부드러운 소재부터 단단한 소재까지, 폴리머 3D 프린팅은 어떻게 휴머노이드 로봇의 대량 생산을 가능하게 할까요?

제2회 휴머노이드 로봇 산업 사슬 포럼이 7월 3일 선전에서 성공적으로 막을 내렸습니다.

이 회의에서 iSUN3D(브랜드명 "iSUN3D")의 총괄 매니저인 시다오쿤이 연설을 했습니다.유연성부터 강성까지, 검증부터 응용까지: 폴리머 3D 프린팅 솔루션은 로봇 산업의 지속 가능한 발전을 가능하게 합니다.그의 기조 연설.

I. 3D 프린팅이 '필수' 옵션으로 떠오르는 이유는 무엇일까요?

휴머노이드 로봇 산업은 계속해서 호황을 누리고 있습니다. 고분자 소재와 3D 프린팅 기술의 결합은 설계부터 생산까지의 효율성을 향상시켰을 뿐만 아니라, 로봇에 새로운 기능을 직접적으로 부여했습니다."가볍고, 고성능이며, 지능적이고, 사용하기 편리합니다."주요 특징 등

구체적으로, 고분자 3D 프린팅은 다음과 같은 네 가지 주요 장점을 가지고 있습니다.

종합 자료: 이 소재는 단단한 뼈부터 유연한 피부까지 모든 필요를 충족합니다.

높은 구조적 자유도: 이 장치는 복잡한 생체모방 구조를 손쉽게 구현할 수 있습니다.

빠른 반복 속도: 금형이 필요 없으며, 언제든지 수정 및 검증이 가능합니다.

비용 절감: 시행착오와 초기 대량 생산 비용을 크게 줄입니다.

II. 휴머노이드 로봇 공학 분야에서 3D 프린팅 응용 가능성 탐구

현재 주류 폴리머 3D 프린팅 기술에는 다음과 같은 것들이 있습니다.FDM, 광고화, SLS이러한 기술들은 휴머노이드 로봇의 연구 개발 및 생산에 널리 적용되어 왔다.

1. FDM 기술 – 비용 효율적이고 효과적

장점 및 특징: 장비 및 재료 진입 장벽이 낮고, 전반적인 비용 효율성이 뛰어나며, 기존 PLA를 포함한 광범위하고 포괄적인 재료 범위를 제공합니다.ABS 소재TPU 및 PEBA 계열의 연성 소재, PA, PA 탄소 섬유, 난연성, 정전기 방지성 등의 엔지니어링 소재는 물론 PEEK와 같은 특수 소재도 모두 로봇 제조에 사용할 수 있습니다.

주요 응용 분야: 로봇 외피, 하중 지지 구조 부품, 기어박스 및 인공 근육.

2. 광중합 기술 – 높은 정밀도와 고성능

장점 및 특징: 탁월한 성형 정밀도와 우수한 표면 품질; 다양한 수지 소재 시스템으로 폭넓은 수정 및 제어 가능성 제공.

주요 응용 분야: 소프트 액추에이터, 고정밀 엔드 이펙터, 생체공학 피부 및 근골격계.

탄성 수지 + 생체모방 격자 디자인

탄성 수지와 생체모방 격자 구조를 결합한 광중합 기술은 부드러움과 강성을 동시에 갖춘 복잡한 부품을 일체형으로 제작할 수 있게 해줍니다. 예를 들어, 생체모방 손발을 제작할 때, 고정밀 다공성 골격을 내장할 뿐만 아니라 외부 격자 구조를 통해 점진적인 강성을 구현하여 높은 하중 지지력과 부드럽고 사람과 같은 촉감을 모두 갖춘 기계를 만들 수 있습니다.

손바닥 부위: 피부 감촉 특성을 고려하여 더욱 촘촘한 격자 구조를 적용하여 부드러움을 높였으며, 손바닥 패드 디자인 컨셉에 따라 분할된 격자 구조를 구축하여 "들어 올리기, 밀기, 누르기, 누르기"와 같은 다양한 동작 상황에 대응할 수 있도록 했습니다.

팔 안쪽 소켓은 주로 압력을 받으며 빈번한 접힘과 압축이 필요합니다. 따라서 팔의 유연성을 높이고 상완과 전완의 변형 범위를 넓히기 위해 강도가 낮은 X-격자를 선택할 수 있습니다.

상완 및 하완 부위: 상완과 하완은 손을 들어 올리거나 물건을 들거나 지지할 때 대부분의 힘을 받는 부위이므로 높은 강도가 요구됩니다. 따라서 이 부위는 매우 강한 격자 구조를 채택하여 높은 탄성과 인장 강도를 제공합니다.

3. SLS 기술 – 지지대 없이, 경량이며 고강도

장점 및 특징: 분말층을 기반으로 자체 지지력을 제공하며, 복잡한 공간 구조에 맞춰 일체형으로 성형할 수 있습니다. 또한, 우수한 기계적 특성과 내마모성을 갖춘 나일론 PA12 및 PEBA와 같은 산업용 분말을 사용합니다.

주요 응용 분야: 정밀 변속 구조물, 복잡한 연결 부품 및 볼 조인트.

III. 유연성에서 강성까지 – eSUN 3D 프린팅 소재 풀 매트릭스 솔루션

eSUN은 강력한 고분자 소재 연구 개발 플랫폼을 활용하여 로봇 산업의 고성능 복합 소재 수요를 충족하기 위해 다음과 같은 제품을 개발했습니다..."자재 + 장비 + 공정 + 설계 + 제조 서비스"원스톱 솔루션.

1. UV 경화형 수지 솔루션: 기존의 틀을 깨고 강도와 인성을 결합했습니다.

eSUN의 성장이 용이한 광경화성 수지 제품군은 55A에서 85D까지의 경도 범위를 가지며, 유연성, 세척성, 일반 경질, 고경도 및 고인성 등의 다양한 범주를 포함합니다.

고경도 및 고인성 수지: 기존 수지의 강도와 인성 균형을 맞추지 못하는 한계를 극복한 이 소재는 전선에 접합할 수 있고 충격에 강하여 산업 제조 분야에서 널리 사용되고 있습니다.

FlexOne 시리즈는 1액형 탄성 수지입니다.별도의 혼합 과정 없이 바로 사용 가능하며, 활성화 기간에 제한이 없습니다. 특히 FlexOne 55A 탄성 수지는 파단 신율이 매우 높고, 탄성 회복력이 뛰어나며, 굽힘 저항성 또한 우수합니다. 또한, 피부 민감성 및 자극성 테스트를 통과하여 휴머노이드 로봇의 근육 관절 등 다양한 용도에 적합합니다.

2. FDM 3D 프린팅 솔루션: 초유연 소재부터 특수 엔지니어링 제품까지

eSUN은 일반용, 강화형, 초강력형, 경량형, 정전기 방지형, 난연형 등 다양한 FDM 케이블을 제공합니다.

탄소 섬유 강화 PA/ABS/PLA 및 산업용 PEEK와 같은 고성능 엔지니어링 와이어는 높은 강도, 높은 강성, 고온 저항성 및 충격 저항성을 지니고 있어 로봇 팔, 변속 기어, 하중 지지 프레임 등에 적합합니다.

유연한 전선(PEBA, TPU 등): 로봇의 연성 액추에이터 요구 사항을 충족합니다.

*eSUN의 FDM 소재는 국내외에서 경쟁 로봇, 달 탐사 로버, 로봇 강아지 등의 설계에 성공적으로 적용되어 왔습니다.

3. 엔드투엔드 서비스: iSUN3D 유연 생산 솔루션

초대형 고속 광중합 장비: 저희는 최대 인쇄 높이 650mm에 달하는 576*324mm 초대형 DLP 프린터를 제공하며, 이 프린터를 이용하면 로봇 몸통 전체를 단 10시간 만에 일체형으로 인쇄할 수 있습니다!

격자형 디자인 플랫폼:

1) 다양한 격자 옵션을 사용할 수 있고 조정이 가능하여 더욱 풍부한 디자인 가능성을 제공합니다.

2) 자동 채우기, 모델 구조의 신속한 분석 및 원클릭 격자 파일 생성;

3) 구조적 응력/분포 분석을 통해 불연속적인 연결선/표면을 채우고 결함을 신속하게 수리할 수 있습니다.

4) 외관 데이터를 가져와 다양한 응력 영역에서 대상 격자를 신속하게 채웁니다.

eSUN은 소프트웨어부터 하드웨어에 이르기까지 소재 연구 및 혁신을 통해 3D 프린팅 기술의 산업적 응용을 촉진하는 데 전념하고 있습니다. 업계 기업, 장비 및 소프트웨어 공급업체, 대학 및 연구 기관과의 심도 있는 협력을 통해 휴머노이드 로봇 3D 프린팅 응용 분야를 위한 생태계를 공동으로 구축하고, 이 산업의 신속하고 건전한 발전을 도모하고자 합니다.