Исследователи из Сингапурского университета технологии и дизайна (SUTD) представили новый, автоматизированный процесс проектирования и изготовления мягких роботов. Метод основан на 3D-печати.
Как рассказал доцент SUTD Пабло Вальдивия-и-Альварадо, руководитель исследования, 3D-печать особенно подходит для изготовления мягких роботов из многокомпонентных материалов, или композитов. Для проектирования роботов команда использовала оптимизацию топологии — подход к оптимизации конструкции устройства, позволяющий лучше всего распределить материал в пределах набора ограничений.
Для исследования группа использовала плавающего автономного робота, похожего на ската. Рабочий процесс авторы начали с определения геометрии плавников робота, после чего использовали оптимизацию топологии для создания желаемой структуры с желаемыми свойствами из заданного материала в пределах ограничений движения робота. Дизайн затем преобразовали в код, который считывается 3D-принтерами, которые, в свою очередь, производят робота.
Проект голландской компании MX3D близок к завершению: цельнометаллическую конструкцию, изготовленную роботизированным 3D-принтером по технологии электродугового наплавления, перекинули через один из каналов в центре Амстердама. Осталось лишь установить датчики и приварить недостающие элементы.
Реализация проекта заняла 6 лет. Помимо очевидных трудностей с отработкой производственной технологии компания столкнулась и с другими препятствиями. Работы над самой металлоконструкцией завершились еще в 2018 году, после чего мост отправили на хранение в ожидании завершения реконструкции водного канала, так как муниципальные власти опасались, что старинная кладка может разрушиться под весом новой конструкции. Потом прибыл ковидный сюрприз из Уханя, и только сейчас мост наконец-то решили установить на отведенное место.
В инновационном парке наук и технологий «Залив мудрости» в Шанхае появилась еще одна 3D-печатная достопримечательность — складной пешеходный мост c дистанционным управлением, очевидно демонстрирующий достижения народного аддитивного хозяйства и инженерной мысли к столетию Коммунистической партии Китая.
В развернутом виде мост достигает девяти метров в длину, полутора метров в ширину и чуть более одного метра в высоту. Конструкция массой 850 кг состоит из девяти сегментов. Облицовка ограждения выполнена из тридцати шести 3D-печатных панелей, каждая из которых обладает уникальным дизайном, хотя и с общим мотивом.
Исследователи Томского политехнического университета (ТПУ) опубликовали исследование повышения скорости восстановления поврежденных костей при использовании 3D-печатных имплантатов с биоактивными кальций-фосфатными покрытиями. Предложенная технология также отличается заметной экономией времени и ресурсов.
Ученые вуза определили оптимальные структурные параметры титановых имплантатов, производимых с помощью 3D-принтеров, и разработали технологию совершенствования имплантатов с помощью биоактивного кальций-фосфатного покрытия, обеспечивающее ускоренное восстановление поврежденных костей.
Компания Abigo Medical решила проблему нехватки запчастей с помощью 3D-принтера Intamsys Funmat HT, способного печатать тугоплавким термопластом PEEK. Обратное проектирование и 3D-печать не только обеспечивают бесперебойную работу производственных линий в ожидании заводских деталей, но и помогают экономить на слишком дорогих фирменных комплектующих.
Аbigo Medical специализируется на разработке и производстве лекарственных препаратов для лечения ран. Опыт предприятия с аддитивными технологиями начался с 3D-печати роликов для упаковочной линии: резиновые ободки на старых фрикционных роликах затвердели, что приводило к пробуксовыванию и сбоям в подаче бумажной ленты. Самое очевидное решение в такой ситуации — заказать запасные части, но выяснилось, что доставка займет два месяца.
2-хмесячный простой неприемлем, а потому компания решила изготовить в общем-то простые детали самостоятельно, с помощью 3D-принтера. В выборе аддитивного оборудования сыграли роль два фактора: во-первых, будучи фармацевтической компанией, Abigo Medical работает под надзором регуляторных органов, и это касается материалов, из которых изготавливаются комплектующие. Во-вторых, температура на сломавшейся упаковочной линии колеблется в пределах 85-87°С, так что материал должен быть не только прочным и нетоксичным, но и термостойким. Например, хорошо подойдут такие тугоплавкие конструкционные термопласты, как полиэфиримид (PEI, Ultem) или полиэфирэфиркетон (PEEK). Последний и выбрали для 3D-печати роликов.
Для стабильной работы с такими тугоплавкими термопластами требуется специализированное аддитивное оборудование. Abigo Medical остановилась на высокотемпературном 3D-принтере Funmat HT производства китайской компании Intamsys. Эти системы способны печатать материалами с температурой экструзии до 450°С, а также оснащаются подогревом рабочих поверхностей до 160°С и термокамерами с активной регулировкой фоновой температуры до 90°С, необходимыми для предотвращения деформаций и расслоения, а также обеспечения поэтапной рекристаллизации полимера в период остывания.
«Мы ожидали, что 3D-печатные ролики продержатся неделю или две. К тому времени когда прибыли оригинальные запчасти, они проработали 9 недель. Отдел контроля качества распорядился заменить самодельные ролики на заводские, но на тот момент 3D-печатные детали из PEEK все еще были в порядке и обошлись в десять раз дешевле, чем оригинальные», — рассказывает технолог Линус Гёле.
Голландская компания CEAD выпустила шнековый экструдер E50 для 3D-печати гранулированными термопластами и композитами на их основе с производительностью свыше 84 кг/ч.
Компания CEAD образована теми же ребятами, что основали бренд Leapfrog, но если Leapfrog выпускает настольные FDM 3D-принтеры, то CEAD занимается сугубо промышленными аддитивными решениями — как портальными конструкциями собственной разработки, так и аддитивными системами на основе многоосевых роботов-манипуляторов.
Небольшая деревня в швейцарских Альпах вскоре обзаведется 23-метровой 3D-печатной башней. Авторы проекта надеются, что это поможет привлечь туристов и оживить поселение, в котором осталось всего шестнадцать постоянных жителей.
Деревня Мулегнс переживает не самые лучшие времена: когда-то здесь занимались добычей и выплавкой меди, но со временем поселение потеряло значимость и почти вымерло. Толстосумы мира сего любят каждый год собираться в Давосе, расположенном всего в часе езды в том же кантоне Гризон, а вот Мулегнс с заезжими не повезло. С другой стороны, места-то красивые, неподалеку проходит железная дорога, а значит сюда тоже можно звать туристов. Нужно только как-то привлечь внимание.
Компания Volkswagen развивает 3D-печать автомобильных деталей на главном заводе в Вольфсбурге, Германия, с прицелом на массовое производство, полагаясь на струйно-порошковые аддитивные системы производства HP, Inc.
Вместо привычных лазерных или электронно-лучевых 3D-принтеров Volkswagen в последнее время все более активно использует разновидность технологии Binder Jetting, заключающуюся в послойном выращивании моделей из металлических порошков с помощью струйных головок, напыляющих связующий материал. Получаемые заготовки затем спекаются до готового вида.
Эта технология развивается несколькими компаниями, включая американскую HP Inc, в 2018 году анонсировавшую новый вариант систем Multi Jet Fusion. Изначально это оборудование, выпускаемое с 2016 года, предназначались для 3D-печати полимерными порошками, однако с самого начала рассматривалась возможность использования и других материалов, например металлов и керамики. Спустя пару лет доработки HP приступила к выпуску отдельной линейки аналогичного оборудования, но уже для работы с металлическими порошками. Новая разновидность технологии получила название Metal Jet. Партнером Volkswagen c программной стороны дела выступает компания Siemens.
