از نرم تا سخت، چاپ سه بعدی پلیمری چگونه می‌تواند تولید انبوه ربات‌های انسان‌نما را ممکن سازد؟

دومین مجمع زنجیره صنعت ربات‌های انسان‌نما در تاریخ ۳ جولای با موفقیت در شنژن به پایان رسید.

در این نشست، شی دائوکون، مدیر کل iSUN3D (با نام تجاری "iSUN3D") سخنرانی کرد.از انعطاف‌پذیر تا سفت و سخت، از تأیید تا کاربرد: راهکارهای چاپ سه‌بعدی پلیمری، توسعه پایدار صنعت رباتیک را تقویت می‌کنندسخنرانی کلیدی او.

۱. چرا چاپ سه‌بعدی به یک گزینه «ضروری» تبدیل می‌شود؟

صنعت ربات‌های انسان‌نما همچنان در حال رونق است. ترکیب مواد پلیمری و فناوری چاپ سه‌بعدی نه تنها کارایی را از طراحی تا تولید بهبود بخشیده، بلکه مستقیماً قابلیت‌های جدیدی را به ربات‌ها بخشیده است.«سبک، با کارایی بالا، هوشمند و کاربرپسند»ویژگی‌های کلیدی و غیره

به طور خاص، چاپ سه بعدی پلیمری چهار مزیت عمده زیر را دارد:

مواد جامع: این ماده تمام نیازها را برآورده می‌کند، از استخوان‌های سفت و سخت گرفته تا پوست انعطاف‌پذیر.

درجه آزادی سازه بالا: به راحتی می‌تواند ساختارهای پیچیده بیومیمتیک را تحقق بخشد.

سرعت تکرار بالا: نیازی به قالب‌گیری نیست؛ اصلاحات و تأییدها را می‌توان در هر زمانی انجام داد.

کاهش هزینه‌ها: هزینه‌های آزمون و خطا و تولید انبوه اولیه را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.

دوم. بررسی کاربردهای چاپ سه‌بعدی در رباتیک انسان‌نما

در حال حاضر، فناوری‌های اصلی چاپ سه‌بعدی پلیمری، مانندFDM، فتوجامدسازی، SLSاین فناوری‌ها به طور گسترده در تحقیق و توسعه و تولید ربات‌های انسان‌نما به کار گرفته شده‌اند.

۱. فناوری FDM - مقرون به صرفه و کارآمد

مزایا و ویژگی‌ها: موانع کم برای ورود به تجهیزات و مواد، مزیت کلی قابل توجه در هزینه، و طیف گسترده و جامعی از مواد، از جمله PLA معمولی،جنس ABSمواد انعطاف‌پذیر سری TPU و PEBA، PA، الیاف کربن PA، مواد مقاوم در برابر شعله، مواد ضد الکتریسیته ساکن و سایر مواد مهندسی و همچنین مواد ویژه مانند PEEK، همگی می‌توانند در ساخت ربات مورد استفاده قرار گیرند.

کاربردهای اصلی: پوشش‌های بیرونی ربات، اجزای سازه‌ای تحمل‌کننده بار، گیربکس‌ها و ماهیچه‌های مصنوعی.

۲. فناوری فوتوپلیمریزاسیون - دقت و کارایی بالا

مزایا و ویژگی‌ها: دقت قالب‌گیری عالی و کیفیت سطح برتر؛ سیستم مواد رزینی غنی با فضای زیاد برای اصلاح و کنترل.

کاربردهای اصلی: محرک‌های نرم، ابزارهای نهایی با دقت بالا، پوست بیونیک و سیستم‌های اسکلتی-عضلانی.

رزین الاستیک + طراحی شبکه بیومیمتیک

با ترکیب رزین الاستیک با طراحی شبکه بیومیمتیک، فناوری فوتوپلیمریزاسیون می‌تواند اجزای پیچیده‌ای را چاپ کند که نرمی و سفتی را به صورت یکپارچه ترکیب می‌کنند. به عنوان مثال، در ساخت دست‌ها و پاهای بیومیمتیک، نه تنها می‌توان یک اسکلت متخلخل با دقت بالا را چاپ کرد، بلکه می‌توان از طریق یک ساختار شبکه‌ای خارجی به سفتی گرادیانی نیز دست یافت، به طوری که دستگاه هم ظرفیت تحمل بار بالا و هم لمس نرم و شبیه به انسان داشته باشد.

ناحیه کف دست: برای برآورده کردن ویژگی‌های حسی پوست، یک شبکه ظریف‌تر برای افزایش نرمی تنظیم شده است؛ و یک شبکه تقسیم‌بندی‌شده مطابق با مفهوم طراحی پد کف دست ایجاد شده است تا نیازهای سناریوهایی مانند «بلند کردن، هل دادن، فشار دادن و فشار دادن» را برآورده کند.

حفره داخلی بازو عمدتاً تحت فشار است و نیاز به تا شدن و فشرده‌سازی مکرر دارد. بنابراین، می‌توان یک شبکه X با استحکام کمتر انتخاب کرد تا انعطاف‌پذیری بازو افزایش یابد و قابلیت کشش بازو و تغییر شکل ساعد بیشتر شود.

نواحی بازو و بازو: بازوها و بازوها بیشترین نیرو را هنگام بالا بردن دست، بلند کردن اشیاء و نگه داشتن اجسام تحمل می‌کنند و به استحکام بالایی نیاز دارند. این بازوها از یک طراحی مشبک با استحکام بسیار بالا بهره می‌برند تا خاصیت ارتجاعی و استحکام کششی بالایی را فراهم کنند.

۳. فناوری SLS - بدون تکیه‌گاه، سبک و با استحکام بالا

مزایا و ویژگی‌ها: برای ایجاد خوداتکایی به بستر پودری متکی است و می‌تواند به صورت یکپارچه قالب‌گیری شود تا با سازه‌های فضایی پیچیده سازگار شود؛ از پودرهای صنعتی مانند نایلون PA12 و PEBA استفاده می‌کند که خواص مکانیکی عالی و مقاومت در برابر سایش دارند.

کاربردهای اصلی: سازه‌های انتقال قدرت دقیق، اجزای مفصل پیچیده و اتصالات گوی شکل.

III. از انعطاف‌پذیر تا سفت و سخت - eSUN راه‌حل ماتریس کامل مواد چاپ سه‌بعدی

برای پاسخگویی به تقاضای صنعت رباتیک برای مواد پیچیده و با کارایی بالا، شرکت eSUN با بهره‌گیری از پلتفرم قدرتمند تحقیق و توسعه مواد پلیمری خود،...«مواد + تجهیزات + فرآیند + طراحی + خدمات تولید»یک راه حل جامع.

۱. محلول رزین پخت‌شونده با اشعه فرابنفش: سنت‌شکنی، ترکیب استحکام و چقرمگی

محصولات رزین نوریِ آسان‌رشدِ eSUN، محدوده‌ی سختی از ۵۵A تا ۸۵D را پوشش می‌دهند و شامل دسته‌بندی‌هایی مانند انعطاف‌پذیر، قابل شستشو، سختِ عمومی و سختی و چقرمگی بالا می‌شوند.

رزین با سختی و چقرمگی بالا: این ماده با غلبه بر محدودیت رزین‌های سنتی که قادر به ایجاد تعادل بین استحکام و چقرمگی نبودند، می‌تواند سیم‌ها را سوراخ کند و در برابر ضربه مقاوم است و به طور گسترده در تولیدات صنعتی مورد استفاده قرار گرفته است.

سری FlexOne از رزین‌های الاستیک تک جزئی:بدون نیاز به مخلوط کردن، آماده استفاده و بدون محدودیت در دوره فعال‌سازی. در میان آنها، رزین الاستیک FlexOne 55A دارای ازدیاد طول در نقطه شکست بسیار بالا، انعطاف‌پذیری بالا و مقاومت خمشی عالی است. در عین حال، آزمایش‌های حساسیت پوستی و تحریک پوست را با موفقیت پشت سر گذاشته است، که آن را برای کاربردهایی مانند مفاصل عضلات در ربات‌های انسان‌نما بسیار مناسب می‌کند.

۲. راهکارهای چاپ سه‌بعدی FDM: از انعطاف‌پذیری فوق‌العاده تا مهندسی ویژه

eSUN طیف کاملی از کابل‌های FDM، از جمله انواع عمومی، تقویت‌شده، فوق‌العاده سخت، سبک، آنتی‌استاتیک و مقاوم در برابر شعله را ارائه می‌دهد.

سیم‌های مهندسی با کارایی بالا، مانند PA/ABS/PLA تقویت‌شده با فیبر کربن و PEEK صنعتی، دارای استحکام بالا، استحکام بالا، مقاومت در برابر دمای بالا و مقاومت در برابر ضربه هستند و آنها را برای بازوهای رباتیک، چرخ‌دنده‌های انتقال قدرت، قاب‌های تحمل بار و موارد دیگر ایده‌آل می‌کنند.

سیم‌های انعطاف‌پذیر (PEBA، TPU و غیره): الزامات محرک نرم ربات‌ها را برآورده می‌کنند.

*مواد FDM شرکت eSUN با موفقیت در طراحی ربات‌های رقابتی، ماه‌نوردها و سگ‌های رباتیک، چه در داخل و چه در سطح بین‌المللی، به کار گرفته شده‌اند.

۳. خدمات جامع: راهکار تولید انعطاف‌پذیر iSUN3D

تجهیزات فوتوپلیمریزاسیون پرسرعت با فرمت فوق بزرگ: ما یک چاپگر DLP با فرمت فوق بزرگ ۵۷۶*۳۲۴ میلی‌متری با حداکثر ارتفاع چاپ ۶۵۰ میلی‌متر ارائه می‌دهیم که می‌تواند چاپ یکپارچه نیم‌تنه ربات را تنها در ۱۰ ساعت تکمیل کند!

پلتفرم طراحی شبکه‌ای:

۱) گزینه‌های شبکه‌ای متعددی در دسترس و قابل تنظیم هستند که امکان طراحی غنی‌تری را فراهم می‌کنند.

۲) پر کردن خودکار، تجزیه و تحلیل سریع ساختار مدل و تولید فایل‌های شبکه‌ای با یک کلیک؛

۳) تحلیل تنش/توزیع سازه، پر کردن خطوط/سطوح اتصال ناپیوسته و تعمیر سریع نقص را امکان‌پذیر می‌سازد.

۴) داده‌های ظاهری را وارد کنید و به سرعت شبکه مورد نظر را در نواحی تنش مختلف پر کنید.

از نرم تا سخت، eSUN متعهد به ترویج کاربرد صنعتی فناوری چاپ سه‌بعدی از طریق تحقیق و نوآوری در مواد است. ما مشتاقانه منتظر همکاری عمیق با شرکت‌های صنعتی، فروشندگان تجهیزات و نرم‌افزار و دانشگاه‌ها و مؤسسات تحقیقاتی هستیم تا به‌طور مشترک یک اکوسیستم برای کاربردهای چاپ سه‌بعدی ربات‌های انسان‌نما ایجاد کنیم و توسعه سریع و سالم این صنعت را ارتقا دهیم.