Un nuovo approccio alla cinematica del 3D printing
Il prototipo denominato HI5 non segue la tradizionale struttura a portale o delta ma sfrutta due bracci sospesi, ciascuno montato su guide indipendenti. A differenza dei sistemi CoreXY o H-Bot, dove movimenti orizzontali e verticali coincidono su un unico telaio, qui ogni braccio si muove autonomamente su tre rotaie, fornendo libertà di accesso all’area di stampa e riducendo il peso complessivo dello scorrimento.
Meccanica e precisione del piano di stampa
Il piano di lavoro del HI5 poggia su tre guide lineari indipendenti, dotate di sensori di posizione ad alta risoluzione. Questa configurazione garantisce l’autolivellamento attraverso piccoli aggiustamenti di ciascuna guida, compensando disallineamenti del telaio o variazioni termiche del materiale. Il risultato è una planarità costante del letto di stampa, elemento cruciale per la qualità dei primi strati.
Vantaggi dei bracci sospesi
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Accesso facilitato: senza vincoli di un portale rigido, è possibile intervenire sulla testina o rimuovere il pezzo in corso di stampa con rapidità;
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Inerzia ridotta: il posizionamento dei motori vicino alla base del braccio diminuisce la massa in movimento, permettendo accelerazioni superiori e scorrrimenti più rapidi;
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Modularità: ogni braccio può essere sostituito con versioni dotate di estrusori multipli, laser per taglio o addirittura pinze per attività di pick-and-place.
Elettronica e firmware open-source
Il controllo è affidato a una scheda compatibile con Marlin, integrata con una versione personalizzata di Klipper per gestire i movimenti simultanei dei due bracci e del piano mobile. Driver TMC2209 regolano silenziosamente la corrente ai motori passo-passo, mentre un’interfaccia touch basata su Mainsail o Fluidd consente di monitorare in tempo reale avanzamento, temperatura ed eventuali errori di sincronizzazione tra i due assi.
Sviluppo e collaborazione
Il progetto HI5 nasce all’interno di un gruppo di maker coordinato da FabLab München, che ha raccolto contributi di hardware e know-how da OpenBuilds, fornitore di profili in alluminio e guide lineari, e da Bondtech, specialista in estrusori a ingranaggi per filamenti tecnici. Il team ha inoltre ricevuto feedback dal reparto R&D di Raise3D, che ha testato il prototipo su filamenti ad alte prestazioni come PETG rinforzato con fibra di vetro.
Possibili scenari di utilizzo
Oltre alla prototipazione rapida, questo sistema è adatto per applicazioni che richiedono bot-labelling o multi-materiale: per esempio, può alternare materiali plastici con resine particolari o inserire componenti elettronici in corso di stampa. Su vasta scala, architetture simili vengono impiegate in fabbriche robotizzate come quelle di ABB o KUKA, dove bracci multipli cooperano per assemblaggi complessi.
Prospettive evolutive
Le prossime versioni del HI5 punteranno a integrare sensori di forza e coppia alla base di ciascun braccio, in modo da rilevare collisioni o variazioni di resistenza durante l’estrusione. Si sta inoltre esplorando l’impiego di motori lineari diretti, per eliminare del tutto la trasmissione a viti, e l’adozione di un sistema di visione stereo per la calibrazione automatica di telecamere e pinze, ampliando così le potenzialità verso la produzione ibrida e la robotica collaborativa.
