Как да си отпечатате робот с 3D принтер

Представете си бъдеще, в което можете да отпечатате цял робот посредством 3D принтер – без досадни часове прекарани в сглобяване на стотици части на ръка.

Тази възможност може да е по-близка от всякога благодарение на скорошен напредък в технологията за 3D печат, ръководен от инженери от Университета на Колорадо (гр.Боулдър). В ново проучване екипът излага стратегия за използване на наличните в момента принтери за създаване на материали, които смесват твърди и течни компоненти – труден подвиг, ако не искате вашият робот да се срине под собствената си тежест, докато се сглобява.

„Мисля, че има бъдеще, в което можем, например, да изработим цялостна система като робот, използвайки този процес“, каза Робърт МакКърди, старши автор на изследването и асистент в катедрата по машинно инженерство Пол М. Ради. Резултатите са публикувани на 14 април в списанието Additive Manufacturing.

3D принтерите отдавна са интерес на любителите и изследователите, работещи в лаборатории. Те са доста добри в производството на пластмасови динозаври или отделни части за машини, като зъбни колела или стави. Но МакКърди вярва, че могат да направят много повече: чрез смесване на твърди вещества и течности, 3D принтерите могат да произвеждат устройства, които са по-гъвкави, динамични и потенциално по-полезни. Те включват електронни устройства за носене с проводници, направени от течност, съдържаща се в твърди субстрати, или дори модели, които имитират структурата на истински човешки органи. Инженерът сравнява напредъка с традиционните принтери, които печатат цветно, а не само черно-бяло.

„Цветните принтери комбинират малък брой основни цветове, за да създадат богата гама от изображения“, каза МаКърди. „Същото важи и за материалите. Ако имате принтер, който може да използва множество видове материали, можете да ги комбинирате по нови начини и да създадете много по-широк набор от механични свойства.“

Изследователите първо проектираха серия от компютърни симулации, които изследваха физиката на отпечатването на различни видове материали един до друг. Един от големите проблеми, каза МакКърди, е: Как можете да предотвратите смесването на вашите капчици (наречени „воксели“) твърди материали в течните материали, дори когато капчиците твърд материал са отпечатани директно върху течните капчици?

„Открихме, че повърхностното напрежение на течността може да се използва за поддържане на твърд материал, но е полезно да се избере течен материал, който е по-плътен от твърдия – същото физично свойство, което позволява на маслото да плава върху водата, “, каза Хейс.

В изследователската си лаборатория с истински 3D принтер зареден с втвърдяващ се полимер (твърдото вещество) и със стандартен почистващ разтвор (течността). Техните творения бяха впечатляващи: групата успя да отпечата 3D усукани бримки от течност и сложна мрежа от канали, подобно на разклонените пътища в човешки бели дробове.

„Надяваме се, че нашите резултати ще направят многоматериалния мастиленоструен 3D печат, използващ течности и твърди вещества, по-достъпен за изследователи и ентусиасти по целия свят“ допълват от инженерния екип.