SnotBot

Rezervni deli na voljo iz najbolj oddaljenih koncev oceana

Zasnovano za zmago
Snotbot je drvel navzdol proti raziskovalni ladji Ocean Alliance. Operater je upal, da bo Snotbot nazaj prispel v čim manjšem številu delov. Pod zahtevnimi pogoji, kot so premikanje ladje, pihanje vetra in hitrim praznjenjem baterij zaradi prenašanja velike teže, mora biti vsak pristanek hiter. Pilot je bil zadovoljen s pristankom, če se je obdržalo vsaj elektronsko ohišje, vendar to ni bilo vedno zagotovljeno. Ocean Alliance je raziskovalna organizacija, ki zadnjih 50 let raziskuje obnašanje kitov. Povezali so se z Olinsko fakulteto za strojništvo za razvoj nove metode pridobivanja bioloških informacij o kitih. Njihova rešitev, Snotbot, leti nad kiti na površju in nabira vzorce iz tekočine, ki jo kit izloči. Robot je precej manj invaziven kot tradicionalne metode zbiranja vzorcev, kjer se kita ustreli s puščico za biopsijo. Uporaba Snotbota je veliko bolj učinkovita metoda, vendar robot pod zahtevnimi pogoji pogosto ne pristane brez nesreče. Problem je, da Snotbot nima ustrezne pristajalne opreme, ki bi zdržala udarec pri pristanku.
Strošek Čas
Tiskano z Markforged $34.79 19 ur
Strojno obdelano iz aluminija $661.08 3-5 dni + dostava
Prenesi PDF
Iziv je sprejel Devynn Diggins, strojni inžinir na Olinski fakulteti. Na Snotbotu dela že več kot leto dni. Deluje znotraj laboratorija za inteligentna vozila pod vodstvom profesorja za robotiko in sisteme Drewa Bennetta, kjer raziskujejo nove načine kako izboljšati robota. Za Snotbota razvijajo odpornost na slano vodo, načrtujejo ustrezno pristajalno opremo za grobe pristanke, izdelujejo zaščito za močne valove. Učinkovita oblika robota je kritična pri uravnoteženosti: težji robot bo porabil več baterije, lažji pa je lahko preveč krhek.

Testiranje SnotBot prototipov v morju

Ojačitev robota
“Prvotna pristajalna oprema so bili tradicinalni karbonski nanosi, ki so se ob pristanku zdrobili...,” pojasni Bennet. “Potrebovali smo nekaj kar da več fleksibilnosti, prav tako pa je moralo biti dovolj močno.” Tradicionalni nanosi iz karbonskih vlaken preprosto niso bili dovolj močni. Pristajalna oprema je bila prekrhka že pri testiranju na kopnem. Ekipa je hitro potrebovala novo rešitev, saj je čas dobrih pogojev za opazovanje kitov mineval. Bennet in Diggins nista imela časa da bi čakala rezervne dele. “Problemi so nastajali že med testiranjem. Skrbelo nas je, da bi se med letenjem nad oceanom pristajalna oprema zlomila. Robota morda sploh ne bi mogla dobiti nazaj, pri tem pa bi lahko poškodovali tudi katerega izmed kitov.” opiše Diggins. “Ko smo slišali za Markforged, smo ugotovili, da na podlagi obstoječega načrta lahko natisnemo pristajalno opremo, ki je lažja a še vseeno močnejša.” “Markforged omogoča uporabo različnih vlaken in po hitrem postopku smo lahko testirali različne oblike in materiale.” je povzel Bennet. “Nismo vedeli kakšna mora biti pristajalna oprema. Z Markforge smo preizkušali različne materiale, različno geometrijo,... naredili smo lahko manjšo spremembo v zasnovi in ustvaril novo pristajalno opremo dovolj hitro da ustreza zahtevam od Ocean Alliance, da naprej izvaja njihove operacije.” Izdelali so lahkotno verzijo z uporabo Markforged tiskanega najlona in vgradnje Kevlarja. “Kevlar je priskrbel moč potrebno za takšno obliko hkrati pa nam je prinesel dovolj fleksibilnosti za zdržanje sile ob udarcu.” opiše Bennet.
Markforged je bil prvotno uporabljen samo kot hitra rešitev za pristajalno opremo. Kasneje je priskrbel priložnosti za napredno prototipiranje in se izkazal za dobro učno orodje tekom projekta. “V fazi načrtovanja novih vozil smo se zavedali da letimo tik nad vodno gladino, kar prinaša nevarnost potopitve motorja in okvare sistemov,” pojasni Diggins. “S tem v mislih smo z uporabo Markforged tiskanih delov na novo zasnovali sestav rotorjev našega heksakopterja, da lahko varno lebdi nad vodno gladino.” Ročice smo preoblikovali tako, da iz telesa robota štrlijo pod določenim kotom kar motor dvigne višje nad gladino. Kot vsi ostali deli Snotbota so morale biti tudi ročice precej lahke in hkrati dovolj močne da zdržijo celo težo robota. Ročice iz karbonskih vlaken so dobro razmerje med obema zahtevama, vendar so precej drage. Diggins uporabi Markforged tiskalnik ter zmanjša stroške in čas izdelave pri tem pa obdrži ustrezno težo in moč. “Kosi, ki smo jih hoteli izdelati, bi potrebovali strojno obdelavo za moč in natančnost, ki smo ju potrebovali. Žal pa je bila teža teh strojno obdelanih kosov prevelika za natančen let nad kiti. Moč 3D tiskanja na Markforged je prišla prav.” Ponovno je tiskalnik prišel prav, kot odlično orodje za prototipiranje in za izdelavo kosov potrebnih za uspeh.
Vzleteti
Inženirja sta bila s svojimi nadgradnjami zelo zadovoljna. “Nikoli več nam ni bilo treba skrbeti, če bo robot prišel nazaj v enem kosu.” opiše Diggins. Od posodobitev ni imel Snotbot niti ene težave pri pristajalni opremi. Nove ročice za rotorje sicer na Snotbotu še niso bile testirane, vendar daje uspeh pristajalne opreme ekipi visoke upe tudi za ostale komponente. Bennett, ponosen na uspehe svojih študentov, je z delom zelo zadovoljen: “Brez Markforged tiskalnika ne bi mogli izdelati ustreznega sestava.” S pomočjo Markforged tiskalnika Olinski laboratorij za inteligentna vozila izdeluje hitrejše, močnejše in cenejše prototipe ne samo za ladjevje ampak za celotno fakulteto. Tiskalnik je prinesel dodaten proizvodni vir za študente, ki potrebujejo močne kose. Bennet je navdušen nad kreativnostjo študentov pri uporabi tiskalnika. “Zadovoljni smo z uporabo Markforged tiskalnika in ga želimo še naprej uporabljati. Vsakič ko se nam zdi, da vemo kako ga uporabljati, nek študent pride z novo idejo, ki do sedaj še ni bila izvedena.” Ugled tiskalnika se je ta semester zelo razširil in Snotbot je sedaj le eden izmed obsežne zbirke projektov, ki so bili realizirani s pomočjo Markforged tiskalnika.