L’integrazione tra robotica industriale e stampa 3D apre scenari inediti per la manifattura digitale. Un esperimento condotto su un robot ABB IRB6400 riconvertito alla manifattura additiva, è un esempio di come una piattaforma nata per applicazioni industriali tradizionali possa essere trasformata in un sistema di produzione additiva di grandi dimensioni.
La convergenza tra automazione industriale e tecnologie additive sta portando alla nascita di soluzioni la cui originalità è in grado di estendere il ciclo di vita di macchinari progettati decenni fa. Un esempio rappresentativo è la conversione di un robot antropomorfo ABB IRB6400, dal peso di circa due tonnellate e con oltre venticinque anni di servizio alle spalle, in una piattaforma dedicata alla stampa 3D. L’obiettivo dell’esperimento non era semplicemente ottenere un oggetto stampato, ma verificare fino a che punto fosse possibile integrare hardware e software moderni all’interno di un’infrastruttura robotica nata in un’epoca precedente alla diffusione della fabbricazione additiva.
Il sistema è stato equipaggiato con un estrusore Creality Sprite Pro a trascinamento diretto, installato mediante una struttura di supporto progettata e realizzata tramite stampa 3D. La scelta del PLA per la realizzazione della staffa e del supporto della bobina si è rivelata adeguata poiché il gruppo estrusore non è sottoposto a sollecitazioni particolarmente elevate durante il funzionamento. L’approccio adottato è la conferma di come la stessa tecnologia additiva possa essere utilizzata per creare componenti funzionali destinati al miglioramento della macchina che li produce.
L’architettura elettronica si basa invece su una combinazione composta da Arduino Mega 2560 e scheda RAMPS 1.4, una soluzione storicamente legata al mondo RepRap ma ancora perfettamente in grado di gestire il controllo della temperatura dell’hotend, delle ventole di raffreddamento e del motore passo-passo dell’estrusore. Sebbene non rappresenti lo stato dell’arte delle piattaforme di controllo per la stampa 3D, la configurazione offre un buon compromesso tra semplicità, affidabilità e disponibilità di risorse software open source.
La sfida tecnica più complessa è emersa sul fronte del software. Il controller ABB S4C utilizza, infatti, il linguaggio RAPID e dispone di una capacità di memoria estremamente limitata rispetto agli standard attuali. Per superare questo vincolo è stato necessario sviluppare un programma capace di convertire il G-code generato dai comuni slicer in istruzioni compatibili con il robot, trasmettendo i dati in tempo reale sia al controller sia all’estrusore. La sincronizzazione tra il movimento del braccio robotico e l’estrusione del materiale si è rivelata un aspetto critico, richiedendo l’implementazione di temporizzazioni dedicate ed una rigorosa corrispondenza dei parametri di accelerazione.
Al fine di valutare il comportamento del sistema in condizioni particolarmente impegnative è stata utilizzata la scansione tridimensionale di una scultura della Pietà ottenuta mediante uno scanner RevoPoint Metro Y. L’elevata complessità geometrica del modello ha evidenziato i limiti dell’attuale architettura di controllo, soprattutto nelle aree caratterizzate da una forte densità di punti. In queste condizioni il robot manifesta movimenti meno fluidi, con inevitabili ripercussioni sulla qualità superficiale del manufatto. Nonostante ciò, i risultati ottenuti confermano il potenziale della soluzione e suggeriscono che un controllo più diretto dell’estrusore da parte del robot potrebbe migliorare notevolmente le prestazioni. Questo progetto è un interessante esempio di retrofitting tecnologico, dimostrando come piattaforme industriali considerate obsolete possano ancora trovare spazio all’interno dei moderni processi di manifattura digitale e sperimentazione open source. Qui di seguito il link al progetto completo: Turning a 2 ton robot into a 3D-printer - Arduino Project Hub.
