In 3D: Làm cho robot cạnh tranh nhẹ hơn, mạnh hơn và nhanh hơn!

Nhờ có cơ hội tham gia Gala lễ hội mùa xuân, chú robot nhảy múa đã thu hút được sự chú ý lớn chỉ sau một đêm.

Trong những năm gần đây, khái niệm robot đã trở nên vô cùng phổ biến. Các cuộc thi robot quy mô lớn tại các trường đại học tạo nền tảng cho sinh viên trẻ phát triển sở thích và nâng cao kỹ năng.

Các tác phẩm của Đội Robot SPR thuộc Đại học Dầu khí Trung Quốc (Bắc Kinh)

Trong lĩnh vực robot thi đấu, tốc độ, trọng lượng, độ bền và sự đổi mới đều rất quan trọng. Sự phát triển của công nghệ in 3D, cùng với sự đa dạng của các vật liệu hiệu suất cao, mang lại sự tự do chưa từng có cho việc thiết kế và chế tạo robot thi đấu.

Trên thực tế, công nghệ in 3D được sử dụng để tùy chỉnh nhanh chóng các thành phần cấu trúc, giá đỡ, bộ phận chuyển động và vỏ bảo vệ thiết bị điện tử. Các vật liệu phổ biến bao gồm PLA, ABS, PETG, PET, PA-CF, PA, TPU, cũng như các vật liệu khác như sợi thủy tinh, sợi carbon, vật liệu chịu nhiệt độ cao, chống cháy hoặc chống tĩnh điện.

Các loại vật liệu khác nhau được sử dụng với mục đích khác nhau trong robot thi đấu. Người dùng có thể linh hoạt lựa chọn vật liệu dựa trên yêu cầu thiết kế robot của mình.

Ví dụ, trong quá trình thi đấu, robot có thể phải đối mặt với những va chạm cường độ cao. Các vật liệu có độ bền cao như nylon gia cố sợi carbon và sợi thủy tinh ABS có thể bảo vệ robot, ngăn ngừa các bộ phận quan trọng bị vỡ, cải thiện độ bền và nâng cao hiệu suất của robot trong các cuộc thi.

Vật liệu composite sợi carbon, nylon và các vật liệu có độ bền cao, mật độ thấp khác có thể làm giảm trọng lượng của robot, cải thiện tốc độ và giảm tải cho động cơ, kéo dài tuổi thọ pin.

Vật liệu mềm dẻo đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ bảng mạch PCB và các thành phần quan trọng khác.

Một số ví dụ về ứng dụng in ấn

1.Robot thi đấu in 3D có bánh xe quay

Vật liệu này đến từ đối tác AndyMark của eSUN tại Hoa Kỳ và thành phần này được in bằng vật liệu sợi carbon nylon.

2.Robot thi đấu bóng nhấp nháy in 3D

Tài liệu này đến từ Đội Robot BOF tại Đại học Hàng không và Du hành vũ trụ Nam Kinh.

Như hình ảnh minh họa, linh kiện này chủ yếu được chế tạo bằng công nghệ in 3D, với lớp vỏ trên bảo vệ động cơ và kết nối với bộ phận rung. Phần đáy được thiết kế dạng mặt số lục giác để rung ổn định, và các ổ trục nhỏ được thêm vào đầu bộ phận rung để giảm ma sát trong quá trình truyền bóng, đảm bảo đầu ra mượt mà và ổn định trong suốt quá trình thi đấu.

3.Các bộ phận cấu trúc robot thi đấu được in 3D

Vật liệu này đến từ Đội Robot SPR tại Đại học Dầu khí Trung Quốc (Bắc Kinh). Như được hiển thị trong hình, bộ phận nhấp nháy đầu ra trực tiếp bao gồm ba phần được in, bao gồm các thành nhấp nháy trên, dưới và nĩa rung ở giữa. Chạc rung được in bằng vật liệu ABS-GF của eSUN để tăng cường độ bền kết cấu và ngăn ngừa hiện tượng nhấp nháy bị vỡ trong quá trình rung bóng.

4.Các bộ phận cấu trúc robot thi đấu được in 3D

Vật liệu này đến từ Đội Robot TRoMaC tại Đại học Công nghệ Thái Nguyên. Như hình ảnh minh họa, TPU-95A, một vật liệu có độ dẻo dai tuyệt vời, độ cứng cao và khả năng phục hồi tốt, được sử dụng để sản xuất các bộ phận bảo vệ giảm xóc cho robot, giúp giảm thiểu hư hỏng và bảo vệ các khu vực quan trọng.

Ngoài ra, TPU-95A còn được sử dụng để chế tạo thân phi tiêu trong hệ thống phi tiêu, nơi độ dẻo dai và khả năng phục hồi tuyệt vời của nó giúp ngăn ngừa vỡ do va chạm tức thời, cường độ cao và cho phép phục hồi nhanh sau khi nén trong thời gian ngắn.

5.Các bộ phận cấu trúc robot thi đấu được in 3D

Vật liệu này đến từ Đội Robot TUP tại Đại học Hàng không Vũ trụ Thẩm Dương. Hình ảnh trên cho thấy giá đỡ tháo lắp nhanh bộ điều khiển bay và vỏ đèn UV, cả hai đều được in bằng nhựa ABS chống cháy của eSUN.

Giá đỡ điều khiển bay tháo lắp nhanh dễ lắp đặt, có độ tin cậy cao và có khả năng chống rung và sốc, cải thiện tính linh hoạt và khả năng thay thế.

Trong ứng dụng, tính chất chống cháy tuyệt vời, nhiệt độ biến dạng nhiệt cao, độ dẻo dai cao và khả năng chống va đập của vật liệu chống cháy ABS mang lại sự đảm bảo an toàn để tối ưu hóa hiệu suất của robot.

Ngoài robot cạnh tranh, in 3D còn có thể được ứng dụng vào thiết kế và chế tạo các loại robot khác. Khi thiết bị và công nghệ in tiếp tục được cải tiến, in 3D có thể sẽ trở thành động lực thúc đẩy các ngành công nghiệp liên quan.

Các bộ phận chức năng và thành phần cấu trúc của xe thám hiểm mặt trăng được in 3D

Vật liệu này đến từ nhóm Monash Nova Rover tại Đại học Monash, chủ yếu sử dụng TPU-95A để in lốp xe tự hành và cánh tay cơ khí, trong khi PLA+ được sử dụng cho một số bộ phận thân xe.

Công nghệ in lốp xe thám hiểm mặt trăng TPU-95A đáp ứng hoàn hảo nhu cầu về hiệu suất “bền và nhẹ” của nhóm Nova Rover.

Các bộ phận cấu trúc chó robot in 3D

Vật liệu trên đến từ @RZtronics, với các bộ phận màu đỏ của chú chó robot được in bằng PLA+ (Đỏ lửa) và TPU-95A.

Công nghệ in 3D cung cấp kênh thuận tiện cho việc thiết kế, sản xuất và tối ưu hóa hiệu suất robot, trong khi phạm vi đa dạng của vật liệu in 3D đảm bảo nền tảng vững chắc cho các dự án sáng tạo.

eSUN tích cực hỗ trợ các dự án của sinh viên trẻ và các đội liên quan. Năm 2025, eSUN sẽ tài trợ cho nhiều đội robot của các trường đại học, bao gồm cả các đội tham gia cuộc thi RoboMaster 2025. Chúc tất cả các đội tham gia may mắn!

Xin chân thành cảm ơn tất cả các đối tác đã ủng hộ và giúp đỡ chúng tôi trong bài viết này.