De la matière molle à la matière dure, comment l'impression 3D polymère peut-elle permettre la production en série de robots humanoïdes ?

Le 2e Forum sur la chaîne de valeur de l'industrie des robots humanoïdes s'est conclu avec succès à Shenzhen le 3 juillet.

Lors de la réunion, Shi Daokun, directeur général d'iSUN3D (nom commercial « iSUN3D »), a prononcé un discours.Du flexible au rigide, de la vérification à l'application : les solutions d'impression 3D polymères favorisent le développement durable de l'industrie robotiqueSon discours d'ouverture.

I. Pourquoi l'impression 3D devient-elle une option incontournable ?

L'industrie des robots humanoïdes est en plein essor. L'association des matériaux polymères et de la technologie d'impression 3D a non seulement amélioré l'efficacité de la conception à la production, mais a aussi doté les robots de nouvelles capacités.«Léger, performant, intelligent et convivial»Caractéristiques principales, etc.

Plus précisément, l'impression 3D polymère présente les quatre principaux avantages suivants :

Documents complets : Elle répond à tous les besoins, des os rigides à la peau souple.

Degré élevé de liberté structurelle : Il peut facilement réaliser des structures biomimétiques complexes.

Vitesse d'itération rapide : Aucun moule n'est nécessaire ; des modifications et des vérifications peuvent être effectuées à tout moment.

Réduire les coûts : Réduire considérablement les coûts liés aux essais et erreurs et aux premières phases de production en série.

II. Exploration des applications de l'impression 3D en robotique humanoïde

Actuellement, les principales technologies d'impression 3D polymères, telles queFDM, photosolidification, SLSCes technologies ont été largement appliquées dans la recherche, le développement et la production de robots humanoïdes.

1. Technologie FDM – rentable et efficace

Avantages et caractéristiques : Faibles barrières à l’entrée en matière d’équipements et de matériaux, avantage global significatif en termes de coûts et gamme de matériaux vaste et complète, y compris le PLA conventionnel,matériau ABSLes matériaux flexibles des séries TPU et PEBA, le PA, la fibre de carbone PA, les matériaux ignifuges, antistatiques et autres matériaux d'ingénierie, ainsi que des matériaux spéciaux tels que le PEEK, peuvent tous être utilisés dans la fabrication de robots.

Principales applications : revêtements extérieurs de robots, composants structurels porteurs, boîtes de vitesses et muscles artificiels.

2. Technologie de photopolymérisation – haute précision et hautes performances

Avantages et caractéristiques : Excellente précision de moulage et qualité de surface supérieure ; système de matériaux résineux riche offrant une grande marge de modification et de contrôle.

Principales applications : actionneurs souples, effecteurs terminaux de haute précision, peau bionique et systèmes musculo-squelettiques.

Résine élastique + conception de treillis biomimétique

En combinant une résine élastique à une structure en treillis biomimétique, la photopolymérisation permet d'imprimer des composants complexes alliant souplesse et rigidité. Par exemple, pour la fabrication de mains et de pieds biomimétiques, il est possible d'imprimer un squelette poreux intégré de haute précision et d'obtenir une rigidité modulable grâce à une structure en treillis externe. Ainsi, la prothèse présente à la fois une grande capacité de charge et un toucher doux et naturel.

Zone de la paume : Pour répondre aux caractéristiques de sensation sur la peau, une maille plus fine est mise en place pour accroître la douceur ; et une maille compartimentée est établie selon le concept de conception du coussinet de la paume pour répondre aux besoins de scénarios tels que « soulever, pousser, presser et presser ».

L'emboîture interne du bras est principalement soumise à la pression et nécessite des pliages et des compressions fréquents. Par conséquent, une structure en X moins résistante peut être choisie afin d'accroître la flexibilité du bras et d'améliorer l'extensibilité du bras et de l'avant-bras.

Bras et avant-bras : Les bras et les avant-bras supportent la majeure partie de la force lors du fait de lever la main, de soulever des objets et de se soutenir, et nécessitent une grande résistance. Ils adoptent une structure en treillis extrêmement résistante pour offrir une élasticité et une résistance à la traction élevées.

3. Technologie SLS – sans support, légère et à haute résistance

Avantages et caractéristiques : Il s’appuie sur le lit de poudre pour assurer son autoportance et peut être moulé d’une seule pièce pour s’adapter à des structures spatiales complexes ; il utilise des poudres de qualité industrielle, telles que le nylon PA12 et le PEBA, qui possèdent d’excellentes propriétés mécaniques et une grande résistance à l’usure.

Principales applications : structures de transmission de précision, composants d'assemblage complexes et rotules.

III. Du flexible au rigide – Solution complète de matériaux d'impression 3D eSUN

Pour répondre à la demande de l'industrie robotique en matériaux complexes et performants, eSUN, s'appuyant sur sa puissante plateforme de R&D en matériaux polymères, a développé...« Matériaux + Équipements + Procédés + Conception + Services de fabrication »Une solution tout-en-un.

1. Solution de résine durcissable aux UV : une rupture avec la tradition, alliant résistance et robustesse

Les produits de résine photopolymérisable faciles à cultiver d'eSUN couvrent une gamme de dureté allant de 55A à 85D et comprennent des catégories telles que flexible, lavable, rigide générale, et haute dureté et haute ténacité.

Résine à haute dureté et haute ténacité : Surmontant le problème des résines traditionnelles qui ne parviennent pas à équilibrer résistance et robustesse, elle permet de réaliser des filetages, résiste aux chocs et est largement utilisée dans la fabrication industrielle.

Gamme FlexOne de résines élastiques monocomposantes :Prête à l'emploi, sans mélange et sans délai d'activation, la résine élastique FlexOne 55A se distingue par son allongement à la rupture extrêmement élevé, sa grande résilience et son excellente résistance à la flexion. De plus, elle a passé avec succès les tests de sensibilisation et d'irritation cutanées, la rendant parfaitement adaptée à des applications telles que les articulations musculaires des robots humanoïdes.

2. Solutions d'impression 3D FDM : de l'ultra-flexible à l'ingénierie spéciale

eSUN propose une gamme complète de câbles FDM, comprenant des câbles à usage général, renforcés, ultra-résistants, légers, antistatiques et ignifugés.

Les fils techniques haute performance, tels que le PA/ABS/PLA renforcé de fibres de carbone et le PEEK de qualité industrielle, possèdent une résistance élevée, une grande rigidité, une résistance aux hautes températures et une résistance aux chocs, ce qui les rend parfaits pour les bras robotiques, les engrenages de transmission, les cadres porteurs et bien plus encore.

Fils flexibles (PEBA, TPU, etc.) : répondent aux exigences des actionneurs souples des robots.

*Les matériaux FDM d'eSUN ont été utilisés avec succès dans la conception de robots de compétition, de rovers lunaires et de chiens robots, tant au niveau national qu'international.

3. Service de bout en bout : solution de fabrication flexible iSUN3D

Équipement de photopolymérisation haute vitesse ultra grand format : Nous proposons une imprimante DLP ultra grand format de 576*324 mm avec une hauteur d'impression maximale de 650 mm, qui peut réaliser l'impression intégrée du torse du robot en seulement 10 heures !

Plateforme de conception en treillis :

1) Plusieurs options de treillis sont disponibles et réglables, offrant ainsi des possibilités de conception plus riches ;

2) Remplissage automatisé, analyse rapide de la structure du modèle et génération en un clic de fichiers de réseau ;

3) L'analyse des contraintes/de la distribution structurelles permet le remplissage des lignes/surfaces de connexion discontinues et la réparation rapide des défauts ;

4) Importez les données d'apparence et remplissez rapidement le réseau ciblé dans différentes zones de contrainte.

De la matière souple à la matière dure, eSUN s'engage à promouvoir l'application industrielle de la technologie d'impression 3D grâce à la recherche et à l'innovation en matière de matériaux. Nous souhaitons collaborer étroitement avec les entreprises industrielles, les fournisseurs d'équipements et de logiciels, ainsi que les universités et les instituts de recherche afin de construire ensemble un écosystème pour les applications d'impression 3D de robots humanoïdes et de favoriser le développement rapide et durable de ce secteur.