DIMAP研究项目

以3D打印机制造机器人关节 

DIMAP

补牙、备件或假肢——使用3D打印机制造的产品范围越来越广。这些部件大多由一种材质制成。为了开拓“打印”产品的其他应用领域,可以融合不同材质的3D打印机得以开发。在由欧盟斥资600万欧元资助的DIMAP研究项目中,研究人员使用不同材料设计并打印机器人关节。

与传统从整块材料进行工件铣削不同,叠层制造技术可以一层层通过不断“添加”进行部件生产。利用CAD程序所创建的3D绘图是这一技术的基础。叠层制造设备软件将这一 模型拆分为众多单独的视觉层面,并在之后的步骤中分层生产。在所谓的喷射(PolyJet)工艺中,材料将在一个特殊的化学打印机墨盒中进行溶解,并以液滴形式被喷覆,这与喷墨打印机极为相似。紫外灯对液体层面进行固化。此过程反复进行,直到部件完成为止。

项目目标

DIMAP研究项目(用于3D打印的新型纳米粒子增强数字材料及其在机器人技术与电子产业中的应用)旨在研究,导电性弹性陶瓷材料在何种程度上适用于带有集成关节的机器人手臂的打印。在此还需要基础性材料研究。此研究项目首次对机器人手臂所需的轴承、轻量化运动学结构、气动致动器以及导轨通过喷射(PolyJet)工艺进行打印。其中的特殊挑战在于实现材料之间的最佳匹配。因为研究目标在于,通过一次打印程序生产机器人关节。

除了叠层生产方法之外,人机合作是研究项目的另一项重点。这是指尽可能轻量化地设计运动学结构。移动质量越小,在发生可能的碰撞时的潜在风险越低。此外,机器人关节应该具有一定弹性,以增加人员与机器人在合作性搬运任务时的安全性。气动技术同样在此提供帮助,因为空气可以被压缩,人员由此可以相对容易地推开机器人手臂。

演示原型

作为研究项目中的用户,费斯托负责定义机器人技术的需求,及其所需的材料特性。机器人关节应该在另一个项目步骤中获得打印,并以原型机器人的形式进行安装,费斯托可借此开发适当的控制与调节理念。在此演示原型上可以评估,以新型打印工艺所生产的机器人关节是否适应工业环境。为此必须检测例如动态负载下的持续稳定性。

其他项目合作伙伴

DIMAP

科学界

  • 卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)
  • 林茨开普勒大学
  • Soreq Nuclear Research Center
  • Tecnologia Navarra de Nanoproductos SL

工业界

  • Profactor GmbH
  • Stratasys Ltd.
  • Borealis Polyolefine GmbH
  • Tiger Coatings
  • Philips Electronics Nederland B. V.
  • CIRP GmbH
  • PV Nano Cell Ltd

在资助协议编号685937下,欧盟展望2020研究与创新方案为DIMAP项目提供资助。