Поток процесса для высокой-Res 3D печать мини мягкие роботы приводы

Мягкие роботы представляют собой класс робототехнических систем изготовлены из совместимых материалов и способны надежно адаптироваться к сложной среде. Они недавно наблюдали стремительный рост и приходят в разнообразие конструкции, работающим в различных масштабах длин, от метра до submicrometers.

В частности, небольшие мягкие роботы в миллиметровую шкалу представляют практический интерес, так как они могут быть разработаны как сочетание миниатюрных приводов просто управляется пневматическим давлением. Они также хорошо подходят для плавания в закрытых помещениях и манипуляции мелкими предметами.

Однако, свертывание мягкого пневматического робота, чтобы результаты миллиметров в прекрасные возможности, которые уменьшаются более чем на порядок. Сложность проектирования таких роботов требует большой деликатности, когда они изготовлены с использованием традиционных процессов, таких как литье и мягкой литографии. Хотя новые технологии 3D-печати, как цифровая обработка света (DLP) предлагаем высокую теоретическую резолюций, работа с мелкими пустотами и каналами, не вызывая засорения по-прежнему сложной. Действительно, удачные примеры 3D-печати миниатюрные мягкие пневматические роботы бывают редко.

Недавно исследователи из Сингапура и Китая, а именно из Сингапурского университета технологии и дизайна (СУТД), Южный университет науки и технологии (SUSTech) и Чжэцзянский университет (зю), предложена общая схема процесса потока для направления на DLP 3D-печати миниатюрных пневматических приводов для мягких роботов с общим размером 2-15 мм, размер 150-350 ?м (пожалуйста, обратитесь к изображению). Их исследование было опубликовано в современные материалы технологии.

«Мы использовали высокую эффективность и разрешение на DLP 3D-печати для изготовления миниатюрных мягких роботов исполнительные механизмы», — сказал доцент Ци (Кевин) Гэ с SUSTech, ведущий научный сотрудник Научно-исследовательского проекта. «Для того чтобы обеспечить надежное качество печати и механических характеристик в печатной продукции, мы ввели новую парадигму для систематического и эффективного подбора состава материала и основных параметров обработки.»

В DLP 3D-печать, фото-поглотители обычно добавляют в растворы полимера, чтобы повысить разрешение печати в обоих боковых и вертикальных направлениях. Между тем, чрезмерно увеличивая дозу приводит к быстрому ухудшению эластичности материала, который имеет решающее значение для мягких роботов для поддержания больших деформаций.

«Чтобы достичь разумного компромисса, то сначала мы выбрали фото-амортизатор с хорошим поглощения на длине волны проецируемого ультрафиолетовым светом и определяют соответствующий материал формулировку, основанную на механических эксплуатационных испытаний. Далее мы охарактеризовали отверждения глубина и XY верности, чтобы определить подходящую комбинацию выдержки и отрезанная толщина слоя», — пояснил со-первый автор Юань-фан Чжан из СУТД.

«После этого процесса, мы можем производить широкий ассортимент миниатюрных мягких пневматических роботов приводы с различными структурами и морфинг мод, все меньше, чем один сингапурский доллар монеты, на самостоятельной постройки системы многосоставных 3D-печати. Та же методология должна быть совместима с коммерческим стереолитография (SLA) или DLP 3D принтеров в модификации аппаратного обеспечения не требуется», — сказал автор профессор Ци Гэ от SUSTech.

В качестве примера потенциального применения, исследователи также разработали софт для удаления мусора, содержащая манипулятор континуум и 3D-печати миниатюрные мягкие пневматический захват. Он может перемещаться в замкнутом пространстве и собирать мелкие предметы в труднодоступные позиции.

Предложенный подход открывает путь для 3D-печати миниатюрных мягких роботов со сложной геометрией и сложных многосоставных конструкций. Эта интеграция печатных миниатюрные мягкие пневматические приводы в роботизированные системы открывает возможности для потенциальных приложений, таких как реактивный двигатель, техническое обслуживание и малоинвазивной хирургии.