Stampa 3D: robot da competizione più leggeri, resistenti e veloci!

Grazie all'opportunità offerta dal Gala del Festival di Primavera, il robot ballerino ha attirato un'enorme attenzione da un giorno all'altro.

Negli ultimi anni, il concetto di robotica ha acquisito un'enorme popolarità. Le competizioni di robotica su larga scala organizzate nelle università offrono ai giovani studenti piattaforme per sviluppare i propri interessi e migliorare le proprie competenze.

Lavori del team di robotica SPR dell'Università del Petrolio della Cina (Pechino).

Nella robotica competitiva, velocità, peso, robustezza e innovazione sono tutti fattori cruciali. Lo sviluppo della tecnologia di stampa 3D, unito a un'ampia varietà di materiali ad alte prestazioni, offre una libertà senza precedenti nella progettazione e realizzazione di robot da competizione.

In pratica, la tecnologia di stampa 3D viene utilizzata per personalizzare rapidamente componenti strutturali, staffe, parti mobili e coperture protettive per dispositivi elettronici. I materiali più comuni includono PLA, ABS, PETG, PET, PA-CF, PA, TPU, nonché altri materiali come fibra di vetro, fibra di carbonio, materiali resistenti alle alte temperature, ignifughi o antistatici.

Nei robot da competizione vengono impiegati materiali diversi con scopi differenti. Gli utenti possono selezionare i materiali in modo flessibile in base ai requisiti di progettazione del proprio robot.

Ad esempio, durante una competizione, i robot possono subire collisioni ad alta intensità. Materiali ad alta resistenza come il nylon rinforzato con fibra di carbonio e la fibra di vetro ABS possono proteggere il robot, prevenendo la rottura dei componenti chiave, migliorandone la durata e ottimizzandone le prestazioni in gara.

I compositi in fibra di carbonio, il nylon e altri materiali ad alta resistenza e bassa densità possono ridurre il peso del robot, migliorarne la velocità e diminuire il carico sul motore, prolungando la durata della batteria.

I materiali flessibili svolgono un ruolo importante nella protezione dei circuiti stampati e di altri componenti critici.

Alcuni esempi di applicazioni di stampa

1.Ruota rotante per robot da competizione stampata in 3D

Questo materiale proviene da AndyMark, partner statunitense di eSUN, e il componente è stampato utilizzando un materiale in fibra di carbonio di nylon.

2.Robot da competizione stampato in 3D con effetto lampeggiante

Questo materiale proviene dal team di robotica BOF dell'Università di Aeronautica e Astronautica di Nanchino.

Come mostrato nell'immagine, il componente è realizzato prevalentemente tramite stampa 3D, con il guscio superiore che protegge il motore e collega il meccanismo di lancio. La parte inferiore è progettata come un quadrante esagonale per un lancio stabile, e piccoli cuscinetti sono aggiunti all'estremità del meccanismo di lancio per ridurre l'attrito durante il trasferimento della pallina, garantendo un'uscita fluida e stabile durante la competizione.

3.Parti strutturali per robot da competizione stampate in 3D

Questo materiale proviene dal team di robotica SPR dell'Università del Petrolio della Cina (Pechino). Come mostrato nell'immagine, il dispositivo di lancio a uscita diretta è composto da tre parti stampate, tra cui le pareti superiore e inferiore e la forcella centrale. La forcella è stampata utilizzando il materiale ABS-GF di eSUN per aumentare la resistenza strutturale e prevenire la rottura del dispositivo durante il lancio della palla.

4.Parti strutturali per robot da competizione stampate in 3D

Questo materiale proviene dal team di robotica TRoMaC dell'Università di Tecnologia di Taiyuan. Come mostrato nell'immagine, il TPU-95A, un materiale con eccellente flessibilità, elevata durezza e buona resilienza, viene utilizzato nella produzione di parti protettive ammortizzanti per il robot al fine di ridurre i danni e proteggere le aree critiche.

Inoltre, il TPU-95A viene utilizzato per realizzare i corpi delle freccette nei sistemi di freccette, dove la sua eccellente tenacità ed elasticità prevengono la rottura in caso di impatti istantanei ad alta intensità e consentono un rapido recupero dopo una compressione di breve durata.

5.Parti strutturali per robot da competizione stampate in 3D

Questo materiale proviene dal team di robotica TUP dell'Università aerospaziale di Shenyang. Le immagini qui sopra mostrano la staffa a sgancio rapido per il controllo di volo e l'involucro della striscia luminosa UV, entrambi stampati utilizzando l'ABS ignifugo di eSUN.

La staffa di comando a sgancio rapido è facile da installare, estremamente affidabile e offre resistenza a vibrazioni e urti, migliorando la versatilità e l'intercambiabilità.

In ambito applicativo, le eccellenti proprietà ignifughe, l'elevata temperatura di distorsione termica, l'elevata tenacità e la resistenza agli urti del materiale ignifugo ABS garantiscono la sicurezza necessaria per ottimizzare le prestazioni del robot.

Oltre che per i robot da competizione, la stampa 3D può essere applicata anche alla progettazione e alla fabbricazione di altri tipi di robot. Con il continuo miglioramento delle attrezzature e delle tecnologie di stampa, è probabile che la stampa 3D diventi una forza trainante nei settori correlati.

Componenti funzionali e strutturali del rover lunare stampati in 3D

Questo materiale proviene dal team Monash Nova Rover della Monash University, che utilizza principalmente TPU-95A per stampare gli pneumatici e il braccio meccanico del rover, mentre PLA+ viene impiegato per alcune parti della carrozzeria.

La stampa in TPU-95A degli pneumatici del rover lunare soddisfa perfettamente l'esigenza del team Nova Rover di prestazioni "resistenza e leggerezza".

Parti strutturali di un cane robotico stampate in 3D

Il materiale mostrato sopra proviene da @RZtronics, con le parti rosse del cane robotico stampate in PLA+ (rosso fuoco) e TPU-95A.

La tecnologia di stampa 3D offre un canale pratico per la progettazione, la produzione e l'ottimizzazione delle prestazioni dei robot, mentre la vasta gamma di materiali per la stampa 3D garantisce una solida base per progetti creativi.

eSUN supporta attivamente i progetti di giovani studenti e dei relativi team. Nel 2025, eSUN sponsorizzerà diversi team di robotica universitari, inclusi quelli partecipanti alla competizione RoboMaster 2025. Auguriamo buona fortuna a tutti i team partecipanti!

Un sentito ringraziamento a tutti i nostri partner per il supporto e l'assistenza forniti nella realizzazione di questo articolo.