Nanyang Teknoloji Üniversitesi bilim insanları, iki robotun 3D yapıyı somut bir yapıyla birleştirmek için çalışabilecekleri bir teknoloji geliştirdi. Swarm baskı olarak bilinen bu eş zamanlı 3D çıktı yöntemi, bir mobil robot ekibinin gelecekte daha da büyük yapıları basmasının önünü açıyor. 3 boyutlu baskıya uygun, özel olarak formüle edilmiş bir çimento karışımı kullanılan bu yeni gelişmeyle geleneksel döküm ile şu anda mümkün olmayan benzersiz beton tasarımlarına olanak sağlayacak. Yapılar talep üzerine ve daha kısa sürede üretilebilecek.
NTU bilim insanı, bu yılın başlarında, iki robotun, 8 dakika 55 saniyede bir Ikea sandalyesini bir araya getirdiğini, bu durumda Ikea Bot’un geride kaldığını ifade etti. Şu anda, büyük beton yapıların 3D baskısı, çıktı alanlarından daha büyük olan yazıcılar gerektiriyor. Bir çok şantiyede alan kısıtlaması bulunduğundan, bu mümkün baskı makinelerin bulunabilmesi için yeterli alan olmayabiliyor. Senkronizasyonda 3D baskı yapabilen çoklu mobil robotlara sahip olmak, robotların çalışma alanında hareket etmesi için yeterli alan olduğu sürece, mimari özellikler gibi büyük yapılar ve özel olarak tasarlanmış cepheler her yerde basılabilir hale gelebilecek. NTU robotları 8 dakika içinde 1.86m x 0.46m x 0.13m ölçülerinde 3D beton bir yapı oluşturabiliyor. Kuruluma hazır hale gelmesi; iki günde katılaşmaya ve tamamen sertleşmesi için de bir hafta süreye ihtiyaç duyuluyor.
“Beton Parçalarını Basıyor”
NTU’nun Mekanik ve Havacılık Mühendisliği Yüksek Okulu Yard.Prof.Dr: “Bir iş sahasına taşınabilen, büyük beton yapı parçalarını basacak ve ardından bir sonraki projeye geçecek bir robot ekibi tasarladık. Bu araştırma, bir Ikea sandalyesinin parçalarını otonom bir şekilde bir araya getirmek için geliştirdiğimiz bir robot bilgisi üzerine kuruldu. Fakat bu son proje, planlamanın ve düzenlemenin daha kompleks olduğu büyük ölçekli bir projedir.”
Her iki robotun da aynı anda hareket etmesi ve iki mobil robotun eş zamanlı olarak birbirine çarpmadan beton yapıları basması oldukça zor bir durum. Beton yapıyı parçalar halinde basmak için uygun değil. Çünkü eğer beton, baskı işlemi sırasında üst üste gelmezse iki parça arasındaki birleşme yeri uygun bir şekilde bağlanmaz. Bu çok aşamalı işlem, bilgisayar haritasının çıkardığı tasarımı yazmasıyla başlar ve yazıcının belirli bir bölümünü bir robota atar. Ardından, eş zamanlı baskı sırasında her bir robot kolunun bir diğeriyle çarpışmasına engel olmak için özel bir algoritma kullanır. Hassas konum belirleme kullanılarak, robotlar daha sonra iyi bir işbirliği içerisinde parçaları doğru yere basarlar, bu şekilde ayrı parçalar arasındaki bağlantıların üst üste gelmesi sağlanır. Sonuç olarak; tutarlılığı sağlamak için, özel olarak hazırlanan sıvı beton karışımın, karıştırılması ve pompalanması eşit olarak harmanlanması ve senkronize edilmesi gereklidir.
Singapur 3D Baskı Merkezi Genel Müdürü Profesör Chua Chee Kai: “Katkı maddesi üretimi gibi karışıklığa yol açan Endüstri 4.0 teknolojilerinin robot teknolojileri, yapay zeka, malzeme bilimi ve yeşil üretim teknikleri gibi diğer yenilikçi teknolojilerle birleştirildiğinde daha da ileri gidebileceğini düşünüyorum. Bu çoklu robot baskı projesi, disiplinlerarası bir çalışmadır ve robot bilim adamlarının, yazdırılabilir beton yapmak için malzeme bilimcileriyle çalışmasını gerektirmektedir. Güçlü bir beton yapı elde edebilmek için, makine mühendisliği ve inşaat mühendisliği uzmanlarıyla işbirliği yapmak zorundaydık…”
İleriye dönük olarak, NTU araştırma ekibi daha büyük ölçekli yapıları basmak, istikrarlı bir performans gösterebilmek için baskı algoritmasını en uygun hale getirmek ve beton malzemenin daha hızlı sertleşmesini geliştirmek için daha fazla robotun entegre edilmesini ele alacaktır.
