带有骨骼韧带和肌腱的打印机器人
3D打印正在迅速发展，可使用的材料范围也大大扩展。虽然该技术以前仅限于快速固化塑料，但现在也适用于慢速固化塑料。它们具有决定性的优势，因为它们具有增强的弹性特性并且更耐用和坚固。
苏黎世联邦理工学院和一家初创公司的研究人员开发的新技术使此类聚合物的使用成为可能。因此，研究人员现在可以使用各种优质材料一次性 3D 打印出复杂、更耐用的机器人。这项新技术还使得柔软、弹性和刚性材料的结合变得容易。研究人员还可以根据需要使用它来创建精致的结构和带有空腔的零件。
恢复到原始状态的材料
苏黎世联邦理工学院的研究人员利用这项新技术，首次成功一次性打印出一只机器人手，其中包含由不同聚合物制成的骨骼、韧带和肌腱。苏黎世联邦理工学院机器人学教授罗伯特·卡茨施曼 (Robert Katzschmann) 团队的博士生、第一作者托马斯·布赫纳 (Thomas Buchner) 解释道：“迄今为止，我们无法使用 3D 打印中使用的快速固化聚丙烯酸酯来制造这只手。”研究的。“我们现在使用缓慢固化的硫醇烯聚合物。它们具有非常好的弹性，弯曲后恢复到原始状态的速度比聚丙烯酸酯快得多。” 这使得硫醇烯聚合物成为生产机器人手弹性韧带的理想选择。
此外，硫醇烯的刚度可以很好地进行微调，以满足软机器人的要求。“由软材料制成的机器人，例如我们开发的手，比传统的金属机器人具有优势。由于它们很柔软，因此在与人类一起工作时受伤的风险较小，并且更适合处理易碎物品，”Katzschmann 解释道。
扫描而不是抓取
3D 打印机通常逐层生产物体：喷嘴在每个点以粘性形式沉积给定材料;然后紫外线灯立即固化每一层。以前的方法涉及在每个固化步骤后刮掉表面不规则部分的装置。这只适用于快速固化的聚丙烯酸酯。硫醇烯和环氧树脂等缓慢固化的聚合物会粘住刮刀。
为了适应慢固化聚合物的使用，研究人员进一步开发了 3D 打印，添加了 3D 激光扫描仪，可以立即检查每个打印层是否有任何表面不规则之处。麻省理工学院 (MIT) 教授 Wojciech Matusik 解释说：“反馈机制可以在打印下一层时通过实时精确地计算对要打印的材料量进行任何必要的调整来补偿这些不规则性。”在，也是该研究的合著者。这意味着新技术不是平滑不均匀的层，而是在打印下一层时简单地考虑不均匀性。
Inkbit 是麻省理工学院的衍生公司，负责开发新的打印技术。苏黎世联邦理工学院的研究人员开发了多种机器人应用程序，并帮助优化了慢固化聚合物的打印技术。来自瑞士和的研究人员现已在《自然》杂志上联合发表了该技术及其示例应用。
在苏黎世联邦理工学院，Katzschmann 的团队将利用该技术探索更多可能性，设计更复杂的结构并开发更多应用。Inkbit 计划使用新技术为其客户提供 3D 打印服务并销售新打印机。
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