Исследователи из ETH Zurich в сотрудничестве с Inkbit 3D впервые начали 3D-печать мягких роботов с искусственными костями, связками и сухожилиями. 3D-печать продвинулась настолько быстро, что исследователям удалось успешно имитировать реальные человеческие конечности.
Технологический прорыв позволил команде печатать на 3D-принтере различные высококачественные продукты за один сеанс и создавать более долговечных.
«Мы бы не смогли сделать эту руку из быстроотверждаемых полиакрилатов, которые мы до недавнего времени использовали в 3D-печати», — сказал Томас Бюхнер, аспирант группы ETH Zurich.
Медленно затвердевающие пластики обладают рядом преимуществ при 3D-печати. Они помогают минимизировать внутренние напряжения, которые могут привести к короблению и усадке печатного объекта. Кроме того, более медленный процесс отверждения может привести к получению более прочных и долговечных отпечатков, поскольку у каждого слоя есть больше времени для надежного сцепления с предыдущим.
«Медленно отверждаемые пластмассы обладают очень высокой эластичностью и возвращаются в исходное состояние гораздо быстрее после сгибания, чем полиакрилаты», — рассказал Бюхнер и добавил, что это делает их идеальными для создания роботизированной руки.
«Роботы из мягких материалов, такие как рука, которую мы разработали, имеют преимущества перед более ранними роботами, сделанными из металла», — сказал Роберт Кацшманн, профессор робототехники и первый автор исследования. - Поскольку они мягкие, при работе с людьми снижается риск получения травм, и они лучше подходят для работы с хрупкими товарами».
Технология 3D-печати появилась в 2010-х годах и позволяет создавать объекты, строя их слой за слоем. В этом процессе сопла наносят определенный вязкий материал в каждую точку, а ультрафиолетовая (УФ) лампа быстро отверждает каждый слой. Однако этот подход неприменим для медленно затвердевающих пластиков, так как это приведет к тому, что скребок станет неэффективным из-за склеивания.
Чтобы обеспечить возможность использования медленно отверждающихся полимеров, исследователи усовершенствовали 3D-печать, включив в нее 3D-лазерный сканер, который немедленно проверяет каждый отпечатанный слой на наличие неровностей.
Этот инновационный подход означает, что вместо сглаживания неровных слоев новая технология учитывает неровности при печати следующего слоя.