Projekt i wykonanie w technologii przyrostowej kół łazika marsjańskiego z wypełnieniem strukturalnym *

Project of Mars rover wheels based on structural infill using additive manufacturing

Author: Andrzej Zakręcki, Bartłomiej Gaczorek, Adrianna Kania, Katarzyna Berent

Mechanik nr 03/2018 - Druk 3D

STRESZCZENIE: Opisano proces projektowania i wytwarzania w kołe naukowym AGH Space Systems bezdętkowych kół do łazika marsjańskiego, który startuje w konkursie University Rover Challange. Niektóre z podzespołów łazika są na tyle unikalne, że trzeba je wykonać od podstaw. Zaproponowano własny algorytm generowania wypełnienia. Przeprowadzono badania wytrzymałościowe (wytrzymałości na rozciąganie, zginanie i ściskanie) w celu wstępnej identyfikacji parametrów materiałowych. Ich wyniki wykorzystano w analizie wytrzymałościowej MES. Koła wykonano z dwóch polimerów w technologii przyrostowej fused filament fabrication (FFF) i zamontowano je w łaziku KALMAN.

SŁOWA KLUCZOWE: łazik marsjański, druk 3D, FFF, zawody URC, badania materiałowe

ABSTRACT: Described is the process of designing and manufacturing tubeless wheels for the Mars rover with structural infill by the AGH Space Systems scientific club, who will take part in the University Rover Challenge competition. Some of Mars rover subsystems’ are so unique hence they should be manufactured from the beginning. The algorithm for generating the structural infill has been proposed. The strength tests were conducted for the preliminary identification of material parameters, and their results were used in FEM strength analysis. Wheels have been made of polymers with fused filament fabrication (FFF) additive technology, and then applied in the KALMAN rover.

KEYWORDS: Mars rover, 3D printing, FFF, URC competition, material tests

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

Kremer B., Kaźmierczak J. „Perspektywy poszukiwań życia na Marsie”. Warszawa: Kosmos, 2006, s. 365–380.
Sąsiadek J. “Aerospace Robotics: Selected Papers from I Conference on Robotics in Aeronautics and Astronautics”. Berlin: Springer, 2013.
Fazelpour M., Summers J.D. “Evolution of meso-structures for nonpneumatic tire development: a case study”. Proceedings of the ASME 2014 International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference. 2B: 40th Design Automation Conference (2014): s. 1–11.
www.scientificamerican.com/article/tires-that-dont-need-air/ (dostęp: 05.02.2018).
Ju J., Summers J.D. “Hyperelastic constitutive modeling of hexagonal honeycombs subjected to in-plane shear loading”. J. Eng. Mater. Technol. 133 (2011): s. 11005–1÷11005–8.
Budzik G., Siemiński P. „Techniki przyrostowe. Druk 3D. Drukarki 3D”. Warszawa: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2015.
Mutlu R., Alici G., Panhuis M., Spinks G. “Effect of flexure hinge type o a 3D printed fully compliant prosthetic finger”. 2015 IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics. Busan, 2015.
Szykiedans K., Credo W., Osiński D. “Selected Mechanical Properties of PETG 3-D Prints”. Procedia Engineering. 177 (2017): s. 455–461.
http://urc.marssociety.org (dostęp: 05.02.2018).
Wu J., Wang C.C.L., Zhang X., Westermann R. “Self-supporting rhombic infill structures for additive manufacturing”. Computer-Aided Design. 80 (2016): s. 32–42.
Siemiński P., Tomczuk M. „Badanie wytrzymałości na rozciąganie próbek wykonywanych wybranymi metodami szybkiego prototypowania”. Mechanik. 2 (2013): s. 1–20.
Barlas F. “Design of a Mars Rover Suspension Mechanism”. Izmir, Turkey: Izmir Institute of Technology, 2004.