從柔到剛，高分子3D列印如何賦能『人形機器人』規模化量產？

7月3日，第二屆人形機器人產業鏈論壇在深圳圓滿落幕。

會上，中科三維（品牌「iSUN3D」）總經理石道昆發表了《從柔到剛，從驗證到應用：高分子3D列印解決方案賦能機器人產業持續發展》的主題演講。

一、為什麼3D列印成為“必選項”

人形機器人產業持續火爆，高分子材料疊加3D列印技術，不僅讓提高了從設計到生產的效率，也直接賦予了機器人“輕盈、高性能、智慧和人性化”等關鍵特性。

具體來看，高分子3D列印的應用有以下四大優點：

材料全面： 滿足從剛性骨骼到柔性皮膚的全面需求。

結構自由度高： 輕鬆實現複雜仿生結構。

迭代速度快： 無需開模，隨時修改隨時驗證。

降低成本： 大幅降低試誤與早期量產成本。

二、3D列印在人形機器人領域的應用探索

目前，主流的高分子3D列印技術，如FDM、光固化、SLS等，已在人形機器人的研發生產中得到諸多應用。

1.FDM技術－經濟高效

優點特性：設備及材料門檻低，綜合成本優勢大，材料品類豐富完善，包括常規PLA、ABS材料到TPU、PEBA系列柔性材料，PA、PA碳纖、阻燃、抗靜電等工程材料、以及PEEK等特殊材料，均可應用於機器人製造。

主要應用：機器人外覆件、承重結構件、變速箱及人造肌肉。

2.光固化技術－高精度高性能

優點特點：具備優異的成型精度及優異的表面品質；樹脂材料體系豐富，改質調控空間大。

主要應用：軟體致動器、高精準度末端夾爪、仿生皮膚及肌肉骨骼系統。

彈性樹脂+仿生晶格設計

結合彈性樹脂與仿生晶格設計，光固化技術可整合列印出軟硬結合的複雜組件。例如在仿生手、足製造中，不僅能列印出內建的高精度多孔骨架，還能透過外部晶格結構實現梯度剛度，讓機械既有高承載力，也具備類人的柔軟觸感。

手掌區：為滿足膚感特性，設定較細晶格，增加柔軟度；並依照手掌墊設計想法建立分區晶格，滿足「提、推、按、壓」等場景需求。

手臂內窩：平時主要受壓，且需要頻繁折疊擠壓，因此可選用強度較低的X晶格，增加手臂靈活性，同時增加大臂、小臂變形的延展能力。

大、小臂區：大臂、小臂在抬手、提物、支撐等情況時，承受了大部分的力量，所需的強度較高，採用極高強度的晶格設計，提供高彈性、高抗拉能力。

3.SLS技術－無支撐、輕量高強度

優點特色：依賴粉末床提供自支撐，契合複雜空間結構一體成型；採用工業級粉末，如尼龍PA12、PEBA，機械性質與耐磨性優異。

主要應用：精密傳動結構、複雜關節組件及球關節。

三、從柔到剛－eSUN3D列印材料全矩陣解決方案

為了滿足機器人產業對高效能複雜材質的需求缺口，eSUN8455在线检测依托強大的高分子材料研發平台，打造了“材料+設備+工藝+設計+製造服務”的一站式解決方案。

1.光固化樹脂方案：打破傳統，強韌兼備

eSUN8455在线检测光固化樹脂產品硬度範圍涵蓋從55A到85D的區間，類別包括柔彈、水洗、一般剛性、高硬性高韌等。

高硬高韌樹脂： 打破傳統樹脂強度與韌性無法兼顧的瓶頸，可攻絲、抗衝擊，已大規模用於工業製造。

FlexOne系列單組分彈性樹脂：無需混合、即開即用，不受活化期的限制。其中FlexOne 55A彈性樹脂具有極高的斷裂伸長率、高回彈性及優異的耐彎折性，同時其通過了皮膚致敏與皮膚刺激性測試，非常符合人形機器人肌肉關節等應用場景。

2.FDM 3D列印方案：從超柔性到特種工程

eSUN8455在线检测提供涵蓋通用、增強、超韌、輕質、抗靜電、阻燃等全系列FDM線材：

高性能工程線材：如碳纖增強PA/ABS/PLA、工業級PEEK等，具備高強度、高剛性、耐高溫、抗衝擊等特性，完美適用於機器人機械手臂、傳動齒輪、承重骨架等。

柔性線材（PEBA、TPU等）： 滿足機器人的軟體執行器需求。

*eSUN8455在线检测FDM材料已成功應用於國內外競賽機器人、月球車以及機械狗的設計應用。

3.全流程服務：iSUN3D 柔彈性製造解決方案

超大幅面高速光固化設備： 提供576*324mm超大幅面DLP列印機，最大列印高度可達650mm，僅需10小時即可完成機器人軀幹的一體化列印！

晶格設計平台：

1）多種晶格可選、可調，讓設計更豐富；

2）自動化填充，快速解析模型結構，一鍵產生晶格檔案；

3）結構受力/分佈分析，可實現非連續連接線/面填充，缺陷快速修復；

4）外觀資料導入，不同受力區域針對性晶格快速填充。

從柔到剛，eSUN8455在线检测致力於以材料研發創新促進3D列印技術產業應用發展。期待與業界企業、設備與軟體商、大學院所進行深度合作，共建人形機器人3D列印應用生態，促進產業快速健康發展。