Lynxter był jednym z nielicznych, którzy badali, w jaki sposób produkcja addytywna służyła projektom miękkiej robotyki, szczególnie poprzez innowacyjną współpracę ze Schneider Electric. W tym artykule zagłębimy się w transformacyjny wpływ silikonowego druku 3D na dziedzinę robotyki miękkiej, badając jego zastosowania i przełomowe możliwości, jakie wprowadza, aby na nowo zdefiniować współczesne podejście do produkcji i opieki zdrowotnej.
SILIKON, PODSTAWA ROBOTYKI MIĘKKIEJ
Materiały silikonowe stały się kluczowymi komponentami w dziedzinie robotyki miękkiej, oferując połączenie elastyczności, biokompatybilności i trwałości. Ich nieodłączna miękkość pozwala na skomplikowane i elastyczne ruchy, odzwierciedlając elastyczność naturalnych tkanek. Ta charakterystyczna elastyczność jest szczególnie korzystna w robotyce miękkiej, umożliwiając maszynom poruszanie się w złożonych środowiskach i interakcję z delikatnymi obiektami bez powodowania uszkodzeń. Trwałość materiału zwiększa również jego przydatność do długotrwałego użytkowania, wykazując odporność na zużycie w czasie.
Niesamowita elastyczność silikonu w robotyce miękkiej nie tylko podkreśla jego znaczenie w inżynierii, ale także otwiera drzwi do kreatywnych rozwiązań w opiece zdrowotnej i innych dziedzinach. Na przykład biokompatybilność silikonu sprawia, że jest on idealnym wyborem do zastosowań w urządzeniach medycznych i protetyce, zapewniając minimalne ryzyko niepożądanych reakcji po zintegrowaniu z ludzkim ciałem.
Szczegóły palca chwytaka do robotyki miękkiej na drukarce 3D S300X LIQ21 | LIQ11
Przykład wydrukowanego w 3D palca chwytaka z wtryskiem powietrza i bez
PRODUKCJA I POSTĘP W PRZEMYŚLE 4.0
Silikon i druk 3D stały się dynamicznymi katalizatorami w przekształcaniu nowoczesnych procesów produkcyjnych, a dziś rewolucjonizują krajobraz robotów i automatyzacji.
W produkcji elektroniki delikatne komponenty, takie jak mikrochipy i czujniki, wymagają precyzyjnej obsługi podczas montażu. Tradycyjne sztywne chwytaki robotyczne mogą uszkodzić te komponenty lub mieć trudności z ich bezpiecznym uchwyceniem. To samo dzieje się w przemyśle spożywczym, gdzie obsługa miękkich obiektów o nieregularnych kształtach, takich jak owoce i warzywa, stanowi wyzwanie dla tradycyjnych zrobotyzowanych systemów pick-and-place.
Delikatne produkty, takie jak chipsy ziemniaczane, mogą być bezpiecznie przenoszone za pomocą miękkich chwytaków zrobotyzowanych.
Opłacalnym rozwiązaniem są pneumatyczne lub hydrauliczne chwytaki miękkie wyposażone w materiały zgodne z wymaganiami. Zostały one zaprojektowane tak, aby płynnie dostosowywać się do skomplikowanych kształtów delikatnych komponentów. Jak wspomniano, chwytaki te wykorzystują systemy pneumatyczne lub hydrauliczne, aby zapewnić kontrolowane i delikatne chwytanie. Elastyczność chwytaka pozwala mu dostosować się do nieregularnych kształtów dowolnych komponentów, zapewniając bezpieczne trzymanie bez powodowania pogorszenia jakości. Taka integracja jest szczególnie korzystna w branżach wymagających delikatnej obsługi, takich jak przemysł spożywczy, tekstylny i odzieżowy, farmaceutyczny, urządzeń medycznych lub produkcji optycznej.
Ta synergia oferuje elastyczne i responsywne środowisko produkcyjne, w którym roboty mogą szybko dostosowywać się do zmieniających się potrzeb produkcyjnych. Takie innowacje nie tylko usprawniają operacje, ale także przyczyniają się do bezpieczniejszych i bardziej opartych na współpracy miejsc pracy.
MIĘKKA ROBOTYKA DLA INNOWACJI W OPIECE ZDROWOTNEJ
Miękkie roboty na bazie silikonu wywierają transformacyjny wpływ na zastosowania w opiece zdrowotnej, zapoczątkowując nową erę rozwiązań zorientowanych na pacjenta.
W dziedzinie protetyki, drukowane w 3D miękkie kończyny robotów na bazie silikonu oferują niezrównaną zdolność adaptacji, naśladując naturalne ruchy, co może znacznie poprawić jakość życia osób po amputacji. Połączenie silikonu i druku 3D rozciąga się również na spersonalizowane urządzenia medyczne. Nie tylko zwiększa to skuteczność leczenia, ale także zapewnia wyższy poziom komfortu pacjenta.
Ponadto, odnotowano znaczący postęp w badaniu potencjalnego wykorzystania miękkiej robotyki w chirurgii minimalnie inwazyjnej (MIS) lub chirurgii minimalnie inwazyjnej wspomaganej robotem (RAMIS). Jednak obecne RAMIS często napotykają ograniczenia ze względu na sztywną konstrukcję komponentów, co utrudnia dotarcie do określonych obszarów ciała i potencjalnie powoduje urazy tkanek.
Elastyczność formy i struktury robotyki miękkiej może stanowić obiecujące rozwiązanie tych wyzwań, umożliwiając przeprowadzanie zabiegów chirurgicznych z większą precyzją i bezpieczeństwem.
Miękka robotyka zasadniczo zmienia krajobraz opieki nad pacjentem, zapewniając bardziej dostosowane i wydajne rozwiązania dla szerokiego zakresu procedur medycznych.
Prototyp protetycznej ręki z projektu badawczego Roba Scharffa w dziedzinie robotyki miękkiej.
WPŁYW SILIKONOWEGO DRUKU 3D NA ROBOTYKĘ MIĘKKĄ
Silikonowa produkcja addytywna odgrywa kluczową rolę w tworzeniu miękkich struktur robotycznych, oferując znaczące korzyści, takie jak szybkie prototypowanie i zdolność do wytwarzania złożonych geometrii, które tradycyjne metody często stanowią wyzwanie.
Iteracyjny charakter druku 3D pozwala na szybkie udoskonalanie i modyfikowanie projektów, przyspieszając proces rozwoju miękkich systemów robotycznych. Jedną z kluczowych mocnych stron jest możliwość wytwarzania dostosowanych i skomplikowanych części (grubość i puste przestrzenie), które odpowiadają specyficznym wymaganiom miękkich robotów, umożliwiając wysoki poziom precyzji.
Przykład drukowanych w 3D miękkich chwytaków robotycznych firmy Lynxter.
Godne uwagi przykłady obejmują rozwój chwytaków, siłowników i urządzeń wspomagających do noszenia, które wykorzystują silikonowy druk 3D w celu osiągnięcia zwiększonej funkcjonalności i zdolności adaptacyjnych.
Przykład chwytaka wydrukowanego w 3D z i bez wtrysku powietrza.
Rozwijająca się synergia między silikonem, drukiem 3D i miękką robotyką obiecuje nowe rozwiązania i przesuwa granice tego, co można osiągnąć w produkcji, opiece zdrowotnej i nie tylko. Ta transformacyjna podróż oznacza przyszłość, w której innowacje spotykają się z praktycznymi zastosowaniami, pozostawiając trwały wpływ na dzisiejsze branże.
