Technologický efektor pro robotický 3D tisk

Tomáš Ťoupal

Bakalářská práce

Anotace:

Bakalářská práce se zabývá návrhem technologického efektoru pro robotický 3D tisk z termoplastického filamentu s využitím průmyslového robota KUKA KR 16. Cílem práce je navrhnout efektor kompatibilní s robotickým pracovištěm, který umožní realizaci aditivní výroby bez použití klasické rámové konstrukce 3D tiskárny a současně umožní prostorové polohování tiskové hlavy. Práce zahrnuje rešerši současného stavu v oblasti robotického 3D tisku, analýzu dostupných technických řešení a zpracování variantních koncepcí tiskové hlavy. Na základě zvolených hodnoticích kritérií je vybrána nejvhodnější varianta, která je dále konstrukčně rozpracována do podoby 3D CAD modelu. Návrh se zaměřuje především na uchycení extrudéru, vedení a přívod materiálu, základní mechanické parametry efektoru a jeho integraci na robota. Součástí je také návrh výrobní dokumentace, ověření funkčního konceptu a zhodnocení přínosů a limitů navrženého řešení pro roboticky realizovaný 3D tisk.

Abstract:

This bachelor's thesis deals with the design of a technological end-effector for robotic 3D printing from thermoplastic filament using the industrial robot KUKA KR 16. The aim of the thesis is to design an end-effector compatible with a robotic workstation that enables additive manufacturing without the use of a conventional frame-based 3D printer structure, while allowing spatial positioning of the print head. The thesis includes a review of the current state of robotic 3D printing, an analysis of available technical solutions, and the development of several design concepts of the printing head. Based on selected evaluation criteria, the most suitable concept is chosen and further elaborated into a 3D CAD model. The design is focused primarily on the extruder mounting, material supply and guidance, basic mechanical parameters of the end-effector, and its integration with the robot. The thesis also includes the preparation of manufacturing documentation, verification of the functional concept, and an evaluation of the benefits and limitations of the proposed solution for robot-based 3D printing.

Klíčová slova

robotický 3D tisk, technologický efektor, robot, aditivní výroba, extruder, termoplastický filament, tisková hlava, hotend

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 20. 5. 2026

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Ondřej Matúšek, Ph.D.

Technická univerzita v Liberci

Fakulta strojní

Bakalářský studijní program / obor:
Strojírenství / Strojírenství