Markforged 3D-Druck: Die Geheimwaffe hinter BattleBots-Team Valkyrie

BattleBots ist ein Fernsehwettbewerb, bei dem Engineering-Teams 250-lb (ca. 113 kg) ferngesteuerte Roboter bauen, die in einer High-Impact-Arena namens BattleBox gegeneinander antreten. Erstmals 2000 auf Comedy Central ausgestrahlt, hat sich die Serie zu einem globalen Phänomen entwickelt, das jährlich tausende Amateurwettbewerbe inspiriert – von 150 g bis 250 lb Robotern. Die neueste Staffel startete am Freitag, 7. Juni, um 20 Uhr EST auf Discovery Channel.

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Das Design eines BattleBots ist eine ständige Übung in Kompromissen. Jede Gewichtsklasse setzt ein striktes Gewichtslimit, was Teams zwingt, zu entscheiden, wo sie das Budget allokieren: schwerere Waffen für größere Impacts, dickere Panzerung für bessere Verteidigung oder leistungsstärkere Elektronik für Geschwindigkeit und Ausdauer. Ich trat der Roboter-Kampfgemeinschaft 2016 mit einem einpfündigen Prototyp namens Foiled bei, einer Testplattform für Markforged-Teile. In den nächsten drei Jahren absolvierte ich mehr als 15 Events, skalierte von 1 lb auf 30 lb und erhielt schließlich einen Platz in BattleBots 2018 Staffel mit Team Valkyrie.

Wenn Roboter auf 250 lb anwachsen, sind die Belastungen extrem – 12 ft in die Luft geschleudert, von 35.000 lb Kraft zerdrückt oder von einer 60-lb-Scheibe getroffen, die sich mit 2.000 RPM dreht. Valkyries Waffe besteht beispielsweise aus AR500-Stahl – dem gleichen Material, das in Schneepflügen und gepanzerten Fahrzeugen verwendet wird. Jede Materialwahl bringt Kosten, Gewicht und Fertigungszeit mit sich, daher ist die richtige Balance entscheidend.

Markforgeds 3D-Drucker boten eine vielseitige Materialpalette, die den spezifischen Anforderungen jedes Bauteils gerecht wurde. Wir druckten stoßfeste Kevlar®-Gehäuse für Elektronik, leichte Teile, die in Festigkeit mit Aluminium konkurrierten, und geometrieoptimierte Metallhalterungen, die in enge Räume passten. Diese Drucke sparten Gewicht, während sie die Leistung traditionell bearbeiteter Teile beibehielten oder übertreffen.

Kostenloses Musterteil

Mit nur Wochen Vorbereitungszeit für die Saison war schnelle, automatisierte Fertigung ein Gamechanger. Durch Auslagern von Teilen an die Drucker gewannen wir Zeit für Schweißen, Bearbeitung, Testen und Montage – und sogar ein paar zusätzliche Stunden Schlaf.

Als relativ neues Team war schnelle Iteration essenziell, um mit Veteranen mitzuhalten. 2019 druckten wir über 200 Teile für Valkyrie, die vier kritische Bereiche abdeckten:

Prototyping

Valkyries schlankes Design weist zahlreiche komplexe Geometrien auf, die präzise zusammenpassen müssen. Wir druckten jedes Teil, montierten es am Roboter und verifizierten die Passung, bevor wir uns auf Massenproduktion festlegten.

Werkzeugbau und Vorrichtungen

Komplexe Konturen und Winkel erforderten kundenspezifische Spannmittel. Wir 3D-druckten weiche Sägeführungen, Bohrschablonen für präzise Lochausrichtung und Indexiervorrichtungen, um Bearbeitungsoperationen zu straffen.

Endverwendete Teile

Valkyrie integriert 55 3D-gedruckte Komponenten, davon 12 Metallhalterungen und -stützen, die mit Panzerung oder Motoren interfacen. Neun Onyx FR Teile schützen kritische Komponenten vor potenziellen Flammenwerfer-Schäden, während 34 kontinuierlich-faser-verstärkte Teile als stoßfeste Gehäuse, Staubabdeckungen und strukturelle Stützen dienen, die den Roboter während intensiver Kämpfe funktionsfähig halten.

Dank Markforged konnten wir schwere Fertigung auslagern, uns auf kritische Aufgaben konzentrieren und robuste Teile schaffen, die den Anforderungen der 2018er Saison standhielten – nur ein Bauteil fiel während aller Matches aus.

Vor-Ort-Reparaturen und Verbesserungen

Kein BattleBot-Design ist fehlerfrei; der einzige Weg, einen Roboter zu verfeinern, ist Kampferfahrung. Unerwartete Ausfälle sind häufig, und die besten Teams lernen schnell aus jedem Kampf. Manche Fixes werden improvisiert, andere für zukünftige Iterationen dokumentiert.

Während der Saison stellte Markforged vier Drucker zur Unterstützung von 67 konkurrierenden Teams bereit. Mit 1-2 Tagen Turnaround zwischen Matches konnten Teams Probleme identifizieren, Ersatzteile designen, drucken und Upgrades vor dem nächsten Kampf installieren. Über 29 Teams druckten wir über 160 Teile, was dauerhafte Verbesserungen statt notdürftiger Fixes ermöglichte und die Roboterleistung über die Saison hinweg evolvieren ließ.

Markforgeds 3D-Druckfähigkeiten waren entscheidend, um Valkyries Design an seine Grenzen zu bringen. Schnelle Iteration, rigoroses Testen und hochwertige Teile ermöglichten uns, einen leistungsstarken, schlanken Roboter zu schaffen, der sich mit jedem Kampf anpassen und verbessern konnte. BattleBots sehen Sie freitags um 20 Uhr auf Discovery Channel ab 7. Juni oder mittwochs um 20 Uhr auf Science Channel ab 12. Juni.