3D

Snotbot

Markforged Parçaları İnişe Hazırlar



Okyanus Bağı
Ocean Alliance için balina dokusu toplayan bir drone tasarla.
Kazazede
Eski dronelar inişte kırılıyordu ve hızlı prototip hazırlama çözümlerini bir ihtiyaç haline getiriyordu.
Kara Göründü
Markforged çarpışmayla sonuçlanan inişlerin darbesini emecek hafif iniş takımı bastı.
Mutlu İnişler
Markforged‘un yüksek mukavemetli parçalarını kullanmaya başladıktan sonra iniş takımları hiç kırılmadı.


MaliyetSüre
Markforged$34.79 (malzeme) 19 saat
Geleneksel$661.08 3-5 gün + kargo süresi

Yıkıcı bir darbe

Snotbot, Ocean Alliance araştırma gemisine doğru hızla aşağı indi, operatörü onu geri aldığında mümkün olduğunca az sayıda parçaya ayrılmış olmasını umut ediyordu. Bot hareket ederken, rüzgar eserken ve çok fazla ağırlık taşımaktan drone’un pilleri bitmek üzereyken tüm inişlerin hızlı olması gerekir. Pilotu en azından elektronik gövdeyi kurtaracak herhangi bir inişten memnun olurdu ama bu da garanti değildi.

Ocean Alliance, bir araştırma kuruluşu neredeyse 50 yıldır balina davranışlarını inceliyor ve Needham MA’deki eşsiz mühendislik okulu Olin College ile iş birliği yaparak balinalardan biyolojik bilgi toplamak için farklı ve yeni bir yöntem geliştirmeye çalışıyor. Çözümleri, Snotbot su yüzüne çıkan balinaların üstünde uçuyor ve deliklerinden fışkıran sıvıdan topluyor. 

Geleneksel doku toplama yöntemlerine göre robot çok daha saldırgan ve buna balinaya bir biyopsi oku fırlatmak da dahil. Snotbot’u kullanmak çok daha verimli bir yöntemken, zorlu hava koşullarından drone’u hareket eden bir gemiye indirmek neredeyse her zaman bir çakılmayla sonuçlanıyor. Drone’un tasarımcılarının çözmesi gereken problemlerinden biri de şimdiye kadar hiçbir iniş takımının bu çarpışmaya güvenilir bir şekilde dayanamamış olması.

Devynn Diggins, Olin’deki ilk senesini geçiren bir makine mühendisi bu meydan okumayı kabul etti ve bir yıldan fazla bir süredir Snotbot üzerinde çalışıyor. Olin’in Akıllı Araçlar Laboratuvarının bir parçası olarak Diggins, robotik ve sistemler profesörü Drew Bennett’ın altında her prototiple drone’u geliştirecek yeni yöntemler keşfetmek için çalışıyor. Snotbotu tuzlu suya dirençli kılmaktan, sert inişlerle başa çıkabilecek iniş takımı tasarlamaya, pervaneleri sert dalgalardan korumaya kadar ikili bu dronela ilgili yeteri kadar zorlukla yüzleşti. Drone’un tasarımının verimli tasarımı kritik bir dengeleme meselesi: Daha ağır bir drone daha çok pil ömründen yiyecek ama hafif bir drone başarılı olamayacak kadar kırılgan olabilir.

Markforged ile polimere kattığımız fiber türünü değiştirebiliyoruz, bu da bize parçanın karakteristiğini değiştime yetisi veriyor… ve bize araca ve probleme özgün bir parça getiriyor”

Drew Bennett
Robotik ve Sistem Profesörü
Akıllı Araçlar Laboratuvarı
Olin College of Engineering

Sertleştirmek

Bennet “Orjinal iniş takımlarımız geleneksel karbon kompozittendi ve inişte paramparça oluyorlardı…” diyor Bennett. “Daha fazla şey katabilecek bir şeye ihtiyacımız vardı, daha ensek ve daha uygun bir şey. Ama aynı zamanda gerçekten güçlü olmalıydı.” Geleneksel karbon fiber takımlar yeterince güçlü değildi. Karada bile denediklerinde iniş takımları darbeyi kaldıramayacak kadar kırılgandı, yani ekibin farklı bir çözüme ihtiyacı vardı ve bunu hızlıca çözmeliydiler. 

Balina araştırması için koşulların iyi olduğu dönem bitmek üzereydi. Diggins ve Bennett’ın da başka bir yedek parça siparişini bekleyecek zamanı yoktu. “Bu problemleri testler sırasında yaşadığımızdan, aracımızla bir balinanın tepesine çıktığımızda bir şeyler ters giderse diye endişeleniyorduk, sonra iniş takımı kopabilir ve aracı geri almamıza mani olabilir, hatta bu süreçte balinaya zarar verebilirdi.” diyor Diggins. “Markforged’u duyduğumuzda, mevcut tasarımımıza göre yeni iniş takımı kopyalarını 3D basmanın bizim için bir yolu olduğunu anladık. Yine aynı hafiflikte ama üzerinde çalıştığımız parçaya göre daha kuvvetliydi.” Yazıcıdaki fiber seçenekleri hızlı dönüş süresiyle farklı tasarım ve malzemeler ile deneyler yapmalarını sağladı, Bennet’in ifadesine göre: “Doğru iniş takımının ne olduğunu bilmiyorduk, ve Markforged ile farklı malzemeleri deneyebilirdik. İniş takımında farklı geometriler deneyebilirdik, dışarı çıkabilir, arka tarafta onları deneyebilir ve tasarıma değişiklikler yapabilirdik. Ve bu bize gerekli iniş takımını Ocean Alliance’ın faaliyetlerinin gerektirdiği şekilde hızlıca yaratmamızı sağladı. Kısa süre sonra Markforged yazıcının naylon ve Kevlar gömülü malzemesiyle hafif bir çözüm yarattılar. “Kevlar bize o şekil için ihtiyaç duyduğumuz gücü verdi. Ama aynı zamanda bize çarpışmanın gücünü emecek esnekliği de kattı.” diyor Bennett.

Markforged başta sadece hızlı iniş takımı düzeltmesini kullanırken, prototip hazırlama ve öğrenme aleti olarak proje boyunca daha fazla fırsat yarattı. “Araçlarımızı tasarlamada başka bir aşamaya geçtiğimizden, araçlarımızı suyun tam da üstünde uçurduğumuzu fark ettik. Kazara suya girme ve motorlarımızın ve sistemlerimizin zarar görme riski vardı” diyor Diggins. “Bunu düşünerek, hexakopterlerimizin kollarını Markforged parçaları ile yeniden tasarlamaya karar verdik.

Böylece araçlarımızı suyun yüzeyine yakınken güvenli bir şekilde kullanabileceklerdi.” Kollar drone’un gövdesinden dışarı uzanacak ve motorları su seviyesinin üzerinde tutacak şekilde yeniden tasarlandı. Snotbot’taki her şey gibi kolların da hafif ama drone’un gövdesini destekleyecek kadar güçlü olması gerekiyordu. Standart karbon fiber kollar bu iki gereksinim arasında harika bir denge sağladı.

Ancak eğilmiş karbon fiber tüp bulması pahalıydı. Diggins Markforged yazıcı kullanarak üretim süresini azalttı ve parça ağırlığı gücünü hala korudu: “Yapmak istediğimiz parçaların istediğimiz hassasiyet ve gücü yaratması için makinelerde yapılması gerekiyordu. Ancak makinede üretilmiş parçaların ağırlığı bizim araçlarımızı balinaların üzerinde isabetli şekilde uçurabilmemiz için çok fazla olacaktı. Markforged’un 3D baskı kuvveti kullanışlı oldu.” Yine yazıcı başarıya ulaşmak için gerekli parçaları basmada mükemmel bir prototip hazırlama aleti oldu.

“Markforged’un iniş takımlarının basınç karşısında kırılmayacak olduğunu bildiğimizden … onu gerçek hayvanların üzerine yollamaları için Ocean Alliance’a verirken daha güvenli hissettik..

Devynn Diggins
Makine Mühendisliği Öğrencisi
Olin College of Engineering

Uçuşa Geçmek

İki mühendis yaptıkları geliştirmeler konusunda daha mutlu olamazlardı. “Aracın birden fazla parçaya ayrılmış şekilde döneceği konusunda artık endişelenmiyoruz” diyor Diggins. Modifikasyondan sonra Snotbot hiç iniş hatası yaşamadı. Yeni kol adaptörleri henüz Snotbot’ta test edilmese de, iniş takımlarının başarısı diğer parçalar için ekibe umut veriyor. Öğrencisinin başarısından gurur duyan Bennett, çalışmasından memnundu: “Markforged olmadan doğru montajı asla yapamazdı.” Markforged yazıcının yardımıyla Olin Akıllı Araçlar Laboratuvarı sadece laboratuarın drone filosu için değil, tüm okul için daha hızlı, daha güçlü prototipleri daha ucuza hazırlayabiliyor. Yazıcı yüksek güçte parçalara ihtiyaç duyan öğrenciler için farklı bir üretim kaynağı olarak açıldı. Ve Bennett öğrencilerin yazıcıyı yaratıcı şekillerde kullanmasına şaşırıyor. “Markforged’a sahip olduğumuz için gerçekten mutluyuz ve bu noktada sonsuza kadar onla çalışmaya devam etmek istiyoruz. Onu nasıl kullanmam gerektiğini anladığımı düşündüğüm her noktada bir öğrenci cihazı hiç düşünmediğim bir şekilde kullanmak için yeni bir fikirle geliyor.” Yazıcının namı çalıştığı sömestr boyunca yayıldı ve şimdi Snotbot, Markforged başarılı olmasına yardım ettiği birçok projeden sadece biri.

Yorumlariniz & Gorusleriniz