Wie kann der 3D-Polymerdruck die Massenproduktion humanoider Roboter ermöglichen – von weich bis hart?

Das 2. Forum zur Industriekette humanoider Roboter wurde am 3. Juli in Shenzhen erfolgreich abgeschlossen.

Bei dem Treffen hielt Shi Daokun, Geschäftsführer von iSUN3D (Markenname "iSUN3D"), eine Rede.Von flexibel bis starr, von der Verifizierung bis zur Anwendung: Polymer-3D-Drucklösungen fördern die nachhaltige Entwicklung der RobotikindustrieSeine Hauptrede.

I. Warum wird 3D-Druck zu einer unverzichtbaren Option?

Die humanoide Roboterindustrie boomt weiterhin. Die Kombination von Polymermaterialien und 3D-Drucktechnologie hat nicht nur die Effizienz vom Design bis zur Produktion verbessert, sondern Robotern auch direkt neue Fähigkeiten verliehen.„Leicht, leistungsstark, intelligent und benutzerfreundlich“Hauptmerkmale usw.

Im Einzelnen bietet der 3D-Druck mit Polymeren folgende vier wesentliche Vorteile:

Umfassende Materialien: Es erfüllt alle Bedürfnisse, von starren Knochen bis hin zu flexibler Haut.

Hoher Grad an struktureller Freiheit: Es kann auf einfache Weise komplexe biomimetische Strukturen realisieren.

Hohe Iterationsgeschwindigkeit: Es wird keine Form benötigt; Änderungen und Überprüfungen können jederzeit vorgenommen werden.

Kosten reduzieren: Deutliche Reduzierung der Kosten für Versuch und Irrtum sowie der Kosten für die frühe Massenproduktion.

II. Erforschung von 3D-Druckanwendungen in der humanoiden Robotik

Aktuell gängige Polymer-3D-Drucktechnologien, wie zum BeispielFDM, Fotoverfestigung, SLSDiese Technologien finden breite Anwendung in der Forschung, Entwicklung und Produktion humanoider Roboter.

1. FDM-Technologie – kostengünstig und effizient

Vorteile und Merkmale: Niedrige Markteintrittsbarrieren bei Ausrüstung und Materialien, deutlicher Kostenvorteil insgesamt und eine breite und umfassende Materialpalette, einschließlich herkömmlichem PLA,ABS-MaterialFlexible Materialien der Serien TPU und PEBA, PA, PA-Kohlenstofffasern, flammhemmende, antistatische und andere technische Materialien sowie Spezialmaterialien wie PEEK können alle in der Roboterfertigung eingesetzt werden.

Hauptanwendungen: Roboter-Außenverkleidungen, tragende Strukturbauteile, Getriebe und künstliche Muskeln.

2. Photopolymerisationstechnologie – hohe Präzision und hohe Leistung

Vorteile und Merkmale: Ausgezeichnete Formgenauigkeit und hervorragende Oberflächenqualität; reichhaltiges Harzmaterialsystem mit großem Spielraum für Modifikation und Kontrolle.

Hauptanwendungen: weiche Aktuatoren, hochpräzise Endeffektoren, bionische Haut und Muskel-Skelett-Systeme.

Elastisches Harz + biomimetisches Gitterdesign

Durch die Kombination von elastischem Harz mit biomimetischer Gitterstruktur ermöglicht die Photopolymerisationstechnologie das Drucken komplexer Bauteile, die Weichheit und Steifigkeit integriert vereinen. So lässt sich beispielsweise bei der Herstellung biomimetischer Hände und Füße nicht nur ein hochpräzises, poröses Gerüst integrieren, sondern durch eine externe Gitterstruktur auch eine abgestufte Steifigkeit erzielen. Dadurch weisen die Bauteile sowohl eine hohe Belastbarkeit als auch eine weiche, menschenähnliche Haptik auf.

Handflächenbereich: Um den Hautgefühl-Eigenschaften gerecht zu werden, wurde ein feineres Gittermuster entwickelt, um die Weichheit zu erhöhen; außerdem wurde ein unterteiltes Gittermuster gemäß dem Designkonzept der Handflächenpolsterung erstellt, um den Anforderungen von Szenarien wie „Anheben, Schieben, Drücken und Pressen“ gerecht zu werden.

Die innere Armpfanne ist hauptsächlich Druck ausgesetzt und erfordert häufiges Falten und Komprimieren. Daher kann ein X-förmiges Gitter mit geringerer Festigkeit gewählt werden, um die Flexibilität des Arms und die Dehnbarkeit der Ober- und Unterarmverformung zu erhöhen.

Ober- und Unterarmbereich: Ober- und Unterarme tragen beim Heben der Hand, beim Tragen von Gegenständen und beim Abstützen den größten Teil der Kraft und erfordern daher hohe Belastbarkeit. Sie sind in einer extrem hochfesten Gitterstruktur gefertigt, um hohe Elastizität und Zugfestigkeit zu gewährleisten.

3. SLS-Technologie – stützenfrei, leicht und hochfest

Vorteile und Merkmale: Es nutzt das Pulverbett zur Selbststützung und kann integral in komplexe räumliche Strukturen eingeformt werden; es verwendet Pulver in Industriequalität, wie Nylon PA12 und PEBA, die hervorragende mechanische Eigenschaften und Verschleißfestigkeit aufweisen.

Hauptanwendungen: Präzisionsgetriebe, komplexe Verbindungselemente und Kugelgelenke.

III. Von flexibel zu starr – eSUN 3D-Druckmaterial-Komplettlösung

Um den Bedarf der Robotikindustrie an leistungsstarken, komplexen Materialien zu decken, hat eSUN, basierend auf seiner leistungsstarken Forschungs- und Entwicklungsplattform für Polymermaterialien, Folgendes entwickelt: ...„Materialien + Ausrüstung + Prozesse + Konstruktion + Fertigungsdienstleistungen“Eine Komplettlösung.

1. UV-härtende Harzlösung: Ein Bruch mit der Tradition, der Festigkeit und Zähigkeit vereint

Die einfach anzubauenden, lichthärtenden Harzprodukte von eSUN decken einen Härtebereich von 55A bis 85D ab und umfassen Kategorien wie flexibel, abwaschbar, allgemein starr sowie hochhart und hochzäh.

Hochhartes und zähes Harz: Es überwindet den Engpass herkömmlicher Harze, die nicht in der Lage sind, Festigkeit und Zähigkeit in Einklang zu bringen, kann Drähte abgreifen und ist schlagfest und wird in der industriellen Fertigung weit verbreitet eingesetzt.

FlexOne-Serie einkomponentiger elastischer Harze:Kein Anmischen erforderlich, sofort einsatzbereit und ohne Aktivierungszeit. Das elastische Harz FlexOne 55A zeichnet sich durch extrem hohe Bruchdehnung, hohe Elastizität und ausgezeichnete Biegefestigkeit aus. Es hat zudem Hautverträglichkeitstests bestanden und eignet sich daher hervorragend für Anwendungen wie Muskelgelenke in humanoiden Robotern.

2. FDM-3D-Drucklösungen: Von ultraflexibel bis speziell entwickelt

eSUN bietet ein komplettes Sortiment an FDM-Kabeln an, darunter Allzweck-, verstärkte, extrem robuste, leichte, antistatische und flammhemmende Ausführungen.

Hochleistungsfähige technische Drähte, wie z. B. kohlenstofffaserverstärktes PA/ABS/PLA und PEEK in Industriequalität, zeichnen sich durch hohe Festigkeit, hohe Steifigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit und Schlagfestigkeit aus und eignen sich daher perfekt für Roboterarme, Getriebe, tragende Rahmen und vieles mehr.

Flexible Drähte (PEBA, TPU usw.): erfüllen die Anforderungen an weiche Aktuatoren von Robotern.

*Die FDM-Materialien von eSUN wurden sowohl im Inland als auch international erfolgreich bei der Konstruktion von Wettbewerbsrobotern, Mondfahrzeugen und Roboterhunden eingesetzt.

3. Komplettservice: Die flexible Fertigungslösung von iSUN3D

Hochgeschwindigkeits-Photopolymerisationsanlagen im Ultragroßformat: Wir bieten einen 576*324 mm großen DLP-Drucker mit einer maximalen Druckhöhe von 650 mm an, der den integrierten Druck des Robotertorsos in nur 10 Stunden fertigstellen kann!

Plattform für Gitterdesign:

1) Es stehen verschiedene Gitteroptionen zur Verfügung, die sich anpassen lassen und somit vielfältigere Gestaltungsmöglichkeiten bieten.

2) Automatisierte Befüllung, schnelle Analyse der Modellstruktur und Generierung von Gitterdateien mit einem Klick;

3) Die Analyse der strukturellen Spannungen und der Spannungsverteilung ermöglicht das Auffüllen von unterbrochenen Verbindungsstellen und -flächen sowie die schnelle Behebung von Defekten;

4) Importieren Sie Darstellungsdaten und füllen Sie das Zielgitter schnell in verschiedenen Spannungsbereichen.

Von weichen bis hin zu harten Materialien – eSUN engagiert sich für die Förderung der industriellen Anwendung der 3D-Drucktechnologie durch Materialforschung und Innovation. Wir freuen uns auf die enge Zusammenarbeit mit Industrieunternehmen, Geräte- und Softwareanbietern sowie Universitäten und Forschungseinrichtungen, um gemeinsam ein Ökosystem für humanoide Roboteranwendungen im 3D-Druck zu schaffen und die rasche und nachhaltige Entwicklung der Branche zu fördern.