3D-печать: делаем конкурентоспособных роботов легче, прочнее и быстрее!
Благодаря возможности проведения Гала-концерта Весеннего фестиваля танцующий робот в одночасье привлёк к себе огромное внимание.
В последние годы концепция робототехники приобрела огромную популярность. Масштабные соревнования по робототехнике в университетах предоставляют молодым студентам площадки для развития их интересов и совершенствования навыков.
Работы команды робототехники SPR Китайского нефтяного университета (Пекин)
В соревновательной робототехнике скорость, вес, прочность и инновации имеют решающее значение. Развитие технологий 3D-печати в сочетании с широким спектром высокопроизводительных материалов обеспечивает беспрецедентную свободу проектирования и производства соревновательных роботов.
На практике технология 3D-печати используется для быстрой адаптации конструктивных компонентов, кронштейнов, подвижных частей и защитных кожухов электронных устройств. В качестве материалов используются PLA, ABS, PETG, PET, PA-CF, PA, TPU, а также другие материалы, такие как стекловолокно, углеродное волокно, термостойкие, огнестойкие или антистатичные материалы.
В соревновательных роботах используются различные материалы с разными целями. Пользователи могут гибко выбирать материалы в зависимости от требований к конструкции своего робота.
Например, во время соревнований роботы могут подвергаться интенсивным столкновениям. Высокопрочные материалы, такие как нейлон, армированный углеродным волокном, и АБС-стеклопластик, могут обеспечить защиту робота, предотвращая поломку ключевых компонентов, повышая долговечность и улучшая его показатели на соревнованиях.
Композиты на основе углеродного волокна, нейлон и другие высокопрочные материалы с низкой плотностью позволяют уменьшить вес робота, повысить его скорость и снизить нагрузку на двигатель, продлевая срок службы батареи.
Гибкие материалы играют важную роль в защите печатных плат и других важных компонентов.
Некоторые примеры применения печати
1.Вращающееся колесо для 3D-печатного робота-соревнования
Этот материал предоставлен американским партнером eSUN, компанией AndyMark, а сам компонент напечатан с использованием нейлонового углеродного волокна.
2.3D-печатный робот-мяч для соревнований Flicker
Этот материал предоставлен группой BOF Robotics в Нанкинском университете аэронавтики и астронавтики.
Как показано на изображении, компонент преимущественно изготовлен с помощью 3D-печати: верхняя часть защищает двигатель и соединяет джойстик. Нижняя часть выполнена в виде шестиугольного диска для стабильного джойстика, а на конце джойстика установлены небольшие подшипники для уменьшения трения при передаче мяча, что обеспечивает плавную и стабильную передачу во время соревнований.
3.Конструктивные детали для соревновательного робота, напечатанные на 3D-принтере
Этот материал предоставлен группой робототехники SPR в Китайском нефтяном университете (Пекин). Как показано на изображении, фликер прямого вывода состоит из трёх напечатанных частей, включая верхнюю и нижнюю стенки фликера и среднюю вилку. Вилка напечатана из материала ABS-GF компании eSUN для повышения прочности конструкции и предотвращения разрушения фликера при подбрасывании мяча.
4.Конструктивные детали для соревновательного робота, напечатанные на 3D-принтере
Этот материал разработан командой робототехники TRoMaC Тайюаньского технологического университета. Как показано на изображении, TPU-95A, материал с превосходной гибкостью, высокой твёрдостью и высокой упругостью, используется для производства амортизирующих защитных деталей робота, снижая повреждения и защищая критически важные зоны.
Кроме того, TPU-95A используется для изготовления корпусов дротиков в дротико-методических системах, где его превосходная прочность и упругость предотвращают разрушение при высокоинтенсивных мгновенных ударах и обеспечивают быстрое восстановление после кратковременного сжатия.
5.Конструктивные детали для соревновательного робота, напечатанные на 3D-принтере
Этот материал предоставлен группой робототехники TUP в Шэньянском аэрокосмическом университете. На изображениях выше показаны быстросъёмный кронштейн системы управления полётом и корпус ультрафиолетовой светодиодной ленты, напечатанные из огнестойкого АБС-пластика eSUN.
Быстросъемный кронштейн управления полетом прост в установке, отличается высокой надежностью и устойчивостью к вибрации и ударам, что повышает универсальность и взаимозаменяемость.
При применении превосходные огнестойкие свойства, высокая температура тепловой деформации, высокая прочность и ударопрочность огнестойкого материала ABS обеспечивают гарантию безопасности для оптимизации производительности робота.
Помимо создания конкурентных роботов, 3D-печать может применяться для проектирования и производства других типов роботов. По мере совершенствования оборудования и технологий печати 3D-печать, вероятно, станет движущей силой в смежных отраслях.
Функциональные детали и структурные компоненты лунохода, напечатанные на 3D-принтере
Этот материал предоставлен командой Monash Nova Rover из Университета Монаша, которая в первую очередь использовала TPU-95A для печати шин и механической руки марсохода, а для некоторых деталей корпуса — PLA+.
Шины лунохода, напечатанные с помощью термопластичного полиуретана TPU-95A, идеально соответствуют потребностям команды Nova Rover в характеристиках «прочность и легкость».
Конструктивные детали роботизированной собаки, напечатанные на 3D-принтере
Материал выше предоставлен @RZtronics, красные части роботизированной собаки напечатаны из пластика PLA+ (огненно-красный) и TPU-95A.
Технология 3D-печати обеспечивает удобный канал для проектирования, производства и оптимизации производительности роботов, а широкий ассортимент материалов для 3D-печати обеспечивает надежную основу для творческих проектов.
eSUN активно поддерживает проекты молодых студентов и их команды. В 2025 году eSUN будет спонсировать несколько университетских команд робототехники, в том числе участвующих в конкурсе RoboMaster 2025. Желаем всем командам-участникам удачи!
Искренняя благодарность всем нашим партнерам за поддержку и помощь в написании этой статьи.