Kunden-Spotlight: 3D-gedruckte Segelboot-Komponenten treiben Olins autonomes Segelteam an

Olins Robotik-Labor demonstriert weiterhin modernste Technologie. Während der Mark One Drucker kürzlich bei der Entwicklung stoßfester Quadcopter-Landegestelle half, zeigt sich seine Vielseitigkeit in der Praxis in einem anderen Bereich: autonomem Segeln.

Seit fast fünf Jahren baut das Olin Robotic Sailing Team (ORS) vollautonome Segelboote für die International Robotic Sailing Regatta (IRSR). Ihr Ziel ist klar: das erste robotische Schiff zu bauen, das den Atlantik überqueren kann. Dieses Jahr stieg das Team von 1–2-m-Prototypen auf ein 4-m-Sunfish-Klassen-Boot um, getauft auf Enterprise.

Die Skalierung eines Bootes bringt erhebliche mechanische Herausforderungen mit sich. Größere Segel und ein schwererer Rumpf erfordern höhere Windfestigkeit, besonders während der IRSR in Kingston, Ontario. Zur Aktuierung eines robotischen Segelboots braucht man zuverlässige Systeme für Rudersteuerung, Segel-Einholung und Echtzeit-Windsensorik. Während kleinere Prototypen eine einfache Winde nutzen, benötigte Enterprise einen raffinierten Sheet-Spann- und Böen-Freigabe-Mechanismus, um das Segel straff zu halten, aber bei plötzlichen Böen freizugeben.

Im Winter und Frühling 2016 absolvierte ORS einen intensiven Fertigungsplan, um Enterprise für den Wettbewerb Anfang Juni fertigzustellen. Das Team erwartete Kräfte von mehreren hundert Pfund auf den Segeln unter den starken Winden des Ontario-Sees. Obwohl das Winden-System die Last über Umlenkrollen verteilte, musste die Aktuator-Halterung plötzlichen Böen standhalten.

Aktuator und kritische Elektronik waren in einem wasserdichten Vordeck im Bug untergebracht, was wenig Platz ließ. Mit knappen Fristen und konkurrierenden Prioritäten griff das Team auf Olins Mark One zurück, um eine maßgeschneiderte Linearaktuator-Halterung zu drucken, die sowohl Festigkeits- als auch Platzanforderungen erfüllte.

Zunächst schien die Machbarkeit einer 3D-gedruckten Halterung zweifelhaft. Sie musste extrem robust sein, um Stöße zu absorbieren und windinduzierte Schläge zu widerstehen. Mit dem Desktop-Markforged-Drucker verstärkte ORS die Halterung mit Kevlar-Fasern und erreichte die erforderliche Haltbarkeit ohne Gewichtsnachteil.

Dank schnellem Prototyping lieferte das Team ein seetaugliches Design termingerecht. Bei der IRSR war Enterprise nicht nur das größte Schiff auf dem Wasser, sondern demonstrierte auch die Machbarkeit von großskaligem 3D-Druck für maritime Robotik. Segler in der Bostoner Gegend sollten in naher Zukunft Ausschau nach Enterprise halten.

Fotos und Bilder mit freundlicher Genehmigung von William Lu und dem Olin Robotic Sailing Team.

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