Od miękkich do twardych – w jaki sposób druk 3D polimerów może umożliwić masową produkcję humanoidalnych robotów?

3 lipca w Shenzhen zakończyło się sukcesem drugie Forum Przemysłu Robotów Humanoidalnych.

Na spotkaniu przemówienie wygłosił Shi Daokun, dyrektor generalny iSUN3D (nazwa marki „iSUN3D”).Od elastyczności do sztywności, od weryfikacji do zastosowania: rozwiązania druku 3D z polimerów wspierają zrównoważony rozwój branży robotykiJego przemówienie inauguracyjne.

I. Dlaczego drukowanie 3D staje się opcją „must-have”?

Branża robotów humanoidalnych wciąż się rozwija. Połączenie materiałów polimerowych i technologii druku 3D nie tylko poprawiło wydajność od projektu po produkcję, ale także bezpośrednio wyposażyło roboty w nowe możliwości.„Lekki, wydajny, inteligentny i przyjazny dla użytkownika”Główne cechy itp.

Druk 3D z polimerów ma następujące cztery główne zalety:

Materiały kompleksowe: Spełnia wszelkie potrzeby, od sztywnych kości po elastyczną skórę.

Wysoki stopień swobody konstrukcyjnej: Może z łatwością realizować złożone struktury biomimetyczne.

Szybka prędkość iteracji: Nie jest potrzebna żadna forma; modyfikacje i weryfikacje można przeprowadzać w dowolnym momencie.

Obniż koszty: Znacznie obniż koszty prób i błędów oraz wczesnej produkcji masowej.

II. Eksploracja zastosowań druku 3D w robotyce humanoidalnej

Obecnie głównymi technologiami druku 3D z polimerów, takimi jakFDM, fotozestalanie, SLSTechnologie te są szeroko stosowane w badaniach, rozwoju i produkcji robotów humanoidalnych.

1. Technologia FDM – ekonomiczna i wydajna

Zalety i cechy: Niskie bariery wejścia na rynek sprzętu i materiałów, znaczna ogólna przewaga kosztowa oraz szeroka i kompleksowa gama materiałów, w tym konwencjonalnego PLA,Materiał ABSMateriały elastyczne z serii TPU i PEBA, PA, włókno węglowe PA, materiały trudnopalne, antystatyczne i inne materiały inżynieryjne, a także materiały specjalne, takie jak PEEK, mogą być stosowane w produkcji robotów.

Główne zastosowania: zewnętrzne pokrycia robotów, elementy konstrukcyjne nośne, przekładnie i sztuczne mięśnie.

2. Technologia fotopolimeryzacji – wysoka precyzja i wysoka wydajność

Zalety i cechy: Doskonała precyzja formowania i najwyższa jakość powierzchni; bogaty system żywic zapewniający dużą przestrzeń do modyfikacji i kontroli.

Główne zastosowania: miękkie siłowniki, precyzyjne efektory końcowe, bioniczna skóra i układ mięśniowo-szkieletowy.

Elastyczna żywica + konstrukcja sieci biomimetycznej

Łącząc elastyczną żywicę z biomimetyczną konstrukcją kratową, technologia fotopolimeryzacji pozwala na drukowanie złożonych komponentów, które łączą w sobie miękkość i sztywność. Na przykład, w produkcji biomimetycznych dłoni i stóp możliwe jest nie tylko wydrukowanie wbudowanego, wysoce precyzyjnego, porowatego szkieletu, ale także uzyskanie gradientu sztywności poprzez zewnętrzną strukturę kratową, dzięki czemu maszyny mają zarówno wysoką nośność, jak i miękki, przypominający ludzkie dotyk.

Obszar dłoni: Aby sprostać wyczuwalnym na skórze cechom, zastosowano drobniejszą kratownicę zwiększającą miękkość, a podzielona kratownica została utworzona zgodnie z koncepcją konstrukcji podkładki pod dłoń, aby sprostać wymaganiom takim jak „podnoszenie, pchanie, ściskanie i dociskanie”.

Wewnętrzna część panewki ramienia jest poddawana głównie naciskowi i wymaga częstego składania i ściskania. Dlatego można wybrać siatkę X o mniejszej wytrzymałości, aby zwiększyć elastyczność ramienia i zwiększyć rozciągliwość ramienia i przedramienia w przypadku deformacji.

Obszary ramion i przedramion: Ramiona i przedramiona przenoszą największą siłę podczas unoszenia dłoni, podnoszenia przedmiotów i podtrzymywania, dlatego wymagają dużej siły. Zastosowano w nich niezwykle wytrzymałą konstrukcję kratową, która zapewnia wysoką elastyczność i wytrzymałość na rozciąganie.

3. Technologia SLS – bez podpór, lekka i bardzo wytrzymała

Zalety i cechy: Konstrukcja wykorzystuje złoże proszkowe, które zapewnia jej samodzielność, i może być integralnie formowana w celu dopasowania do skomplikowanych struktur przestrzennych. Wykorzystuje proszki klasy przemysłowej, takie jak nylon PA12 i PEBA, które charakteryzują się doskonałymi właściwościami mechanicznymi i odpornością na zużycie.

Główne zastosowania: precyzyjne konstrukcje przekładniowe, złożone elementy połączeń i sworznie kulowe.

III. Od elastyczności do sztywności – rozwiązanie eSUN Full Matrix Material do druku 3D

Aby sprostać zapotrzebowaniu branży robotyki na wysokowydajne, złożone materiały, eSUN, wykorzystując swoją wydajną platformę badawczo-rozwojową w zakresie materiałów polimerowych, opracował...„Materiały + Sprzęt + Proces + Projektowanie + Usługi Produkcyjne”Rozwiązanie kompleksowe.

1. Roztwór żywicy utwardzanej promieniami UV: zerwanie z tradycją, połączenie wytrzymałości i wytrzymałości

Łatwe w uprawie, utwardzane światłem produkty żywiczne eSUN występują w zakresie twardości od 55A do 85D i obejmują takie kategorie, jak: elastyczne, zmywalne, ogólnie sztywne oraz o wysokiej twardości i wysokiej wytrzymałości.

Żywica o wysokiej twardości i wytrzymałości: Przełamując barierę, jaką stanowiła dla tradycyjnych żywic niezdolność do zapewnienia równowagi między wytrzymałością a wytrzymałością, żywica ta nadaje się do gwintowania przewodów, jest odporna na uderzenia i znalazła szerokie zastosowanie w produkcji przemysłowej.

Seria FlexOne jednoskładnikowych żywic elastycznych:Nie wymaga mieszania, jest gotowy do użycia i nieograniczony okresem aktywacji. Wśród nich, elastyczna żywica FlexOne 55A charakteryzuje się wyjątkowo wysokim wydłużeniem przy zerwaniu, wysoką sprężystością i doskonałą odpornością na zginanie. Jednocześnie przeszła pomyślnie testy na uczulenie i podrażnienie skóry, co czyni ją doskonałą do zastosowań takich jak stawy mięśniowe w robotach humanoidalnych.

2. Rozwiązania druku 3D FDM: od ultraelastycznych po specjalistyczne rozwiązania inżynieryjne

eSUN oferuje pełną gamę kabli FDM, obejmującą kable ogólnego przeznaczenia, wzmocnione, ultrawytrzymałe, lekkie, antystatyczne i trudnopalne.

Wysokiej jakości przewody inżynieryjne, takie jak wzmocniony włóknem węglowym PA/ABS/PLA i PEEK klasy przemysłowej, charakteryzują się dużą wytrzymałością, sztywnością, odpornością na wysoką temperaturę i uderzenia, dzięki czemu idealnie nadają się do ramion robotów, przekładni, ram nośnych i innych zastosowań.

Przewody elastyczne (PEBA, TPU itp.): spełniają wymagania dotyczące miękkich siłowników robotów.

*Materiały FDM firmy eSUN zostały pomyślnie zastosowane przy projektowaniu robotów konkursowych, łazików księżycowych i psów robotycznych zarówno w kraju, jak i za granicą.

3. Usługa kompleksowa: elastyczne rozwiązanie produkcyjne iSUN3D

Sprzęt do fotopolimeryzacji o bardzo dużym formacie i dużej prędkości: Oferujemy drukarkę DLP o bardzo dużym formacie 576*324 mm i maksymalnej wysokości druku 650 mm, która może wykonać zintegrowany wydruk torsu robota w zaledwie 10 godzin!

Platforma projektowania krat:

1) Dostępne są różne opcje kratownicy, które można regulować, co pozwala na uzyskanie bogatszych możliwości projektowych;

2) Automatyczne wypełnianie, szybka analiza struktury modelu i generowanie plików kratowych jednym kliknięciem;

3) Analiza naprężeń konstrukcyjnych/rozkładu umożliwia wypełnienie nieciągłych linii/powierzchni połączeń i szybką naprawę uszkodzeń;

4) Importuj dane dotyczące wyglądu i szybko wypełniaj docelową kratownicę w różnych obszarach naprężeń.

Od miękkich po twarde, eSUN angażuje się w promowanie przemysłowych zastosowań technologii druku 3D poprzez badania i innowacje materiałowe. Z niecierpliwością oczekujemy na pogłębioną współpracę z przedsiębiorstwami przemysłowymi, dostawcami sprzętu i oprogramowania, a także uniwersytetami i instytucjami badawczymi, aby wspólnie zbudować ekosystem dla zastosowań druku 3D robotów humanoidalnych i promować szybki i zdrowy rozwój branży.