Anwendung des Monats: ein autonomes, 3D-gedrucktes Fahrzeug für jedes Gelände

Es handelt sich nicht um ein Konzeptfahrzeug, das selbstständig von A nach B fahren kann, auch nicht um ein brandneues futuristisches Gadget. Wir stellen Ihnen einen Prototyp eines autonomen Fahrzeugs vor, das von den Startups Lemki Robotics, iScale3D und Zeykan Robotics entwickelt wurde, um die Agrarforschung zu verbessern. Dieses Auto wurde als Plattform konzipiert, um die Präzisionslandwirtschaft weiterzuentwickeln und die Effizienz der Agrar- und Ernährungswirtschaft dank einer Reihe von Funktionen zu verbessern. Was uns heute interessiert, ist die Art und Weise, wie dieser Prototyp hergestellt wurde: Für die Konstruktion des Fahrgestells wurde ein Extrusionsverfahren mit Pellets gewählt. Das Ergebnis? Ein 400 kg schweres Fahrzeug mit den Maßen 2000 x 1300 x 800 mm, einer Reichweite von 100 km und mehreren Sensoren, um seine Aufgabe zu erfüllen.

Vielleicht kennen Sie iScale 3D und das Startup Lemki Robotics bereits. Wir hatten vor einiger Zeit ihre Teams getroffen, um mehr über ihr 3D-gedrucktes Wohnmobil zu erfahren. Schon damals wollten sie die Flexibilität der additiven Fertigung nutzen, um die Entwicklung von Fahrzeugen neu zu überdenken. Dieses Mal haben sie sich einer ganz anderen Verwendung zugewandt: Ihr Roboter auf Rädern könnte dank seiner modularen Architektur in vielen Bereichen als Überwachungsplattform dienen. Dabei geht es um Verteidigung, um den Zugang zu gefährlicheren Gebieten oder um die Optimierung der Militärlogistik, aber auch um Landwirtschaft oder die Inspektion unserer Infrastrukturen.

3D-gedrucktes, autonomes Fahrzeug

3D-Druck für ein autonomes Fahrzeug

Für die Entwicklung ihrer Roboterplattform nutzten die Teams die Fused Granulate Fabrication (FGF)-Technologie, ein Verfahren, bei dem Kunststoffgranulat Schicht für Schicht aufgetragen wird. Für das Chassis entschieden sie sich für glasfaserverstärktes Polypropylen (20 %), um eine bessere Festigkeit bei gleichzeitig optimiertem Gewicht zu erzielen. Die Extrusion erfolgte durch einen Roboterarm – die Gesamtdruckzeit ist nicht bekannt, aber jede Komponente wurde in weniger als 60 Stunden hergestellt.

Die vier Räder des autonomen Fahrzeugs wurden aus Nylon auf einem Großformatdrucker in 3D gedruckt. Anschließend war eine Nachbearbeitung (CNC-Fräsen) erforderlich, um eine höhere Präzision zu erzielen. Die Reifen enthalten keine Luft und sind daher pannensicher. Das Team teilte uns mit, dass es sich für ein Verbundelastomer entschieden hat, um sie in 3D zu drucken.

Der benutzte Roboterarm.

Was die Funktionen dieses Prototyps angeht, so ist er mit vier 360°-Kameras, einem LiDAR-System und einer Starlink-Satellitenverbindung ausgestattet. Damit kann er sich völlig autonom fortbewegen – man kann ihn aber auch manuell steuern. Er verfügt über ein neuronales Netzwerk, das Daten aus seiner Umgebung erfassen und analysieren kann. Er benötigt kein GPS, um sich fortzubewegen, selbst in abgelegenen oder gefährlichen Gebieten.

Ökologische Auswirkungen und zukünftige Anwendungen

Schließlich ist es wichtig zu betonen, dass seine Entwickler die Auswirkungen auf die Umwelt minimieren und eine umweltfreundlichere Lösung fördern wollten. Das Team erklärt: „Diese Plattform beweist, dass Leistung und Nachhaltigkeit nicht mehr unvereinbar sind. Von den verwendeten recycelten Materialien bis hin zur energieeffizienten autonomen Navigation wurde jeder Aspekt des Roboters mit Rücksicht auf den Planeten entwickelt. Es handelt sich um eine der ersten einsatzbereiten Maschinen, die den Prinzipien der Kreislaufwirtschaft entspricht und ein Modell dafür bietet, wie die nächste Generation von Robotern ihre Umweltbelastung reduzieren kann, ohne dabei an Funktionalität oder Form einzubüßen.“

Die Räder und Reifen wurden ebenfalls im 3D-Druckverfahren hergestellt.

Diese autonome Plattform steckt noch in den Kinderschuhen, hat aber in vielen Bereichen großes Potential. In der Landwirtschaft könnte sie beispielsweise zur schnellen Erkennung von Pflanzen eingesetzt werden, um den Anbau anders zu gestalten oder den Einsatz von Chemikalien und Düngemitteln zu optimieren. Im militärischen Bereich könnte sie als Kontrollplattform für einen Drohnenschwarm bei komplexen Einsätzen vor Ort dienen. Wie Sie sehen, gibt es zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten, und nur die Zukunft wird zeigen, ob diese 3D-gedruckte Plattform die ganze Welt überzeugen wird! In der Zwischenzeit können Sie HIER mehr darüber erfahren.

Bild: 3Dnatives

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*Titelbildnachweis: Vasyl Gonar/Lemki Robotics