3D-Druck: Wettbewerbsfähige Roboter leichter, stärker und schneller machen!

Durch die Gelegenheit bei der Frühlingsfestgala erlangte der tanzende Roboter über Nacht riesige Aufmerksamkeit.

In den letzten Jahren hat das Konzept der Robotik enorm an Popularität gewonnen. Groß angelegte Robotikwettbewerbe an Universitäten bieten jungen Studierenden Plattformen, um ihre Interessen zu entwickeln und ihre Fähigkeiten zu verbessern.

Arbeiten des SPR-Robotik-Teams der China University of Petroleum (Peking).

Im Wettbewerbsroboterbau sind Geschwindigkeit, Gewicht, Haltbarkeit und Innovation von entscheidender Bedeutung. Die Entwicklung der 3D-Drucktechnologie in Verbindung mit einer breiten Palette an Hochleistungsmaterialien bietet beispiellose Freiheiten für die Konstruktion und Fertigung von Wettbewerbsrobotern.

In der Praxis wird die 3D-Drucktechnologie zur schnellen und individuellen Fertigung von Strukturbauteilen, Halterungen, beweglichen Teilen und Schutzhüllen für elektronische Geräte eingesetzt. Gängige Materialien sind PLA, ABS, PETG, PET, PA-CF, PA und TPU, aber auch andere Werkstoffe wie Glasfaser, Kohlefaser, hochtemperaturbeständige, flammhemmende oder antistatische Materialien.

Bei Wettbewerbsrobotern kommen unterschiedliche Materialien mit verschiedenen Schwerpunkten zum Einsatz. Anwender können die Materialien flexibel entsprechend den Konstruktionsanforderungen ihres Roboters auswählen.

Beispielsweise können Roboter während eines Wettbewerbs heftigen Kollisionen ausgesetzt sein. Hochfeste Materialien wie kohlenstofffaserverstärktes Nylon und ABS-Glasfaser bieten Schutz für den Roboter, verhindern das Brechen wichtiger Bauteile, verbessern die Haltbarkeit und steigern die Leistung des Roboters im Wettbewerb.

Kohlenstofffaserverbundwerkstoffe, Nylon und andere hochfeste Materialien mit geringer Dichte können das Gewicht des Roboters reduzieren, seine Geschwindigkeit verbessern und die Motorbelastung verringern, wodurch die Batterielebensdauer verlängert wird.

Flexible Materialien spielen eine wichtige Rolle beim Schutz von Leiterplatten und anderen kritischen Bauteilen.

Einige Beispiele für Druckanwendungen

1.3D-gedrucktes rotierendes Rad für Wettbewerbsroboter

Dieses Material stammt vom US-Partner von eSUN, AndyMark, und das Bauteil wird aus Nylon-Kohlenstofffasermaterial gedruckt.

2.3D-gedruckter Wettbewerbsroboter Ball Flicker

Dieses Material stammt vom BOF Robotics Team der Nanjing University of Aeronautics and Astronautics.

Wie im Bild zu sehen, wird die Komponente überwiegend im 3D-Druckverfahren hergestellt. Das obere Gehäuse schützt den Motor und verbindet den Drehknopf. Die Unterseite ist als sechseckiges Drehrad für einen stabilen Drehmechanismus gestaltet. Kleine Lager am Ende des Drehknopfs reduzieren die Reibung beim Balltransfer und gewährleisten so eine gleichmäßige und stabile Leistung im Wettkampf.

3.3D-gedruckte Strukturteile für Wettbewerbsroboter

Dieses Material stammt vom SPR-Robotik-Team der Chinesischen Universität für Erdöl (Peking). Wie in der Abbildung dargestellt, besteht der Direktausgangs-Flicker aus drei gedruckten Teilen: der oberen und unteren Flickerwand sowie der mittleren Flickergabel. Die Gabel wurde aus eSUNs ABS-GF-Material gedruckt, um die Stabilität zu erhöhen und ein Brechen des Flickers beim Ballschleudern zu verhindern.

4.3D-gedruckte Strukturteile für Wettbewerbsroboter

Dieses Material stammt vom TRoMaC-Robotikteam der Technischen Universität Taiyuan. Wie die Abbildung zeigt, wird TPU-95A, ein Material mit ausgezeichneter Flexibilität, hoher Härte und guter Elastizität, zur Herstellung stoßdämpfender Schutzteile für den Roboter verwendet, um Schäden zu reduzieren und kritische Bereiche zu schützen.

Darüber hinaus wird TPU-95A zur Herstellung von Dartkörpern in Dartsystemen verwendet, wo seine ausgezeichnete Zähigkeit und Elastizität ein Brechen durch hochintensive, sofortige Stöße verhindern und eine schnelle Erholung nach kurzzeitiger Kompression ermöglichen.

5.3D-gedruckte Strukturteile für Wettbewerbsroboter

Dieses Material stammt vom TUP-Robotikteam der Shenyang Aerospace University. Die obigen Abbildungen zeigen die Schnellverschlusshalterung für die Flugsteuerung und das Gehäuse für den UV-Lichtstreifen; beide wurden mit dem flammhemmenden ABS-Kunststoff von eSUN gedruckt.

Die Schnellverschluss-Flugsteuerungshalterung ist einfach zu montieren, äußerst zuverlässig und bietet Vibrations- und Stoßfestigkeit, was die Vielseitigkeit und Austauschbarkeit verbessert.

In der Anwendung bieten die hervorragenden flammhemmenden Eigenschaften, die hohe Wärmeformbeständigkeit, die hohe Zähigkeit und die Schlagfestigkeit des flammhemmenden ABS-Materials eine hohe Sicherheit und optimieren die Leistung des Roboters.

Neben Wettbewerbsrobotern kann der 3D-Druck auch für die Konstruktion und Fertigung anderer Robotertypen eingesetzt werden. Mit der ständigen Verbesserung von Ausrüstung und Drucktechnologien dürfte der 3D-Druck in verwandten Branchen zu einer treibenden Kraft werden.

Funktionelle Teile und Strukturkomponenten für Mondrover aus dem 3D-Druckverfahren

Dieses Material stammt vom Monash Nova Rover Team der Monash University. Hauptsächlich wurde TPU-95A für den Druck der Rover-Reifen und des mechanischen Arms verwendet, während für einige Karosserieteile PLA+ zum Einsatz kam.

Die mit TPU-95A hergestellten Reifen für den Mondrover erfüllen perfekt die Anforderungen des Nova Rover-Teams an „Festigkeit und geringes Gewicht“.

3D-gedruckte Strukturteile für Roboterhunde

Das oben gezeigte Material stammt von @RZtronics, wobei die roten Teile des Roboterhundes aus PLA+ (Fire Red) und TPU-95A gedruckt wurden.

Die 3D-Drucktechnologie bietet einen komfortablen Weg für die Konstruktion, Produktion und Leistungsoptimierung von Robotern, während die Vielfalt der 3D-Druckmaterialien eine stabile Grundlage für kreative Projekte gewährleistet.

eSUN unterstützt aktiv die Projekte junger Studierender und ihrer Teams. Im Jahr 2025 wird eSUN mehrere universitäre Robotik-Teams fördern, darunter auch die Teilnehmer des RoboMaster 2025-Wettbewerbs. Wir wünschen allen teilnehmenden Teams viel Erfolg!

Herzlichen Dank an alle unsere Partner für ihre Unterstützung und Hilfe bei diesem Artikel.