3D-printen: Maak competitieve robots lichter, sterker en sneller!
Dankzij de kans die het Lentefestivalgala bood, trok de dansende robot van de ene op de andere dag enorm veel aandacht.
De laatste jaren is het concept robotica enorm populair geworden. Grootschalige robotica-wedstrijden aan universiteiten bieden jonge studenten een platform om hun interesses te ontwikkelen en hun vaardigheden te verbeteren.
Werken van het SPR Robotics Team van de China University of Petroleum (Beijing).
In de competitieve robotica zijn snelheid, gewicht, duurzaamheid en innovatie allemaal cruciaal. De ontwikkeling van 3D-printtechnologie, in combinatie met een breed scala aan hoogwaardige materialen, biedt ongekende vrijheid voor het ontwerpen en fabriceren van wedstrijdrobots.
In de praktijk wordt 3D-printtechnologie gebruikt om snel structurele componenten, beugels, bewegende onderdelen en beschermkappen voor elektronische apparaten op maat te maken. Veelgebruikte materialen zijn onder andere PLA, ABS, PETG, PET, PA-CF, PA, TPU, maar ook andere materialen zoals glasvezel, koolstofvezel, hittebestendige, vlamvertragende of antistatische materialen.
Bij wedstrijdrobots worden verschillende materialen met uiteenlopende toepassingen gebruikt. Gebruikers kunnen flexibel materialen kiezen op basis van de ontwerpvereisten van hun robot.
Tijdens een wedstrijd kunnen robots bijvoorbeeld te maken krijgen met botsingen van hoge intensiteit. Sterke materialen zoals koolstofvezelversterkt nylon en ABS-glasvezel kunnen de robot beschermen, voorkomen dat belangrijke onderdelen breken, de duurzaamheid verbeteren en de prestaties van de robot tijdens wedstrijden optimaliseren.
Koolstofvezelcomposieten, nylon en andere zeer sterke materialen met een lage dichtheid kunnen het gewicht van de robot verminderen, de snelheid verbeteren en de belasting van de motor verlagen, waardoor de levensduur van de batterij wordt verlengd.
Flexibele materialen spelen een belangrijke rol bij de bescherming van printplaten en andere kritieke componenten.
Enkele voorbeelden van printtoepassingen
1.3D-geprinte wedstrijdrobot met roterend wiel
Dit materiaal is afkomstig van eSUN's Amerikaanse partner AndyMark, en het onderdeel is geprint met behulp van nylon koolstofvezel.
2.3D-geprinte wedstrijdrobot met balflicker
Dit materiaal is afkomstig van het BOF Robotics Team van de Nanjing University of Aeronautics and Astronautics.
Zoals op de afbeelding te zien is, is het onderdeel grotendeels gemaakt met behulp van 3D-printing. De bovenste behuizing beschermt de motor en verbindt de joystick. De onderkant is ontworpen als een zeshoekige schijf voor stabiel joystickgebruik, en aan het uiteinde van de joystick zijn kleine lagers toegevoegd om wrijving tijdens het overbrengen van de bal te verminderen, wat zorgt voor een soepele en stabiele werking tijdens de wedstrijd.
3.3D-geprinte structurele onderdelen voor wedstrijdrobots
Dit materiaal is afkomstig van het SPR Robotics Team van de China University of Petroleum (Beijing). Zoals op de afbeelding te zien is, bestaat de direct-output flicker uit drie geprinte onderdelen: de boven- en onderwand van de flicker en de middelste flicker-vork. De vork is geprint met eSUN's ABS-GF-materiaal om de structurele sterkte te verhogen en te voorkomen dat de flicker breekt tijdens het flickeren van de bal.
4.3D-geprinte structurele onderdelen voor wedstrijdrobots
Dit materiaal is afkomstig van het TRoMaC Robotics Team van de Technische Universiteit van Taiyuan. Zoals op de afbeelding te zien is, wordt TPU-95A, een materiaal met uitstekende flexibiliteit, hoge hardheid en goede veerkracht, gebruikt bij de productie van schokabsorberende beschermingsonderdelen voor de robot om schade te beperken en kritieke gebieden te beschermen.
Daarnaast wordt TPU-95A gebruikt voor de dartpijlen in dartsystemen, waar de uitstekende taaiheid en veerkracht breuk door krachtige, plotselinge impacts voorkomen en een snel herstel na kortstondige compressie mogelijk maken.
5.3D-geprinte structurele onderdelen voor wedstrijdrobots
Dit materiaal is afkomstig van het TUP Robotics Team van de Shenyang Aerospace University. De bovenstaande afbeeldingen tonen de snelkoppelingsbeugel voor de vluchtbesturing en de behuizing van de UV-lichtstrip, beide geprint met vlamvertragend ABS van eSUN.
De snelkoppelingsbeugel voor de vluchtbesturing is eenvoudig te installeren, zeer betrouwbaar en biedt trillings- en schokbestendigheid, waardoor de veelzijdigheid en uitwisselbaarheid worden verbeterd.
In de praktijk bieden de uitstekende vlamvertragende eigenschappen, de hoge warmtevervormingstemperatuur, de hoge taaiheid en de slagvastheid van het vlamvertragende ABS-materiaal een veiligheidsgarantie voor het optimaliseren van de robotprestaties.
Naast competitieve robots kan 3D-printen ook worden toegepast bij het ontwerpen en fabriceren van andere soorten robots. Naarmate de apparatuur en printtechnologieën blijven verbeteren, zal 3D-printen waarschijnlijk een drijvende kracht worden in verwante industrieën.
3D-geprinte functionele onderdelen en structurele componenten van een maanrover
Dit materiaal is afkomstig van het Monash Nova Rover-team van Monash University. Ze gebruikten voornamelijk TPU-95A voor het printen van de banden en de mechanische arm van de rover, en PLA+ voor sommige carrosseriedelen.
Het printen van de banden voor de maanrover met TPU-95A voldoet perfect aan de eisen van het Nova Rover-team op het gebied van "sterkte en lichtgewicht".
3D-geprinte structurele onderdelen voor een robothond
Het bovenstaande materiaal is afkomstig van @RZtronics, waarbij de rode onderdelen van de robothond zijn geprint in PLA+ (Fire Red) en TPU-95A.
3D-printtechnologie biedt een handig kanaal voor het ontwerpen, produceren en optimaliseren van de prestaties van robots, terwijl de diverse reeks 3D-printmaterialen een stabiele basis vormt voor creatieve projecten.
eSUN ondersteunt actief de projecten van jonge studenten en de bijbehorende teams. In 2025 sponsort eSUN meerdere universitaire roboticateams, waaronder teams die deelnemen aan de RoboMaster 2025-competitie. We wensen alle deelnemende teams veel succes!
Hartelijk dank aan al onze partners voor hun steun en medewerking aan dit artikel.