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新的多材料3D打印可以帮助创建更好的机器人系统

导读 中国和新加坡的研究者提出了一种建造更好的软机器人的新方法。他们的概念将3D打印和几种热活化材料相结合,创建了可以克服软质材料问题的机

中国和新加坡的研究者提出了一种建造更好的软机器人的新方法。他们的概念将3D打印和几种热活化材料相结合,创建了可以克服软质材料问题的机器人执行器。

大多数机器人具有刚性部件,这些刚性部件可能会对附近任何被快速移动的机械肢击中的人造成严重伤害。通过引入软机器人可以大大降低这种物理危险,软机器人具有外壳和由硅橡胶和其他软材料制成的机械执行器。

事实证明,软机器人的最大优势也是其最大的弱点。它们较低的刚性使其在需要长时间承受重负荷的体力劳动工作中变得更加贫穷。

为了解决这个问题,研究人员一直在研究可以增加和减少刚度的材料。用这些硬度可调的材料制成的软机器人可以具有更好的负载能力,同时还可以保持其对人类及其工作环境的安全性。(相关:惠普对其3D打印机采用“全功能Orwellian”打印技术,表示将禁止用户打印政府不希望您打印的对象。)

开发用于软机器人的热活化聚合物

形状记忆聚合物(SMP)是一种非常有前途的刚度可调材料。它们在加热时可以很大程度地改变其刚度,并且一旦冷却就可以恢复其原始刚度。此外,这些材料适用于增材制造系统,增材制造系统也使用热量来软化添加剂。

然而,聚合物遭受其自身的问题。由SMP制造的软执行器的反应速度慢于预期,并显示出较小的变形。它们也不适合自动化制造方法。

新加坡技术与设计大学(SUTD)和上海交通大学(SJTU)的一个研究小组建议使用有限元方法模拟来开发可用于3D打印的混合多元材料。他们认为,这种新方法可能会导致创建快速响应,刚度可调(FRST)的软执行器,该执行器可以在32秒钟内从软变为刚性,然后返回。

SUTD助理教授Qi(Kevin)Ge表示:“我们将商用喷墨多材料3D打印技术与直接墨水写入方法相结合,以制造出完全打印的FRST执行器。”“刚性可调性由嵌入式SMP层提供,而快速响应则由嵌入式加热和冷却元件实现。”

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