Từ mềm đến cứng, công nghệ in 3D polymer có thể giúp sản xuất hàng loạt robot hình người như thế nào?

Diễn đàn Chuỗi Công nghiệp Robot Hình người lần thứ 2 đã kết thúc thành công tại Thâm Quyến vào ngày 3 tháng 7.

Tại cuộc họp, ông Shi Daokun, Tổng Giám đốc của iSUN3D (thương hiệu "iSUN3D"), đã có bài phát biểu.Từ vật liệu dẻo đến vật liệu cứng, từ kiểm chứng đến ứng dụng: Giải pháp in 3D polymer thúc đẩy sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp robot.Bài diễn văn quan trọng của ông.

I. Tại sao in 3D đang trở thành một lựa chọn "không thể thiếu"?

Ngành công nghiệp robot hình người tiếp tục bùng nổ. Sự kết hợp giữa vật liệu polymer và công nghệ in 3D không chỉ nâng cao hiệu quả từ khâu thiết kế đến sản xuất mà còn trực tiếp trang bị cho robot những khả năng mới."Nhẹ, hiệu năng cao, thông minh và thân thiện với người dùng"Các tính năng chính, v.v.

Cụ thể, công nghệ in 3D polymer có bốn ưu điểm chính sau:

Tài liệu đầy đủ: Nó đáp ứng mọi nhu cầu, từ xương cứng chắc đến da mềm dẻo.

Mức độ tự do cấu trúc cao: Nó có thể dễ dàng tạo ra các cấu trúc mô phỏng sinh học phức tạp.

Tốc độ lặp nhanh: Không cần khuôn mẫu; việc chỉnh sửa và kiểm tra có thể được thực hiện bất cứ lúc nào.

Giảm chi phí: Giảm đáng kể chi phí thử nghiệm và sai sót cũng như chi phí sản xuất hàng loạt ban đầu.

II. Khám phá các ứng dụng của công nghệ in 3D trong robot hình người

Hiện nay, các công nghệ in 3D polymer phổ biến, chẳng hạn nhưFDM, quang đông cứng, SLSNhững công nghệ này đã được ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu, phát triển và sản xuất robot hình người.

1. Công nghệ FDM – tiết kiệm chi phí và hiệu quả

Ưu điểm và đặc điểm: Rào cản gia nhập thấp về thiết bị và vật liệu, lợi thế chi phí tổng thể đáng kể và phạm vi vật liệu rộng và toàn diện, bao gồm cả PLA thông thường.Vật liệu ABSCác vật liệu dẻo thuộc dòng TPU và PEBA, PA, sợi carbon PA, vật liệu chống cháy, chống tĩnh điện và các vật liệu kỹ thuật khác, cũng như các vật liệu đặc biệt như PEEK, đều có thể được sử dụng trong sản xuất robot.

Các ứng dụng chính: lớp vỏ ngoài của robot, các bộ phận kết cấu chịu lực, hộp số và cơ nhân tạo.

2. Công nghệ quang trùng hợp – độ chính xác cao và hiệu suất cao

Ưu điểm và đặc điểm: Độ chính xác khi đúc khuôn tuyệt vời và chất lượng bề mặt vượt trội; hệ thống vật liệu nhựa phong phú với nhiều không gian để chỉnh sửa và kiểm soát.

Các ứng dụng chính: bộ truyền động mềm, bộ phận đầu cuối có độ chính xác cao, da sinh học và hệ thống cơ xương.

Nhựa đàn hồi + thiết kế dạng lưới mô phỏng sinh học

Bằng cách kết hợp nhựa đàn hồi với thiết kế mạng lưới mô phỏng sinh học, công nghệ quang trùng hợp có thể in các bộ phận phức tạp kết hợp độ mềm và độ cứng trong một thể thống nhất. Ví dụ, trong sản xuất bàn tay và bàn chân mô phỏng sinh học, không chỉ có thể in được khung xương xốp có độ chính xác cao bên trong, mà còn đạt được độ cứng thay đổi theo gradient thông qua cấu trúc mạng lưới bên ngoài, nhờ đó máy móc vừa có khả năng chịu tải cao vừa có cảm giác mềm mại, giống như con người.

Vùng lòng bàn tay: Để đáp ứng đặc tính cảm giác da, cấu trúc lưới mịn hơn được thiết kế để tăng độ mềm mại; và cấu trúc lưới phân vùng được thiết lập theo ý tưởng thiết kế đệm lòng bàn tay để đáp ứng nhu cầu trong các tình huống như "nâng, đẩy, ấn và nén".

Khớp nối bên trong cánh tay chủ yếu chịu áp lực và cần được gập và nén thường xuyên. Do đó, có thể chọn loại lưới chữ X có độ bền thấp hơn để tăng tính linh hoạt của cánh tay và tăng khả năng giãn nở của phần cánh tay trên và cẳng tay khi biến dạng.

Vùng cánh tay trên và dưới: Vùng cánh tay trên và dưới chịu phần lớn lực khi giơ tay, nâng vật và đỡ vật nặng, do đó cần có độ bền cao. Chúng được thiết kế dạng lưới có độ bền cực cao để mang lại độ đàn hồi và độ bền kéo cao.

3. Công nghệ SLS – không cần giá đỡ, trọng lượng nhẹ và độ bền cao

Ưu điểm và tính năng: Sản phẩm dựa vào lớp bột để tự đỡ và có thể được đúc liền khối để phù hợp với các cấu trúc không gian phức tạp; sử dụng các loại bột công nghiệp như nylon PA12 và PEBA, có đặc tính cơ học và khả năng chống mài mòn tuyệt vời.

Ứng dụng chính: các cấu trúc truyền động chính xác, các bộ phận khớp nối phức tạp và các khớp cầu.

III. Từ linh hoạt đến cứng cáp – Giải pháp ma trận đầy đủ cho vật liệu in 3D eSUN

Để đáp ứng nhu cầu của ngành công nghiệp robot về các vật liệu phức tạp, hiệu năng cao, eSUN, tận dụng nền tảng nghiên cứu và phát triển vật liệu polymer mạnh mẽ của mình, đã phát triển..."Vật liệu + Thiết bị + Quy trình + Thiết kế + Dịch vụ sản xuất"Giải pháp trọn gói.

1. Dung dịch nhựa đóng rắn bằng tia cực tím: Phá vỡ truyền thống, kết hợp độ bền và độ dẻo dai.

Các sản phẩm nhựa quang trùng hợp dễ sử dụng của eSUN có độ cứng từ 55A đến 85D, bao gồm các loại như dẻo, có thể giặt, cứng thông thường, và độ cứng cao cùng độ bền cao.

Nhựa có độ cứng và độ dẻo dai cao: Vượt qua được hạn chế của các loại nhựa truyền thống về khả năng cân bằng giữa độ bền và độ dẻo dai, loại nhựa này có thể dùng để nối dây và có khả năng chống va đập, được sử dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp.

Dòng sản phẩm nhựa đàn hồi một thành phần FlexOne:Không cần pha trộn, sẵn sàng sử dụng và không bị giới hạn bởi thời gian kích hoạt. Trong đó, nhựa đàn hồi FlexOne 55A có độ giãn dài khi đứt cực cao, độ đàn hồi cao và khả năng chống uốn tuyệt vời. Đồng thời, nó đã vượt qua các bài kiểm tra về độ nhạy cảm và kích ứng da, rất phù hợp cho các ứng dụng như khớp cơ trong robot hình người.

2. Giải pháp in 3D FDM: Từ siêu linh hoạt đến kỹ thuật đặc biệt

eSUN cung cấp đầy đủ các loại cáp FDM, bao gồm các loại thông dụng, gia cường, siêu bền, nhẹ, chống tĩnh điện và chống cháy.

Các loại dây kỹ thuật hiệu suất cao, chẳng hạn như PA/ABS/PLA gia cường sợi carbon và PEEK cấp công nghiệp, sở hữu độ bền cao, độ cứng cao, khả năng chịu nhiệt cao và khả năng chống va đập, rất phù hợp cho cánh tay robot, bánh răng truyền động, khung chịu tải và nhiều ứng dụng khác.

Dây dẫn mềm dẻo (PEBA, TPU, v.v.): đáp ứng yêu cầu về bộ truyền động mềm của robot.

Vật liệu FDM của eSUN đã được ứng dụng thành công trong thiết kế robot thi đấu, xe tự hành trên mặt trăng và chó robot cả trong nước và quốc tế.

3. Dịch vụ trọn gói: Giải pháp sản xuất linh hoạt iSUN3D

Thiết bị quang trùng hợp tốc độ cao khổ cực lớn: Chúng tôi cung cấp máy in DLP khổ cực lớn 576*324mm với chiều cao in tối đa 650mm, có thể hoàn thành việc in toàn bộ phần thân robot chỉ trong 10 giờ!

Nền tảng thiết kế dạng lưới:

1) Có nhiều tùy chọn về kiểu lưới và có thể điều chỉnh, cho phép tạo ra nhiều khả năng thiết kế phong phú hơn;

2) Tự động điền dữ liệu, phân tích nhanh cấu trúc mô hình và tạo tập tin lưới chỉ bằng một cú nhấp chuột;

3) Phân tích ứng suất/phân bố kết cấu cho phép lấp đầy các đường/bề mặt kết nối không liên tục và sửa chữa khuyết tật nhanh chóng;

4) Nhập dữ liệu hình dạng và nhanh chóng điền vào lưới mục tiêu ở các vùng chịu ứng suất khác nhau.

Từ vật liệu mềm đến vật liệu cứng, eSUN cam kết thúc đẩy ứng dụng công nghiệp của công nghệ in 3D thông qua nghiên cứu và đổi mới vật liệu. Chúng tôi mong muốn hợp tác sâu rộng với các doanh nghiệp trong ngành, nhà cung cấp thiết bị và phần mềm, các trường đại học và viện nghiên cứu để cùng nhau xây dựng một hệ sinh thái cho ứng dụng in 3D robot hình người và thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng và lành mạnh của ngành.