioMAMImpressão 3DC#Industrial RobotRobotStudioMAM3D printingDissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaGraças aos desenvolvimentos tecnológicos, as Revoluções Industriais levaram a um aumento do nível de automação nas empresas através da implementação de novos métodos de produção e da introdução de células robotizadas nas linhas de produção. No entanto, alguns sectores, nomeadamente o sector da construção metálica, ainda se baseiam em processos convencionais que requerem a utilização de uma grande quantidade de mão-de-obra humana.Esta tese apresenta a contribuição para o desenvolvimento de uma célula robotizada de impressão 3D, concebida para automatizar a produção de peças metálicas para o sector da construção, através do desenvolvimento de uma estratégia para definir a orientação de uma ferramenta de deposição acoplada ao fim de um robô.Para esse objetivo, foi desenvolvido um programa C#, com a capacidade de analisar a geometria de uma peça processada por um software de corte e cria um ficheiro compatível com a célula robótica com a atribuição da orientação da ferramenta de impressão paralela à respetiva superfície, o que conduz a um processo de impressão melhorado. Estas melhorias podem ser um tempo de impressão mais rápido, menos desperdício de material, e melhor acabamento superficial das peças impressas.Para verificar o funcionamento do algoritmo, foi necessário realizar simulações num ambiente virtual presente no RobotStudio que consiste nos mesmos componentes do sistema físico, nomeadamente um braço robótico ABB IRB 4600, uma pista linear IRBT 2006, e uma ferramenta de impressão TPS 400i CMT Advanced Fronius.Embora os objetivos definidos durante o desenvolvimento tenham sido alcançados pelo ajuste correto da orientação da ferramenta de impressão de acordo com a superfície da peça, não foi possível automatizar totalmente a estratégia implementada, o que deixa espaço para futuras melhorias.Thanks to technological developments, the Industrial Revolutions have led to an increase in the level of automation in companies through the implementation of new production methods and the introduction of robotized cells in production lines. However, some sectors, namely the metal construction sector, are still based on conventional processes that require the use of a high amount of human labor.This thesis presents the contribution to the development of a 3D printing robotic cell, designed to automate the production of metallic parts for the construction sector, through the development of a strategy to define the orientation of a deposition tool coupled to the end of a robot.In order to achieve this, a C# program was developed, with the capacity to analyze the geometry of a piece, that has been processed by a slicing software, and creates a file compatible with the robotic cell with the assignment of the printing tool's orientation parallel to the respective surface which leads to improvements in the printing process. These improvements can be faster printing time, less wasted material, and better superficial finish of the parts printed.To verify the algorithm functioning, simulations had to be performed in a virtual environment present in RobotStudio consisting of the same components on the physical system, namely an ABB IRB 4600 robotic arm, a linear IRBT 2006 track, and a TPS 400i CMT Advanced Fronius print tool.Although the objectives defined during the development have been achieved by the right adjustment of the printing tool orientation according to the surface of the part, it was not possible to fully automate the strategy implemented, which leaves room for future improvements.2020-12-15info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://hdl.handle.net/10316/93923http://hdl.handle.net/10316/93923TID:202687384engMarques, Tiago Matiasinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2022-05-25T10:22:15Zoai:estudogeral.uc.pt:10316/93923Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:12:46.841785Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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