Van zacht naar hard: hoe kan 3D-printen met polymeren de massaproductie van humanoïde robots mogelijk maken?

Het 2e Humanoid Robot Industry Chain Forum werd op 3 juli succesvol afgesloten in Shenzhen.

Tijdens de bijeenkomst hield Shi Daokun, algemeen directeur van iSUN3D (merknaam "iSUN3D"), een toespraak.Van flexibel tot stijf, van verificatie tot toepassing: 3D-printoplossingen van polymeren stimuleren de duurzame ontwikkeling van de robotica-industrie.Zijn toespraak als hoofdspreker.

I. Waarom wordt 3D-printen een onmisbare optie?

De industrie voor humanoïde robots blijft floreren. De combinatie van polymere materialen en 3D-printtechnologie heeft niet alleen de efficiëntie van ontwerp tot productie verbeterd, maar robots ook direct nieuwe mogelijkheden gegeven."Lichtgewicht, krachtig, intelligent en gebruiksvriendelijk"Belangrijkste kenmerken, enz.

Concreet biedt 3D-printen met polymeren de volgende vier belangrijke voordelen:

Uitgebreid materiaal: Het voldoet aan alle behoeften, van stijve botten tot flexibele huid.

Grote mate van structurele vrijheid: Het kan gemakkelijk complexe biomimetische structuren realiseren.

Hoge iteratiesnelheid: Er is geen mal nodig; aanpassingen en controles kunnen op elk moment worden uitgevoerd.

Kosten verlagen: Verminder de kosten van vallen en opstaan ​​en de kosten van massaproductie in de beginfase aanzienlijk.

II. Onderzoek naar 3D-printtoepassingen in humanoïde robotica

Momenteel worden gangbare 3D-printtechnologieën voor polymeren gebruikt, zoalsFDM, fotosolidificatie, SLSDeze technologieën worden veelvuldig toegepast in het onderzoek, de ontwikkeling en de productie van humanoïde robots.

1. FDM-technologie – kosteneffectief en efficiënt

Voordelen en kenmerken: Lage drempels voor apparatuur en materialen, aanzienlijk kostenvoordeel en een breed en uitgebreid assortiment materialen, waaronder conventioneel PLA.ABS-materiaalFlexibele materialen zoals TPU en PEBA, PA, PA-koolstofvezel, vlamvertragende en antistatische materialen, evenals speciale materialen zoals PEEK, kunnen allemaal worden gebruikt bij de productie van robots.

Belangrijkste toepassingen: robotomhulsels, dragende constructieonderdelen, versnellingsbakken en kunstmatige spieren.

2. Fotopolymerisatietechnologie – hoge precisie en hoge prestaties

Voordelen en kenmerken: Uitstekende vormprecisie en superieure oppervlaktekwaliteit; rijk harsmateriaalsysteem met veel mogelijkheden voor aanpassing en controle.

Belangrijkste toepassingen: flexibele actuatoren, uiterst nauwkeurige eindeffectoren, bionische huid en systemen voor het bewegingsapparaat.

Elastische hars + biomimetisch rasterontwerp

Door elastische hars te combineren met een biomimetisch rasterontwerp, maakt fotopolymerisatietechnologie het mogelijk complexe componenten te printen die zachtheid en stijfheid op een geïntegreerde manier combineren. Bijvoorbeeld, bij de productie van biomimetische handen en voeten is het niet alleen mogelijk om een ​​ingebouwd, zeer nauwkeurig poreus skelet te printen, maar ook om een ​​geleidelijke stijfheid te bereiken door middel van een externe rasterstructuur, waardoor de mechanische onderdelen zowel een hoog draagvermogen als een zachte, mensachtige aanraking hebben.

Handpalmgebied: Om aan de huidgevoelseigenschappen te voldoen, is een fijner raster aangebracht voor extra zachtheid; en er is een verdeeld raster gecreëerd volgens het ontwerpconcept van de handpalm om te voldoen aan de behoeften van scenario's zoals "tillen, duwen, drukken en duwen".

De binnenste armkom wordt voornamelijk blootgesteld aan druk en vereist frequent buigen en comprimeren. Daarom kan een minder sterk X-vormig rooster worden gekozen om de flexibiliteit van de arm te vergroten en de rekbaarheid van de bovenarm en onderarm te verbeteren.

Boven- en onderarmen: De boven- en onderarmen dragen de meeste kracht bij het optillen van de hand, het tillen van voorwerpen en het ondersteunen ervan, en vereisen daarom een ​​hoge sterkte. Ze zijn ontworpen met een extreem sterk rasterpatroon om een ​​hoge elasticiteit en treksterkte te garanderen.

3. SLS-technologie – zonder ondersteuning, lichtgewicht en zeer sterk

Voordelen en kenmerken: Het is gebaseerd op het poederbed voor zelfondersteuning en kan integraal worden gevormd om te passen in complexe ruimtelijke structuren; het maakt gebruik van industriële poeders, zoals nylon PA12 en PEBA, die uitstekende mechanische eigenschappen en slijtvastheid hebben.

Belangrijkste toepassingen: precisie-transmissieconstructies, complexe verbindingscomponenten en kogelgewrichten.

III. Van flexibel naar stijf – eSUN 3D-printmateriaal: complete matrixoplossing

Om te voldoen aan de vraag van de robotica-industrie naar hoogwaardige, complexe materialen, heeft eSUN, gebruikmakend van haar krachtige R&D-platform voor polymere materialen, het volgende ontwikkeld..."Materialen + Apparatuur + Proces + Ontwerp + Productiediensten"Een totaaloplossing.

1. UV-uithardende harsoplossing: een breuk met de traditie, een combinatie van sterkte en taaiheid.

De lichthardende harsen van eSUN zijn gemakkelijk te verwerken en hebben een hardheidsbereik van 55A tot 85D. Ze zijn verkrijgbaar in categorieën zoals flexibel, afwasbaar, algemeen stijf en zeer hard en zeer taai.

Hars met hoge hardheid en hoge taaiheid: Het materiaal doorbreekt de beperkingen van traditionele harsen, die geen goede balans bieden tussen sterkte en taaiheid. Het kan draden aftakken, is slagvast en wordt veelvuldig gebruikt in de industriële productie.

FlexOne-serie van ééncomponent elastische harsen:Geen mengen nodig, direct klaar voor gebruik en geen activeringsperiode vereist. FlexOne 55A elastische hars heeft een extreem hoge rek bij breuk, een hoge veerkracht en een uitstekende buigweerstand. Tegelijkertijd heeft het de huidallergie- en huidirritatietesten doorstaan, waardoor het zeer geschikt is voor toepassingen zoals spiergewrichten in humanoïde robots.

2. FDM 3D-printoplossingen: van ultra-flexibel tot speciale engineering

eSUN biedt een compleet assortiment FDM-kabels, waaronder universele, versterkte, ultrasterke, lichtgewicht, antistatische en vlamvertragende varianten.

Hoogwaardige technische draden, zoals met koolstofvezel versterkt PA/ABS/PLA en industrieel PEEK, beschikken over een hoge sterkte, hoge stijfheid, hoge temperatuurbestendigheid en slagvastheid, waardoor ze perfect geschikt zijn voor robotarmen, transmissietandwielen, dragende frames en meer.

Flexibele draden (PEBA, TPU, enz.): voldoen aan de eisen van zachte actuatoren voor robots.

*De FDM-materialen van eSUN zijn met succes toegepast bij het ontwerp van wedstrijdrobots, maanrovers en robothonden, zowel nationaal als internationaal.

3. Complete service: iSUN3D flexibele productieoplossing.

Ultragrootformaat hogesnelheidsfotopolymerisatieapparatuur: Wij bieden een ultragrootformaat DLP-printer van 576*324 mm met een maximale printhoogte van 650 mm, waarmee de romp van de robot in slechts 10 uur volledig geprint kan worden!

Platform voor rasterontwerp:

1) Er zijn meerdere rasteropties beschikbaar die verstelbaar zijn, waardoor er meer ontwerpmogelijkheden zijn;

2) Geautomatiseerd invullen, snelle analyse van de modelstructuur en het genereren van roosterbestanden met één klik;

3) Structurele spannings-/spanningsverdelingsanalyse maakt het mogelijk om discontinue verbindingslijnen/oppervlakken op te vullen en defecten snel te repareren;

4) Importeer uiterlijke gegevens en vul snel het beoogde raster in verschillende spanningsgebieden.

Van zacht tot hard, eSUN zet zich in voor de bevordering van de industriële toepassing van 3D-printtechnologie door middel van materiaalonderzoek en -innovatie. We kijken uit naar een diepgaande samenwerking met bedrijven in de sector, leveranciers van apparatuur en software, en universiteiten en onderzoeksinstellingen om gezamenlijk een ecosysteem te bouwen voor 3D-printtoepassingen voor humanoïde robots en de snelle en gezonde ontwikkeling van de industrie te bevorderen.