นักวิจัยพัฒนากระบวนการไหลเพื่อชี้นำการพิมพ์ 3 มิติในด้านโรบอติกส 軟

โรบอติกส 軟 เป็นสาขาที่เติบโตอย่างรวดเร็วภายในสาขา Artificial Intelligence ระบบเหล่านี้สามารถปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนได้อย่างปลอดภัย และสามารถมีดีไซน์และขนาดต่างๆ ได้ ตั้งแต่ขนาดเมตรจนถึงขนาดไมโครเมตร

โรบอต 軟 ที่มีขนาดมิลลิเมตรมีความสำคัญเป็นพิเศษ เนื่องจากสามารถประกอบด้วยแอคชูเอเตอร์ขนาดเล็กที่ควบคุมโดยความดันลมเหล่านี้ โรบอต 軟 เหล่านี้มีประโยชน์สำหรับการนำทางพื้นที่ที่ซับซ้อนและควบคุมวัตถุเล็กๆ

หนึ่งในผลที่ตามมาของการลดขนาดโรบอต 軟 ลมลงเหลือมิลลิเมตรคือมันจะมีลักษณะที่ละเอียดมากขึ้น ลักษณะเหล่านี้ลดลงมากกว่าหนึ่งอันดับของขนาด การออกแบบนี้ต้องการความระมัดระวังมากในการสร้างโดยวิธีการแบบดั้งเดิม เช่น การหล่อและการทำลิθοกราฟี 軟 มีเทคโนโลยีใหม่ๆ เช่น การประมวลผลแสงดิจิทัล (DLP) ที่ให้ความละเอียดที่สูง แต่ยังคงยากที่จะทำได้โดยไม่มีการอุดตัน ตัวอย่างที่ประสบความสำเร็จในการพิมพ์ 3 มิติโรบอต 軟 ขนาดเล็กไม่เกิดขึ้นบ่อยนัก

นักวิจัยจากสิงคโปร์และจีน โดยหลักจาก มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีและดีไซน์สิงคโปร์ (SUTD) มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งใต้ (SUSTech) และ มหาวิทยาลัยเจ้อเจียง (ZJU) ได้สร้างกระบวนการไหลทั่วไปเพื่อชี้นำการพิมพ์ 3 มิติด้วย DLP สำหรับแอคชูเอเตอร์โรบอต 軟 ขนาดเล็กที่มีขนาดโดยรวม 2-15 มม์ การวิจัยนี้ตีพิมพ์ใน Advanced Materials Technologies

“เรานำความสามารถและความละเอียดสูงของการพิมพ์ 3 มิติ DLP มาใช้ในการสร้างแอคชูเอเตอร์โรบอต 軟 ขนาดเล็ก” ศาสตราจารย์ Qi (Kevin) Ge จาก SUSTech ผู้วิจัยหลักของโครงการวิจัยกล่าว “เพื่อให้แน่ใจว่าการพิมพ์มีความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพเชิงกลในผลิตภัณฑ์ที่พิมพ์ออกมา เราได้แนะนำแนวคิดใหม่สำหรับการปรับแต่งสูตรวัสดุและพารามิเตอร์การประมวลผลหลัก”

วิธีการทำงานของ DLP 3 มิติ คือ การเพิ่มสารดูดแสงเข้าไปในสารละลายโพลีเมอร์ ซึ่งช่วยเพิ่มความละเอียดในการพิมพ์ทั้งในแนวตั้งและแนวนอน การเพิ่มปริมาณจะทำให้ความยืดหยุ่นของวัสดุลดลงอย่างรวดเร็ว ความยืดหยุ่นนี้มีความสำคัญมากสำหรับโรบอต 軟 ที่ต้องทนต่อการเปลี่ยนแปลงรูปทรงขนาดใหญ่

“เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่สมดุล เราได้เลือกสารดูดแสงที่มีการดูดกลืนแสงได้ดีที่ความยาวคลื่นของแสง UV ที่ส่งออกมา และกำหนดสูตรวัสดุตามผลการทดสอบประสิทธิภาพเชิงกล” Yuan-Fang Zhang ผู้ร่วมวิจัยคนแรกจาก SUTD อธิบาย

“โดยการปฏิบัติตามกระบวนการไหลนี้ เราสามารถผลิตแอคชูเอเตอร์โรบอต 軟 ขนาดเล็กที่มีโครงสร้างและรูปแบบการเปลี่ยนแปลงต่างๆ ได้ ทั้งหมดมีขนาดเล็กกว่าเหรียญสิงคโปร์ 1 ดอลลาร์ บนระบบพิมพ์ 3 มิติหลายวัสดุที่สร้างขึ้นเอง วิธีการเดียวกันนี้ควรจะเข้ากันได้กับเครื่องพิมพ์ 3 มิติแบบ SLA หรือ DLP 상업ทั่วไป เนื่องจากไม่ต้องมีการปรับเปลี่ยนฮาร์ดแวร์” ศาสตราจารย์ Qi Ge จาก SUSTech กล่าว

นอกเหนือจากสิ่งนี้ นักวิจัยยังได้พัฒนาเครื่องกำจัดเศษ 軟 ที่มีแมนิปูเลเตอร์แบบต่อเนื่องและกริปเปอร์โรบอต 軟 ขนาดเล็กที่พิมพ์ 3 มิติได้ สามารถนำทางผ่านพื้นที่ที่มีขนาดเล็กและเก็บวัตถุเล็กๆ ที่อยู่ในตำแหน่งที่ยากต่อการเข้าถึง

การพัฒนาที่สำคัญเหล่านี้จะช่วยให้สามารถพิมพ์โรบอต 軟 ขนาดเล็กที่มีรูปทรงที่ซับซ้อนและดีไซน์หลายวัสดุได้ การรวมแอคชูเอเตอร์โรบอต 軟 ขนาดเล็กที่พิมพ์ออกมาเข้ากับระบบโรบอตจะนำไปสู่โอกาสมากมาย เทคโนโลยีใหม่เหล่านี้สามารถนำไปใช้กับการใช้งาน เช่น การบำรุงรักษาเครื่องยนต์เจ็ตและการผ่าตัดที่มีการรุกรานน้อย และจะยังคงพัฒนาต่อไปเพื่อให้ได้ประโยชน์มากขึ้นในหลายๆ ด้าน

ดูเพิ่มเติมจาก มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีและดีไซน์สิงคโปร์ ที่คุณสามารถหาข้อมูลเกี่ยวกับการวิจัยที่กำลังดำเนินอยู่ในด้านเหล่านี้ได้