Markforged 3D-печать: секретное оружие команды BattleBots Valkyrie

BattleBots — это телевизионное соревнование, где инженерные команды строят 250-фунтовые радиоуправляемые роботы, которые сражаются в высоковольтной арене, известной как BattleBox. Первоначально вышедший на Comedy Central в 2000 году, сериал вырос в глобальное явление, вдохновляя тысячи любительских соревнований ежегодно, диапазон которых варьируется от 150 г до 250 фунтов роботов. Последний сезон премьеровал на Discovery Channel в пятницу, 7 июня, в 20:00 EST.

Скачайте наше бесплатное Руководство покупателя

Проектирование BattleBot — это постоянная упражнение в компромиссах. Каждый класс налагает строгий весовой лимит, заставляя команды решать, где выделить бюджет: более тяжелое оружие для больших ударов, более толстая броня для лучшей защиты или более мощная электроника для скорости и выносливости. Я вступил в сообщество робо-боев в 2016 году с однофунтовым прототипом Foiled, тестовой платформой для деталей Markforged. За следующие три года я участвовал в более чем 15 событиях, масштабируясь от 1 фунта до 30 фунтов и в конечном итоге заработав место в сезоне BattleBots 2018 с командой Valkyrie.

Когда роботы растут до 250 фунтов, нагрузки, которые они выдерживают, экстремальны — их выбрасывают на 12 футов в воздух, давят силой 35 000 фунтов или бьют 60-фунтовым диском, вращающимся на 2000 об/мин. Оружие Valkyrie, например, ковано из стали AR500 — того же материала, что используют в снегоочистителях и бронированных машинах. Каждый выбор материала несет стоимость, вес и время производства, поэтому нахождение правильного баланса критично.

Принтеры Markforged предложили универсальную палитру материалов, соответствующую конкретным требованиям каждого компонента. Мы напечатали ударопрочные корпуса из Kevlar® для электроники, легкие детали, сравнимые по прочности с алюминием, и геометрически оптимизированные металлические кронштейны, помещающиеся в тесные пространства. Эти печати сэкономили вес, сохраняя или превосходя производительность традиционно обработанных деталей.

Бесплатный образец детали

С всего неделями на подготовку к сезону, быстрое автоматизированное производство стало игру-менеджером. Аутсорсинг деталей на принтеры освободил время для сварки, механической обработки, тестирования и сборки — и даже подарило пару дополнительных часов сна.

Как относительно новая команда, быстрая итерация была необходима для конкуренции с ветеранами. В 2019 году мы напечатали более 200 деталей для Valkyrie, покрывая четыре критические области:

Прототипирование

Элегантный дизайн Valkyrie включает множество сложных геометрий, которые должны точно совпадать. Мы печатали каждую деталь, устанавливали на робота и проверяли посадку перед коммитом к массовому производству.

Инструментирование и приспособления

Сложные контуры и составные углы требовали кастомного закрепления. Мы 3D-печатали мягкие челюсти для пил, направляющие сверла для точного выравнивания отверстий и индексные приспособления для оптимизации механических операций.

Конечные детали

Valkyrie включает 55 3D-печатанных компонентов, 12 из которых — металлические кронштейны и поддержки, взаимодействующие с броней или моторами. Девять деталей из Onyx FR защищают критические компоненты от потенциального повреждения огнеметом, в то время как 34 детали с непрерывным волоконным усилением служат ударопрочными корпусами, пыльниками и структурными поддержками, удерживающими робота функциональным во время интенсивных боёв.

Благодаря Markforged мы могли выгрузить тяжелое производство, сфокусироваться на критических задачах и создавать надежные детали, выдержавшие требования сезона 2018 — только один компонент отказал во всех матчах.

Локальные ремонты и улучшения

Никакой дизайн BattleBot не безупречен; единственный способ уточнить робота — через боевой опыт. Неожиданные отказы часты, и лучшие команды быстро учатся на каждом бою. Некоторые исправления импровизируются на лету, другие документируются для будущих итераций.

Во время сезона Markforged снабдил четырьмя принтерами 67 конкурирующих команд. С 1-2 дневным оборотом между матчами команды могли выявлять проблемы, проектировать замены, печатать их и устанавливать улучшения перед следующим боем. По 29 командам мы напечатали более 160 деталей, обеспечивая долгосрочные улучшения вместо временных фиксов и позволяя производительности роботов эволюционировать на протяжении сезона.

Возможности 3D-печати Markforged были ключевыми в выведении дизайна Valkyrie на предел. Быстрая итерация, строгое тестирование и высококачественные детали позволили нам создать мощный, элегантный робот, который мог адаптироваться и улучшаться с каждым боем. Смотрите BattleBots по пятницам в 20:00 на Discovery Channel начиная с 7 июня, или по средам в 20:00 на Science Channel начиная с 12 июня.