Resumen:
The objective of this project is to design an end-effector for Fused Deposition Modeling (FDM) additive manufacturing compatible with the ABB IRB 2600 industrial robot, in order to integrate a 3D printing system that allows for expanding the effective manufacturing volume, addressing the printing space limitations of conventional FDM printers. It was hypothesized that the integration of an FDM effector controlled via TCP/IP communication would allow for adequate coordination between the system's movement and material extrusion, guaranteeing a stable and repeatable process. The justification for the project was based on the need to overcome the dimensional restrictions present in traditional FDM equipment, which limit the fabrication of larger parts in research and development environments.
The project development was carried out through the mechanical, electronic, and control design of the end-effector, employing CAD tools, simulation in RobotStudio, an Arduino Mega microcontroller, Ethernet communication modules, and power electronic components, while considering system compatibility. The results demonstrated a functional integration of the end-effector, stable communication between devices, and continuous material extrusion. It is concluded that the designed end-effector constitutes a viable solution for additive manufacturing processes with greater printing capacity and potential for application in future technological developments.
Keywords: Additive Manufacturing, End-effector, 3D Printing, TCP/IP Communication and Mechatronic Integration
Descripción:
El presente proyecto tiene como objetivo diseñar un efector final para manufactura aditiva por deposición de material fundido (FDM) compatible con el robot industrial ABB IRB 2600, con el fin de integrar un sistema de impresión 3D que permita ampliar el volumen efectivo de fabricación frente a las limitaciones del espacio de impresión de las impresoras FDM convencionales. Se planteo como hipótesis que la integración de un efector FDM controlado mediante comunicación TCP/IP permita una coordinación adecuada entre el movimiento del sistema y la extrusión del material, garantizando un proceso estable y repetible. La justificación del proyecto se fundamentó en la necesidad de superar las restricciones dimensionales presentes en los equipos FDM tradicionales, las cuales limitan la fabricación de piezas de mayor tamaño en entornos de investigación y desarrollo.
El desarrollo del proyecto se llevó a cabo mediante el diseño mecánico, electrónico y de control del efector final, empleando herramientas CAD, simulación en RobotStudio, un microcontrolador Arduino Mega, módulos de comunicación Ethernet y componentes electrónicos de potencia, considerando compatibilidad del sistema.
Los resultados demostraron una integración funcional del efector final, una comunicación estable entre dispositivos y una extrusión continua del material.
Se concluye que el efector final diseñado constituye una solución viable para procesos de manufactura aditiva con mayor capacidad de impresión y potencial de aplicación en futuros desarrollos tecnológicos.