Im Forschungsprojekt »Robotergeführter Inkjet-Druck von funktionalen Schichten auf dreidimensionale (3D)-Objekte« erproben Fraunhofer Fraunhofer ENAS und TU Chemnitz den robotergeführte funktionale Inkjet-Druck auf einer Sitzschale aus Kunststoff.
on März 2019 bis Juli 2021 arbeiteten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Professur Smart Systems Integration des Zentrums für Mikrotechnologien und der Professur für Robotik und Mensch-Technik-Interaktion der Technischen Universität Chemnitz sowie des Fraunhofer-Instituts für Elektronische Nanosysteme ENAS in Chemnitz an der Entwicklung einer Technologie zum robotergeführten Inkjet-Druck auf 3D-Oberflächen.
Der Versuchsstand mit modularem Aufbau
Zielstellung des Projekts war der Aufbau eines Versuchsstandes mit einem Sechs-Achs-Industrieroboter in Kombination mit einem Inkjet-Druckkopf und dessen Validierung anhand gedruckter funktionaler Anwendungsbeispiele. Der modulare Aufbau der Anlage gestattet es, weitere Funktionen wie die Vorbehandlung mit Plasma, die Nachbehandlung mit ultraviolettem und infrarotem Licht sowie die Objekterkennung mit Hilfe einer 3D-Tiefenkamera und eines Triangulationssensors zu integrieren. Um später mit der Anlage beliebige Druckbilder zielgenau auf Objektoberflächen erzeugen zu können, entwickelte die Professur für Robotik und Mensch-Technik-Interaktion der TU Chemnitz die Robotersteuerung anhand eines mehrstufigen Algorithmus zur Bahnplanung und -steuerung auf Basis von Voxelkarten. Somit kann dasselbe Objekt unabhängig von seiner Lage im Raum bedruckt werden. Wird es verschoben, kann durch das Wiedereinscannen und der Anwendung des Algorithmus, exakt dieselbe Position bedruckt werden. Möglich ist ebenfalls das korrekte Aneinandersetzen mehrerer Druckbahnen unter der Berücksichtigung der durch die Oberflächenkrümmung auftretenden Verzerrungen.
Fraunhofer ENAS (Institut für Elektronische Nanosysteme)
