Az additív gyártási eljárások fejlődését gyors innovációs ugrások jellemzik. A rotterdami székhelyű Concr3de vállalat több mint öt éve dolgozik egy tintasugaras technikához hasonlóan működő 3D kőnyomtató fejlesztésén, hogy részt vehessen a párizsi Notre-Dame katedrális újjáépítésében. Ezt a célt a Festo automatizálási technológiájának felhasználásával érték el.
Az Armadillo White, a tintasugaras 3D kőnyomtató kifejlesztéséhez az építészeti alkalmazások adták a katalizátort. A Concr3de alapítói, Eric Geboers és Matteo Baldessari építészek egy geopolimerrel kezdték – egy olyan anyaggal, amelyet a szén- és acéliparból származó melléktermék kémiai kötőanyaggal (“tintával”) való megkötésével állítanak elő. Azt javasolták, hogy a párizsi székesegyház leégett maradványait használják fel nyersanyagként a sérült falazat helyreállításához, mivel a mesteremberek és az eredeti nyersanyagok hiánya miatt nehéz volt a lerombolt részeket középkori technikákkal rekonstruálni.
A Concr3de-nak a 3D kőnyomtató kifejlesztéséhez olyan alkatrészekre volt szüksége, amelyek hosszú ideig megbízhatóan működnek nehéz körülmények között, és könnyen méretezhetőek. Fontos volt számukra a beszállító szoftvertechnológiai ismerete és a szerviz is.
Automatizálási megoldások
A Festót – mint lehetséges partnert – hasonló 3D nyomtatási projektek révén azonosították, és Jeroen te Brake, a holland Festo leányvállalat additív gyártásért felelős szakemberének segítségét kérték. Ő a Festo EXCM hajtóművének bemutató készletét használta a nyomtató működési elvének tesztelésére, valamint a nyomtatófej mozgatásához megfelelő lineáris hajtás meghatározására. A Festo ELGA tengelyét három okból választották: a por bejutásának megakadályozása érdekében belülről túlnyomást lehet alkalmazni, nagy lökethosszal is szállítható, és védőburkolattal is el van látva. A Festo emellett szánnal lefelé szerelte fel a hajtóművet, hogy a por ne kerülhessen bele. Az ELGA tengelyen kívül a vezérlőrendszer, a Z-tengely alkatrészei, valamint a kötőanyag- és a folyadékellátás csővezetékei is a Festo kínálatából származtak.
A Festo ELGA hajtóműve belső túlnyomást tud alkalmazni a por bejutásának megakadályozása érdekében: ez kritikus tényező a 3D kőnyomtatásban.
A Concr3de adatainak felhasználásával a Festo aprólékosan kiszámította a tengelyeket, a tengelykapcsolókat, a motorokat és a vezérlést a megfelelő inercia-arány elérése érdekében. A Siemens vezérlő integrálása szintén egyszerű volt. A Concr3de-nak ezután csak annyi volt a dolga, hogy a Festo szabványos szoftverkönyvtáraiból a megfelelő helyre húzza a kommunikációs vonalaknak megfelelő funkcióblokkokat. A Festo konfigurációs eszközének köszönhetően csak a mozgási pozíciókat kellett megadni, és máris elkészülhetett az egyes mozgások terve. A Festo mindvégig mérnöki támogatást és képzést nyújtott a Concr3de számára.
A hamvakból feltámadva
A Concr3de és a Festo együttműködése sikeres volt. Az épület hamujából történő nyomtatás nemcsak sokkal gyorsabb, hanem visszaadja az épületnek saját történelmét is. A 3D-s rekonstrukcióhoz szükséges szkennelések rendelkezésre állnak, mivel Andrew Tallon amerikai tudós 2013-ban 3D-ben teljesen feltérképezte az épületet. A Concr3de az ő szkennelését használta fel a Notre-Dame egyik szobrának, a strigának, azaz egy szárnyas démonnak a rekonstruálásához.
A vállalat mészkőpor és kötőanyag felhasználásával öt óra alatt kinyomtatta a kőfaragvány 30 cm magas modelljét. A delfti Műszaki Egyetemen végzett tesztek kimutatták, hogy az eredmény semmivel sem rosszabb, mint ha valódi mészkőből készítették volna.
Ha feliratkozik a Műszaki Magazin Hírlevelére, sosem marad le a híreinkről! További friss híreket talál a Műszaki Magazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!
