使用 Ultimaker 為軟體機器人鑄造矽膠

讓 3D 打印更進一步

專家們不斷發現使用 3D 打印的新方法，這對許多行業都具有重要意義。

有機矽特別受關注。它的用途極為廣泛，可用於製造軟體機器人——例如世界上第一個完全自主的軟體機器人。然而，矽膠 3D 打印一直被認為是不可能的——直到現在。

使用 3D 打印外殼鑄造矽膠

代爾夫特理工大學的學生髮現了一種使用 3D 打印外殼使用矽膠進行 3D 打印的方法。該團隊稱這種新方法已在 UltiCast 工業設計工程學院的高級原型科學博覽會上展出。它將 3D 打印與傳統鑄造方法相結合——使用改進的 Ultimaker 2+ 同時 3D 打印塑料模具，然後用雙組分矽膠混合物填充模具。

它是如何工作的？

在理想情況下，該團隊首先設計一個具有預定義內腔的幾何形狀——這允許“軟機器人驅動”。當受到氣壓時，這會使材料變形。

在此之後，將設計加載到切片器工具，並在設定高度處定義 PVA 打印中斷。噴嘴在設定位置灌注，縮回矽膠，使其在移動到打印的PVA模具時不會溢出  。

它用計算體積的矽膠填充模具，然後後退以進一步構建 PVA 模具。

挑戰

這項技術並非沒有挑戰。團隊面臨的最大障礙是能夠將盡可能多的功能集成到切片機中，同時仍然能夠通過單擊按鈕進行打印。為了解決這個問題，該團隊創建了一個專門的代碼——自動對 3D 打印模具進行切片並確定填充它需要多少矽膠。

另一個問題是在鑄造完成後移除模具。通過使用水溶性 PVA，他們可以通過將模具溶解在水中輕鬆提取矽膠。

為實現這一目標，他們使用了一台 Ultimaker 3D 打印機，他們幾乎完全破解並重建了它。當被問及為什麼選擇 Ultimaker 時，該團隊表示：

由於 Ultimaker 是一個知名品牌和開源工具，因此它非常適合開發此類附加組件。基礎打印機作為非常精確的打印設備，非常適合定制和實驗。Ultimaker 的可靠性也是一流的。 

影響

這項非凡的創新具有重大意義。與傳統的鑄造方法相比，Ulcasting 可以更快地打印軟致動器，並且具有更多的設計自由度。它也是多才多藝的。硬質材料和軟質材料可以在一次打印中混合使用。例如，在最近的一項實驗中，該團隊成功地在軟矽膠內部打印了一個硬骨架。

“3D 打印提供了多種應用，軟體機器人就是其中之一，” 協調員 Jouke Verlinden 說。 “它可以讓你做出傳統機器人無法做到的事情。”

它允許快速、低成本地開發定制的軟機器人抓手和矯形器——這對醫療行業具有巨大的價值。通過能夠創建具有剛性和柔性組件的結構，用戶可以在軟體機器人中創建複雜的各向異性行為，並可以集成執行器和傳感器。

Ulticast 團隊的成員 Rob Scharff 補充道：  “你可以自由地使用幾何形狀和材料來個性化機器人的行為。”  這意味著能夠製造靈活的機器人肢體和定制設計的抓手；可以幫助那些患有局部癱瘓、關節炎或相關損傷等虛弱狀況的人的醫療輔助設備。