Jeju National University Researchers publikuje studium na temat drukowania 3D w miękkiej robotyzacji

Zespół badawczy przyjrzał się wszystkim najnowszym osiągnięciom i badaniom w zakresie druku 3D robotów miękkich i opublikował ich wyniki w artykule zatytułowanym "Drukowanie 3D dla miękkiej robotyki - recenzja" w czasopiśmie Science i Technologia Zaawansowanych Materiałów (STAM).

W streszczeniu czytamy: "Miękkie roboty zyskały coraz większą uwagę ze względu na ich zalety wysokiej elastyczności i bezpieczeństwa dla ludzkich operatorów, ale produkcja jest wyzwaniem. Niedawno druk 3D został wykorzystany jako kluczowa technologia do wytwarzania miękkich robotów ze względu na wysoką jakość i drukowanie wielu materiałów w tym samym czasie. Funkcjonalne miękkie materiały szczególnie dobrze nadają się do miękkiej robotyki ze względu na szeroką gamę stymulantów i wrażliwą demonstrację dużych odkształceń, wysokiej złożoności ruchów i różnorodnych wielofunkcyjności. Przegląd ten obejmuje szczegółowe badanie drukowania 3D w miękkiej robotyzacji. Rozważono rozwój kluczowych technologii druku 3D i nowych materiałów wraz z kompozytorami dla miękkich robotów. Zamieszczono także krótkie streszczenie miękkich urządzeń drukowanych 3D, nadających się do zastosowań medycznych w przemyśle. Rosnące badania nad drukowaniem 3D i miękką robotyką wymagają podsumowania doniosłych badań, a autorzy uważają, że ten artykuł przeglądowy służy temu celowi. "

Tradycyjne twarde roboty są sztywne i wymagają takich rzeczy jak płyn i pneumatyka. Miękkie roboty są jednak wytwarzane przy użyciu elastycznych, zgodnych materiałów, takich jak polimery, płyny i żele, w celu nadania im zdolności do naśladowania funkcji w żywych organizmach. Podczas gdy konwencjonalne procesy formowania i odlewania były preferowaną metodą produkcji w przeszłości, w ciągu ostatnich kilku lat trend ten był bardziej ukierunkowany na technologię druku 3D.

Chociaż istnieje wiele opinii na temat różnych technologii druku 3D i miękkich, Materiały do ​​druku 3D, zgodnie z dokumentem, do tej pory nigdy nie zakończono przeglądu, który koncentruje się na druku 3D w miękkiej robotyzacji.

"Starając się nie przytłaczać czytelnika, zakres pracy jest ograniczony na kilka sposobów. Nacisk kładziony jest na technologie wytwarzania druku 3D z przykładami miękkiej struktury, materiały, które mogą być drukowane w 3D dla miękkich zrobotyzowanych aplikacji i miękkie urządzenia medyczne, które są drukowane w 3D. "Papier czyta

Istnieje wiele dostępnych typów 3D technologia druku, w której stosuje się różne podejścia do nakładania warstw materiału w celu wytworzenia przedmiotu. Na przykład jeden zespół badawczyużywał drukowania SLS do wytwarzania miękkiego robota z wieloma palcami, ze sproszkowanego metalu, który jest w stanie chwytać, podnosić, obracać i pozycjonować obiekty.

Inne materiały do ​​drukowania 3D dla robotów miękkich obejmują polimery z pamięcią kształtu , elastomery dielektryczne, które zmieniają kształt i wielkość, gdy są stymulowane przez pole elektryczne, oraz hydrożele, na które wpływają różne bodźce, takie jak kwasowość, elektryczność, ciepło, światło i magnetyzm.

Drukowanie 3D może być wykorzystywane do spersonalizowania , medyczna miękka robotyka do użytku zarówno w ciele, jak i na zewnątrz. Wydrukowane miękkie mikro-bioboty w 3D mogą przemieszczać się przez jelito lub naczynia krwionośne człowieka w celu monitorowania chorób, a drukowana w 3D miękka silikonowa pompa może być również używana jako sztuczne serce. Miękkie roboty mogą monitorować parametry życiowe danej osoby, a nawet zastępować zwierzęta testami na obecność narkotyków, stosując je w urządzeniach typu "na wierzchu".

Ogólnie rzecz biorąc, badanie pokazuje, że technologia druku 3D może być z pewnością używana do buduj roboty z porowatymi strukturami wewnętrznymi i złożonymi kształtami zewnętrznymi.

Według artykułu "Popyt na technologie drukowania 3D, takie jak SLS i 3DP, wzrośnie w przyszłości ze względu na ich zdolność do wytwarzania niestandardowych robotów miękkich, które mogą być dostosowanym do specyficznych potrzeb aplikacji i specyficznych wad. "

Ale istnieje wiele wyzwań, które należy rozwiązać, aby poprawić zastosowanie w warunkach klinicznych, a drukowanie 3D nie jest jeszcze wystarczająco szybkie do masowej produkcji. Czasami materiały kurczą się podczas krzepnięcia, a są problemy, które należy przezwyciężyć w kategoriach robotów drukujących 3D z kilkoma materiałami, które mogą łatwo się ze sobą nawzajem.

W podsumowaniu czytamy: "Wreszcie sukces komercyjny zależy od nowa innowacja w litografii miękkiej, drukowaniu 3D i innych technologiach szybkiego prototypowania do masowej produkcji miękkich struktur i robotów, które są niedrogie i zaspokajają zapotrzebowanie rynku. "