Fabricación aditiva aérea con múltiples robots autónomos

Área de la Ciencia:

• Robótica y automatización
• Ingeniería de la construcción
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• La fabricación aditiva (MA) está avanzando con robots estáticos y móviles para la construcción y la prefabricación.
• Los métodos existentes se enfrentan a limitaciones de accesibilidad y geometrías complejas.
• Las estrategias de construcción colectiva inspiradas en la naturaleza ofrecen potencial para nuevos enfoques de AM.

Objetivo del estudio:

• Introducir la fabricación aditiva aérea (Aerial-AM), un nuevo método de impresión 3D que utiliza un equipo de robots aéreos.
• Presentar un marco escalable para la impresión 3D multi-robot y la planificación de rutas adaptable a la geometría del edificio.
• Para permitir la construcción autónoma en vuelo con monitoreo en tiempo real y comportamiento adaptativo del robot.

Principales métodos:

• Desarrolló un marco escalable de impresión 3D y planificación de rutas para Aerial-AM.
• Robots aéreos autónomos integrados (BuilDrones para la impresión, ScanDrones para la evaluación de la calidad).
• Incorporó el control predictivo del modelo en tiempo real, un manipulador delta autoalineado y desarrolló cuatro mezclas de materiales compuestos.

Principales resultados:

• Impresiones de prueba de concepto que incluyen un cilindro de espuma de 2,05 m y un cilindro de cemento de 0,18 m.
• Se ha logrado una precisión de fabricación de cinco milímetros para requisitos precisos de trayectoria.
• Validación autónoma de Aerial-AM a través de impresiones del mundo real y simulaciones de varios robots.

Conclusiones:

• Aerial-AM permite la fabricación en vuelo utilizando enjambres de robots aéreos.
• El marco desarrollado apoya la construcción autónoma con capacidades de adaptación.
• Aerial-AM presenta futuras posibilidades para la construcción en entornos no limitados, elevados o de difícil acceso.