{"id":2887,"date":"2017-12-08T13:08:14","date_gmt":"2017-12-08T13:08:14","guid":{"rendered":"https:\/\/www.mark3d.com\/de\/?p=2887"},"modified":"2018-11-27T09:59:26","modified_gmt":"2018-11-27T09:59:26","slug":"mehr-bodenhaftung-mit-markforged-3d-gedruckte-raeder-umspritzen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.mark3d.com\/de\/tipps-zu-technik-und-design\/mehr-bodenhaftung-mit-markforged-3d-gedruckte-raeder-umspritzen\/","title":{"rendered":"Mehr Bodenhaftung mit Markforged: 3D-gedruckte R\u00e4der umspritzen"},"content":{"rendered":"

Das Rad: Seit mehr als 6.000 Jahren arbeiten wir daran und haben es noch immer nicht perfektioniert. Charles Guan (Ingenieur und Entwickler f\u00fcr Kampfroboter) musste bei der Konstruktion des Kampfroboters Overhaul 2.0<\/span><\/a> feststellen, dass man das Rad neu und besser erfinden kann.<\/span><\/p>\n

Radkonstruktion<\/h1>\n

Ein starker 6-Rad-Antrieb sollte dem Greifer des Overhaul 2.0 im Kampf einen Geschwindigkeitsvorteil verschaffen. Mittelharte Industrierollenr\u00e4der mit TPE-Profilen (Thermoplastisches Elastomer) sind bei Kampfrobotern der Standard und kamen auch hier zum Einsatz. Neu waren aber die 16 PS Motoren, die eine Geschwindigkeit von 30 km\/h erm\u00f6glichten.<\/span><\/p>\n

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Overhauls Antrieb: Vier 5\u201d-Standardr\u00e4der und zwei eigengefertigte 3\u201d-R\u00e4der mit Naben aus Markforged Nylon und Kevlar und gebundenen Lauffl\u00e4chen aus Urethan.<\/p><\/div>\n

Im Einsatz stellte sich der Antrieb schlie\u00dflich als Fehlkonstruktion heraus. Die TPE-R\u00e4der hielten den gro\u00dfen Kr\u00e4ften nicht stand und schmolzen weg. Das glatte Profil schlitterte samt Tr\u00fcmmer und losen Partikeln in der Kampfarena wie \u00fcber Eis hinweg<\/span>.<\/span><\/p>\n

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Die Reste von Overhauls Antriebes nach dem Kampf. Die Vorderr\u00e4der sind eingerissen, die Hinterr\u00e4der v\u00f6llig zerst\u00f6rt.<\/p><\/div>\n

Charles Guan brauchte also neue R\u00e4der, um die Kraft des Roboters m\u00f6glichst gut auf den Boden zu \u00fcbertragen. Eine Gummimischung schien attraktiv. In der Kampfroboterszene sind selbstgegossene Urethanr\u00e4dern bereitd etabliert.<\/span><\/p>\n

Auf der “Detroit Maker Faire” konnte Guan mit Smooth-On \u00fcber seine Antriebsr\u00e4der sprechen. Smooth-On ist auf Formenbau und Guss f\u00fcr Spezialeffekte, Kost\u00fcme und Requisiten spezialisiert. R\u00e4der geh\u00f6rten zwar nicht zu Ihrem Portfolio aber mit einem Distributor in seiner N\u00e4he hatte Guan nun eine Anlaufstelle f\u00fcr verschiedene Gu\u00dfmaterialien. Mit neuen, selbstgegossenen R\u00e4dern wollte er so ein 30-Pfund-Modell des Overhaul bis zur n\u00e4chsten Saison ausstatten.<\/span><\/p>\n

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Die 30-Pfund-Version des achtmal so gro\u00dfen Overhaul.<\/p><\/div>\n

Die Gussform entwerfen<\/span><\/h1>\n

Reoflex und Simpact sind zwei besonders rei\u00df- und zugfeste Materialien. ReoFlex 50 hat mit 50A Durometern etwa die H\u00e4rte einer Schuhsohle. Mit diesem Material sollten die neuen R\u00e4der umspritzt werden.<\/span><\/p>\n

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Die Gussform f\u00fcr das 3\u201d-Rad mit spiralf\u00f6rmigem Profil.<\/p><\/div>\n

Angesichts des letzten Kampfes schien ein Tr\u00fcmmer beseitigendes Reifenprofil angebracht. Guan entschied sich f\u00fcr den ersten Versuch f\u00fcr spiralf\u00f6rmig angeordnete Kerben, die den Schutt zur Seite dr\u00e4ngen sollten.<\/span><\/p>\n

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Die L\u00f6cher in der Radnabe aus Onyx halten die Urethanumspritzung fest.<\/p><\/div>\n

Als n\u00e4chstes musste die Radnabe konstruiert werden. \u00c4hnlich wie bei Skateboardr\u00e4dern sorgen am Rand angeordnete Durchgangsl\u00f6cher daf\u00fcr, dass die Umspritzung nicht verrutscht. Durch die Verj\u00fcngung zum Rand hin kann die Gummimischung die Nabe noch sicherer einschlie\u00dfen. Mit dem extrem steifen Onyx wird die Radnabe superleicht. Zudem haftet die Umspritzung auf seiner rauen Textur sehr gut.<\/span><\/p>\n

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Eine kleinere 2\u201d-Version von Radnabe und Gussform. Die L\u00f6cher und die Verj\u00fcngung sind gut zu erkennen.<\/p><\/div>\n

Der kleine Overhaul brauchte etwas kleinere Vorderr\u00e4der.<\/p>\n

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3D-gedruckte Gussformh\u00e4lften aus Markforged Nylon.<\/p><\/div>\n

Guan druckte eine Testform aus unverst\u00e4rktem Nylon mit je vier Au\u00dfenschichten, nur 25% F\u00fcllung und der gr\u00f6bsten Schichtst\u00e4rke (0,2 mm). Mithilfe der eingebauten Stiftl\u00f6cher k\u00f6nnen beide Formh\u00e4lften gegeneinander ausgerichtet werden.<\/span><\/p>\n

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Eine 3D-gedruckte Radnabe in der Gussform.<\/p><\/div>\n

Die Form ausgie\u00dfen<\/span><\/h1>\n

Die beiden Formh\u00e4lften werden mit einer gew\u00f6hnlichen Schlauchklemme zusammengehalten. Die Radnabe darin sitzt auf einer Zentrierh\u00fclse. Form und Nabe werden mit einer Schraube und einer Mutter zusammengepresst und so gegeneinander abgedichtet. Vor dem Zusammenbauen spr\u00fchte Guan die Gussform mit Forml\u00f6ser ein.<\/span><\/p>\n

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Das Urethanharz wird in einer Vakuumkammer entgast.<\/p><\/div>\n

In einem Vakuumkessel entfernte Guan vor dem Gie\u00dfen die Luftblasen aus der Harzmischung. So beeintr\u00e4chtigen keine Unterbrechungen im Material den Radlauf.<\/span><\/p>\n

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Ein gegossenes Rad, fertig zum Aush\u00e4rten.<\/p><\/div>\n

Zum Gie\u00dfen des 3\u201d-Rades ben\u00f6tigte Guan etwa zwei Minuten. Er kippte den Harzbeh\u00e4lter gerade so stark, dass der Materialfluss nicht abriss. So konnte das Urethan in alle Ecken laufen und es entstanden keine gro\u00dfen Luftl\u00f6cher.<\/span><\/p>\n

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Die ersten R\u00e4der am Tag nach dem Gie\u00dfen.<\/p><\/div>\n

Im ersten Durchgang goss Guan ein 3\u201d-Rad und ein 2\u201d-Rad. Als ihm diese brauchbar schienen, fertigte er noch mehr an. Er druckte mehrere R\u00e4der fassende Gussformen. Mit einer Harzmischung konnte er genau zwei 2\u201d- und zwei 3\u201d-R\u00e4der gie\u00dfen, deswegen wurde das sein Standard.<\/span><\/p>\n

Das Aush\u00e4rten<\/span><\/h2>\n

Die meisten Harzhersteller empfehlen langsame Aush\u00e4rtung bei Raumtemperatur und anschlie\u00dfendes Erw\u00e4rmen zur Verst\u00e4rkung der Polymerstruktur. Guan gab den R\u00e4dern in einer beheizten Kammer bei etwa 70 \u00b0C mehr H\u00e4rte und Widerstandsf\u00e4higkeit.<\/span><\/p>\n

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Fertige R\u00e4der f\u00fcr den kleinen Overhaul.<\/p><\/div>\n

Nach einer Woche hatte Guan ein halbes Dutzend R\u00e4der jeder Gr\u00f6\u00dfe. Langsam ging ihm das ReoFlex 50 aus und er wollte die R\u00e4der vor der n\u00e4chsten Bestellung ausprobieren.<\/span><\/p>\n

\"\"

Der kleine Overhaul, offiziell \u00dcberclocker 4.0 genannt, ist die neuste Version des 30-Pfund-Greifers mit den montierten gegossenen R\u00e4dern.<\/p><\/div>\n

Im zweiten Teil dieses Artikels werden Charles Guans weitere Tests mit verschiedenen Materialien beschrieben.<\/span><\/p>\n

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Die Urethanr\u00e4der nach dem ersten Testlauf.<\/p><\/div>\n

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Dieser Gastbeitrag wurde von Charles Guan verfasst und wurde urspr\u00fcnglich von Markforged ver\u00f6ffentlicht<\/span>. <\/i><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Das Rad: Seit mehr als 6.000 Jahren arbeiten wir daran und haben es noch immer nicht perfektioniert. Charles Guan (Ingenieur und Entwickler f\u00fcr Kampfroboter) musste bei der Konstruktion des Kampfroboters Overhaul 2.0 feststellen, dass man das Rad neu und besser erfinden kann. 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