Kaip 3D spausdinti hidrauliniu varikliu varomą robotą

Skystis yra svarbus, jei nepakankamai įvertintas, komponentas šiuolaikinėje robotikoje. Jo pagrindinis vaidmuo yra generuoti, valdyti ir perduoti energiją sudėtinguose įrenginiuose – tai inžinerijos mokslas, žinomas kaip hidraulika.





Viena iš problemų, susijusių su hidrauliniais komponentais, yra ta, kad slėginiai vamzdynai, kurių reikia, kad viskas veiktų, dažnai traktuojami kaip sistema, kuri yra daugiau ar mažiau nepriklausoma nuo likusio įrenginio.

Tai turi svarbių pasekmių robotų projektavimo ir gamybos būdui. Hidraulika žymiai padidina robotų kūrimo, eksploatavimo ir priežiūros sudėtingumą ir laiką.

Šiandien atrodo, kad tai pasikeis dėl Roberto MacCurdy ir draugų iš MIT darbo. Šie vaikinai modifikavo 3-D spausdintuvą, kad į bet kokį dizainą būtų galima įtraukti hidrauliką.



Tai suteikia galimybę pirmą kartą suprojektuoti ir pagaminti hidraulines mašinas vienu žingsniu. Pasak jų, iki šiol nebuvo jokių būdų, kaip tvirtus, didelio našumo jėgos perdavimo elementus tiesiogiai integruoti į 3-D spausdintą dalį.

Požiūris yra paprastas. Pažangiausi 3-D spausdintuvai gali spausdinti kelias medžiagas vienu metu. Tai naudinga, nes leidžia naudoti medžiagas su skirtingomis savybėmis, tokiomis kaip lankstumas, spalva ir pan.

Šie 3D spausdintuvai vienu metu sukuria 3D formas po vieną sluoksnį. Pirmiausia jie įlašina lašelį skysto rašalo ir nedelsdami sutepa jį ultravioletine šviesa, kad sutvirtėtų arba sukietėtų. Šalia jie uždeda lašą ir sukietina ir taip toliau, kad sukurtų pirmąjį sluoksnį. Kitas sluoksnis dedamas ant jo.



„MacCurdy“ ir „co“ idėja yra apdoroti hidraulinį skystį kaip bet kurią kitą spausdintuvo medžiagą. Jie tai daro pakeisdami kietėjančio spausdintuvo rašalo rezervuarą į skysčio rezervuarą, kurio negalima sukietinti UV spinduliais ir todėl jis lieka skystas. Kalbant apie dizainą, jie apdoroja skysčiu lygiai taip pat, kaip ir kitos medžiagos.

Privalumai yra įvairūs. Šis metodas leidžia nedelsiant sukurti objektus, kuriuose yra sudėtingų skysčių užpildytų grandinių. Kadangi šios grandinės yra uždarytos, taikant slėgį viename grandinės gale, jėga perduodama išilgai.

O šiuolaikinių spausdinimo medžiagų lankstumas reiškia, kad šį slėgio pokytį taip pat galima paversti mechaniniu judėjimu ir atvirkščiai.



MacCurdy ir bendradarbiai išnaudojo techniką, atspausdindami daugybę hidraulinių įrenginių. Pavyzdžiui, jie atspausdina krumpliaračio siurblį – iš esmės porą susipynusių krumpliaračių vamzdyje, kurie besisukdami perkelia skystį, įstrigusį tarp dantų. Tai pumpuoja skystį viena kryptimi, bet neleidžia jam tekėti atgal, nes dantys glaudžiai priglunda.

Jie taip pat atspausdino silfoninę pavarą, kad per skystį perduotų jėgą. Galiausiai jie atspausdino skysčiu valdomų griebtuvų rinkinį, pagamintą iš minkštos silikoninės gumos, galinčios paimti gležnus objektus, pvz., kiaušinius.

Naudinga, kad MacCurdy ir bendradarbiai išdėsto, ką išmoko, kad pateiktų savotišką „pasidaryk pats“ vadovą tiems, kurie galvoja išbandyti tuos pačius triukus (nors jiems reikės tokio paties aukščiausios klasės spausdintuvo – Stratasys Objet260 Connex, tokiu atveju).



Tai įspūdingas darbas, kuris žymiai išplečia 3D spausdinimo technikos galimybes. Šis metodas leidžia automatiškai pagaminti sudėtingus, funkcionalius, kelių dalių robotus, kuriuose naudojama hidraulinė jėgos pavara, sako McCurdy ir kt.

Nekantriai lauksime, ką jie sugalvos.

Nuoroda: http://arxiv.org/abs/1512.03744 : Spausdinama hidraulika: robotų gamybos 3-D bendro spausdinimo kietosiomis medžiagomis ir skysčiais metodas

paslėpti