Forscher der ETH Zürich und eines US-Start-ups haben eine neue 3D-Druck-Technologie entwickelt, mit der es möglich ist, komplexe und langlebige Roboter aus einer Vielzahl hochwertiger Materialien zu drucken. Diese Technologie ermöglicht die Kombination von weichen, elastischen und starren Materialien sowie die Erzeugung feiner Strukturen und Teile mit Hohlräumen. Mit Hilfe von langsam reagierenden Thiol-Polymeren ist es den Forschern gelungen, eine Roboterhand mit Knochen, Bändern und Sehnen in einem Druckvorgang herzustellen. Die Thiol-Polymere besitzen ausgezeichnete elastische Eigenschaften und kehren schnell in ihren Ursprungszustand zurück, was sie ideal zur Herstellung der elastischen Bänder der Roboterhand macht. Außerdem kann die Steifigkeit dieser Polymere an die Anforderungen von weichen Robotern angepasst werden. Die neue Drucktechnologie umfasst einen 3D-Laserscanner, der jede gedruckte Schicht auf Oberflächenunregelmäßigkeiten überprüft und Anpassungen in Echtzeit für die nächste Schicht ermöglicht. Die Technologie wurde von Inkbit, einem Spin-off des MIT, mit Unterstützung von Forschern der ETH Zürich entwickelt und die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht. Die Forscher der ETH Zürich werden die Möglichkeiten der Technologie weiter erforschen, während Inkbit plant, 3D-Druck-Dienstleistungen anzubieten und die neuen Drucker zu verkaufen.
Einführung
Forscher der ETH Zürich und des US-Startups Inkbit haben zusammen an einer innovativen 3D-Drucktechnologie gearbeitet, die komplexe und langlebige Roboter aus einer Vielzahl hochwertiger Materialien herstellen kann. Diese bahnbrechende Technologie ermöglicht die Kombination von weichen, elastischen und starren Materialien zur Herstellung von empfindlichen Strukturen und Teilen mit Hohlräumen.
Roboter mit weichen und starren Materialien drucken
Die neue 3D-Drucktechnologie erlaubt die nahtlose Integration von weichen, elastischen und starren Materialien in der Robotik. Mit Hilfe von langsam aushärtenden Thiol-Polymeren haben die Forscher erfolgreich eine voll funktionsfähige Roboterhand gedruckt, inklusive Knochen, Bändern und Sehnen. Die einzigartigen elastischen Eigenschaften der Thiol-Polymere machen sie ideal für die Herstellung elastischer Bänder der Roboterhand, da sie schnell in ihren Originalzustand zurückkehren. Außerdem kann die Steifigkeit dieser Polymere fein abgestimmt werden, um den Anforderungen von weichen Robotern gerecht zu werden.
Eigenschaften von Thiol-Polymeren
Thiol-Polymere bieten außergewöhnliche elastische Eigenschaften, die ihnen erlauben, sich zu dehnen und zu verformen, ohne dabei dauerhafte Schäden zu nehmen. Ihre schnelle Erholung ermöglicht es ihnen, nach einer Verformung schnell ihre ursprüngliche Form wiederzuerlangen. Darüber hinaus können diese Polymere mit verschiedenen Steifigkeitsgraden synthetisiert werden, was eine vielseitige Gestaltung und Fertigung von Roboterkomponenten ermöglicht.
Vorteile der Integration von weichen und starren Materialien
Die Integration von weichen und starren Materialien in 3D-gedruckte Roboter bietet zahlreiche Vorteile. Weiche Materialien ermöglichen Flexibilität und Anpassungsfähigkeit, was die Entwicklung von Roboterkonstruktionen ermöglicht, die sicher mit Menschen interagieren können. Auf der anderen Seite bieten starre Materialien Stabilität und Unterstützung für die Gesamtstruktur des Roboters und gewährleisten damit Langlebigkeit und Präzision in den Bewegungen.
Echtzeit-Oberflächenanpassungen mit Laserscanning
Die neue Drucktechnologie enthält einen 3D-Laserscanner, der jede gedruckte Schicht auf Oberflächenunregelmäßigkeiten überprüft. Dieses Echtzeit-Scanning ermöglicht Anpassungen im Druckprozess, um optimale Ergebnisse für die nächste Schicht zu gewährleisten. Durch die Erkennung von Imperfektionen und Korrekturen während des Druckvorgangs erhöht die Technologie signifikant die Genauigkeit und Effizienz des 3D-Druckprozesses.
Verbesserte Präzision und Qualitätskontrolle
Die Integration des 3D-Laserscanners ermöglicht eine Produktion von Robotern mit außergewöhnlicher Präzision und Qualitätskontrolle. Die Fähigkeit, Oberflächenunregelmäßigkeiten während des Druckprozesses zu erkennen und zu korrigieren, minimiert das Risiko von Fertigungsfehlern. Dadurch wird sichergestellt, dass jede Schicht präzise gedruckt wird, was zu einem Endprodukt mit überlegenen mechanischen Eigenschaften und struktureller Integrität führt.
Die Zukunft der Technologie
Die bahnbrechende 3D-Drucktechnologie, die von Inkbit und den Forschern der ETH Zürich entwickelt wurde, eröffnet aufregende Möglichkeiten für die Robotik.
Fortlaufende Forschung an der ETH Zürich
Die Forscher der ETH Zürich werden weiterhin das große Potenzial der neuen Drucktechnologie erforschen. Ihr Fokus liegt darauf, die Grenzen der Materialien, die im Prozess verwendet werden können, auszureizen, innovative Designs zu untersuchen und die Fähigkeiten von Robotersystemen voranzutreiben. Diese fortlaufende Forschung zielt darauf ab, die Robotik zu revolutionieren und den Anwendungsbereich von 3D-gedruckten Robotern zu erweitern.
Inkbit: 3D-Druckdienstleistungen und Verkauf von Druckern
Inkbit, das US-Start-up hinter der neuen Technologie, plant 3D-Druckdienstleistungen mit seinem fortschrittlichen Drucker anzubieten. Durch die Nutzung der Fähigkeiten ihrer fortschrittlichen 3D-Drucktechnologie strebt Inkbit an, maßgeschneiderte und effiziente Lösungen für Branchen und Unternehmen anzubieten, die Robotersysteme benötigen. Darüber hinaus plant Inkbit den Verkauf ihrer Drucker, um die Technologie einem breiteren Publikum zugänglich zu machen und weitere Innovationen im Bereich der Robotik zu fördern.
