3D-печать: делаем конкурентоспособных роботов легче, прочнее и быстрее!

Благодаря возможности, предоставленной гала-концертом в честь Праздника весны, 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 платформу для развития своих интересов и совершенствования навыков.

Работы команды SPR Robotics Китайского университета нефти (Пекин).

В соревновательной робототехнике скорость, вес, прочность и инновации имеют решающее значение. Развитие технологии 3D-печати в сочетании с широким спектром высокоэффективных материалов обеспечивает беспрецедентную свободу в проектировании и изготовлении соревновательных роботов.

На практике технология 3D-печати используется для быстрого изготовления на заказ конструктивных элементов, кронштейнов, подвижных частей и защитных кожухов для электронных устройств. В качестве материалов обычно используются PLA, ABS, PETG, PET, PA-CF, PA, TPU, а также другие материалы, такие как стекловолокно, углеродное волокно, термостойкие, огнестойкие или антистатические материалы.

В спортивных роботах используются различные материалы с разной направленностью. Пользователи могут гибко выбирать материалы в зависимости от требований к конструкции своего робота.

Например, во время соревнований роботы могут сталкиваться с интенсивными столкновениями. Высокопрочные материалы, такие как нейлон, армированный углеродным волокном, и стекловолокно ABS, могут обеспечить защиту робота, предотвращая поломку ключевых компонентов, повышая долговечность и улучшая его характеристики на соревнованиях.

Использование композитных материалов на основе углеродного волокна, нейлона и других высокопрочных материалов низкой плотности позволяет снизить вес робота, повысить его скорость и уменьшить нагрузку на двигатель, тем самым продлевая срок службы батареи.

Гибкие материалы играют важную роль в защите печатных плат и других важных компонентов.

Некоторые примеры применения в полиграфии

1.Вращающееся колесо для соревновательного робота, напечатанное на 3D-принтере.

Этот материал предоставлен американским партнером eSUN, компанией AndyMark, а компонент изготовлен методом печатной печати с использованием нейлонового углеродного волокна.

2.3D-печатный робот-игрок для соревнований по метанию мяча

Данный материал предоставлен командой BOF Robotics из Нанкинского университета аэронавтики и космонавтики.

Как показано на изображении, компонент изготовлен преимущественно с помощью 3D-печати, при этом верхняя оболочка защищает двигатель и соединяет механизм переключения. Нижняя часть выполнена в виде шестиугольного диска для стабильного переключения, а на конце механизма переключения добавлены небольшие подшипники для уменьшения трения при перемещении мяча, что обеспечивает плавный и стабильный результат во время соревнований.

3.Конструкционные детали для соревновательных роботов, напечатанные на 3D-принтере.

Этот материал предоставлен командой SPR Robotics из Китайского университета нефти (Пекин). Как показано на изображении, устройство для прямого вывода мерцающего шарика состоит из трех напечатанных деталей: верхней и нижней стенок, а также средней вилки для взмаха шарика. Вилка напечатана с использованием материала ABS-GF от eSUN для повышения прочности конструкции и предотвращения поломки устройства во время взмаха шарика.

4.Конструкционные детали для соревновательных роботов, напечатанные на 3D-принтере.

Этот материал предоставлен командой робототехники TRoMaC Тайюаньского технологического университета. Как показано на изображении, TPU-95A, материал с превосходной гибкостью, высокой твердостью и хорошей упругостью, используется для производства амортизирующих защитных деталей для робота, чтобы уменьшить повреждения и защитить критически важные участки.

Кроме того, ТПУ-95А используется для изготовления корпусов дротиков в системах для метания дротиков, где его превосходная прочность и упругость предотвращают поломку от сильных мгновенных ударов и позволяют быстро восстанавливаться после кратковременного сжатия.

5.Конструкционные детали для соревновательных роботов, напечатанные на 3D-принтере.

Этот материал предоставлен командой робототехников TUP Шэньянского аэрокосмического университета. На изображениях выше показаны быстросъемный кронштейн системы управления полетом и корпус для УФ-светодиодной ленты, оба изделия напечатаны с использованием огнестойкого ABS-пластика от компании eSUN.

Быстросъемный кронштейн управления полетом прост в установке, отличается высокой надежностью, вибро- и ударопрочностью, что повышает универсальность и взаимозаменяемость.

В практическом применении превосходные огнезащитные свойства, высокая температура тепловой деформации, высокая прочность и ударостойкость огнезащитного материала ABS обеспечивают безопасность и оптимизируют работу робота.

Помимо создания конкурентоспособных роботов, 3D-печать может применяться для проектирования и изготовления других типов роботов. По мере совершенствования оборудования и технологий печати, 3D-печать, вероятно, станет движущей силой в смежных отраслях.

Функциональные детали и конструктивные компоненты лунохода, напечатанные на 3D-принтере.

Этот материал предоставлен командой Monash Nova Rover из Университета Монаша; для печати шин и механической руки марсохода в основном использовался TPU-95A, а для некоторых частей корпуса — PLA+.

Технология печати шин лунохода с использованием TPU-95A идеально отвечает требованиям команды Nova Rover к сочетанию прочности и легкости.

Конструктивные детали роботизированной собаки, напечатанные на 3D-принтере.

Представленные выше материалы предоставлены компанией @RZtronics, а красные детали роботизированной собаки напечатаны из PLA+ (огненно-красный) и TPU-95A.

Технология 3D-печати предоставляет удобный канал для проектирования, производства и оптимизации характеристик роботов, а широкий ассортимент материалов для 3D-печати обеспечивает надежную основу для творческих проектов.

eSUN активно поддерживает проекты молодых студентов и соответствующих команд. В 2025 году eSUN будет спонсировать несколько университетских команд по робототехнике, в том числе и команды, участвующие в соревнованиях RoboMaster 2025. Желаем всем командам-участникам удачи!

Искренне благодарим всех наших партнеров за поддержку и помощь в подготовке этой статьи.