TPU (poliuretano termoplástico)ten propiedades excepcionais como flexibilidade, elasticidade e resistencia ao desgaste, o que a fai amplamente utilizada en compoñentes clave de robots humanoides como cubertas exteriores, mans robóticas e sensores táctiles. A continuación móstranse materiais detallados en inglés seleccionados de artigos académicos autorizados e informes técnicos: 1. **Deseño e desenvolvemento dunha man robótica antropomórfica usandoMaterial de TPU** > **Resumo**：O artigo que se presenta aquí aborda a resolución da complexidade dunha man robótica antropomórfica. A robótica é agora o campo máis avanzado e sempre existiu a intención de imitar a actuación e o comportamento semellantes aos humanos. Unha man antropomórfica é unha das abordaxes para imitar operacións semellantes aos humanos. Neste artigo, elaborouse a idea de desenvolver unha man antropomórfica con 15 graos de liberdade e 5 actuadores, así como se discutiron o deseño mecánico, o sistema de control, a composición e as peculiaridades da man robótica. A man ten unha aparencia antropomórfica e tamén pode realizar funcionalidades semellantes ás humanas, por exemplo, agarre e representación de xestos coas mans. Os resultados revelan que a man está deseñada como unha soa parte e non necesita ningún tipo de montaxe e presenta unha excelente capacidade de levantamento de peso, xa que está feita de poliuretano termoplástico flexible.material (TPU)...e a súa elasticidade tamén garante que a man sexa segura para interactuar cos humanos. Esta man pódese usar tanto nun robot humanoide como nunha man protésica. O número limitado de actuadores fai que o control sexa máis sinxelo e a man máis lixeira. 2. **Modificación dunha superficie de poliuretano termoplástico para crear unha pinza robótica branda mediante un método de impresión en catro dimensións** > Unha das vías para o desenvolvemento da fabricación aditiva por gradiente funcional é a creación de estruturas impresas en catro dimensións (4D) para agarre robótico brando, conseguido combinando a impresión 3D de modelado por deposición fundida con actuadores de hidroxel brando. Este traballo propón unha abordaxe conceptual para crear unha pinza robótica branda independente da enerxía, que consiste nun substrato de soporte impreso en 3D modificado feito de poliuretano termoplástico (TPU) e un actuador baseado nun hidroxel de xelatina, que permite unha deformación higroscópica programada sen usar construcións mecánicas complexas. > > O uso dun hidrogel a base de xelatina ao 20 % confire unha funcionalidade biomimética robótica branda á estrutura e é responsable da funcionalidade mecánica intelixente con resposta aos estímulos do obxecto impreso ao responder aos procesos de inchazo en ambientes líquidos. A funcionalización superficial específica do poliuretano termoplástico nun ambiente de argón-osíxeno durante 90 s, a unha potencia de 100 w e unha presión de 26,7 pa, facilita os cambios no seu microrrelevo, mellorando así a adhesión e a estabilidade da xelatina inchada na súa superficie. > > O concepto realizado de crear estruturas de peite biocompatibles impresas en 4D para o agarre robótico brando macroscópico subacuático pode proporcionar un agarre local non invasivo, transportar obxectos pequenos e liberar substancias bioactivas ao inchar na auga. Polo tanto, o produto resultante pódese usar como un actuador biomimético autoalimentado, un sistema de encapsulación ou robótica branda. 3. **Caracterización das pezas exteriores dun brazo robótico humanoide impreso en 3D con varios patróns e grosores** > Co desenvolvemento da robótica humanoide, necesítanse exteriores máis brandos para unha mellor interacción humano-robot. As estruturas auxéticas en metamateriais son unha forma prometedora de crear exteriores brandos. Estas estruturas teñen propiedades mecánicas únicas. A impresión 3D, especialmente a fabricación de filamentos fundidos (FFF), úsase amplamente para crear tales estruturas. O poliuretano termoplástico (TPU) úsase habitualmente en FFF debido á súa boa elasticidade. Este estudo ten como obxectivo desenvolver unha cuberta exterior branda para o robot humanoide Alice III mediante a impresión 3D FFF cun filamento de TPU Shore 95A. > > O estudo utilizou un filamento de TPU branco cunha impresora 3D para fabricar brazos de robot humanoide 3DP. O brazo do robot dividiuse en partes de antebrazo e brazo superior. Aplicáronse diferentes patróns (sólido e reentrante) e grosores (1, 2 e 4 mm) ás mostras. Despois da impresión, realizáronse probas de flexión, tracción e compresión para analizar as propiedades mecánicas. Os resultados confirmaron que a estrutura reentrante era facilmente flexible cara á curva de flexión e requiría menos tensión. Nas probas de compresión, a estrutura reentrante foi capaz de soportar a carga en comparación coa estrutura sólida. > > Tras analizar os tres grosores, confirmouse que a estrutura reentrante de 2 mm de grosor tiña excelentes características en termos de propiedades de flexión, tracción e compresión. Polo tanto, o patrón reentrante de 2 mm de grosor é máis axeitado para a fabricación dun brazo robótico humanoide impreso en 3D. 4. **Estas almofadas de "pel suave" de TPU impresas en 3D dan aos robots un sentido do tacto de baixo custo e altamente sensible** > Investigadores da Universidade de Illinois en Urbana-Champaign idearon unha forma de baixo custo de dar aos robots un sentido do tacto semellante ao humano: almofadas de pel suave impresas en 3D que tamén funcionan como sensores de presión mecánicos. > > Os sensores robóticos táctiles adoitan conter conxuntos moi complicados de compoñentes electrónicos e son bastante caros, pero demostramos que se poden fabricar alternativas funcionais e duradeiras de forma moi económica. Ademais, dado que só se trata de reprogramar unha impresora 3D, a mesma técnica pódese personalizar facilmente para diferentes sistemas robóticos. O hardware robótico pode implicar grandes forzas e pares de torsión, polo que debe ser bastante seguro se vai interactuar directamente cos humanos ou se vai usar en contornas humanas. Espérase que a pel branda xogue un papel importante neste sentido, xa que se pode usar tanto para o cumprimento da seguridade mecánica como para a detección táctil. > > O sensor do equipo está feito con almofadas impresas en uretano termoplástico (TPU) nunha impresora 3D Raise3D E2 estándar. A capa exterior branda cobre unha sección de recheo oca e, a medida que a capa exterior se comprime, a presión do aire no interior varía en consecuencia, o que permite que un sensor de presión Honeywell ABP DANT 005 conectado a un microcontrolador Teensy 4.0 detecte vibracións, tacto e presión crecente. Imaxina que queres usar robots de pel branda para axudar nun hospital. Terían que ser desinfectados regularmente ou a pel tería que ser substituída regularmente. De calquera xeito, hai un custo enorme. Non obstante, a impresión 3D é un proceso moi escalable, polo que as pezas intercambiables pódense fabricar a baixo custo e encaixar e quitar facilmente do corpo do robot. 5. **Fabricación aditiva de redes pneumáticas de TPU como actuadores robóticos brandos** > Neste artigo, investígase a fabricación aditiva (AM) de poliuretano termoplástico (TPU) no contexto da súa aplicación como compoñentes robóticos brandos. En comparación con outros materiais AM elásticos, o TPU revela propiedades mecánicas superiores en canto a resistencia e deformación. Mediante a sinterización láser selectiva, os actuadores de flexión pneumáticos (redes pneumáticas) imprímense en 3D como un estudo de caso de robótica branda e avalíanse experimentalmente con respecto á deflexión sobre a presión interna. Obsérvase a fuga debido á estanqueidade como función do grosor mínimo da parede dos actuadores. > > Para describir o comportamento da robótica branda, é necesario incorporar descricións de materiais hiperelásticos en modelos de deformación xeométrica que poden ser, por exemplo, analíticos ou numéricos. Este artigo estuda diferentes modelos para describir o comportamento de flexión dun actuador robótico brando. Aplícanse probas mecánicas de materiais para parametrizar un modelo de material hiperelástico para describir o poliuretano termoplástico fabricado de forma aditiva. > > Parametrizase unha simulación numérica baseada no método dos elementos finitos para describir a deformación do actuador e compárase cun modelo analítico publicado recentemente para tal actuador. Ambas as predicións do modelo compáranse cos resultados experimentais do actuador robótico brando. Mentres que o modelo analítico consegue desviacións maiores, a simulación numérica predí o ángulo de flexión con desviacións medias de 9°, aínda que as simulacións numéricas tardan significativamente máis en calcularse. Nun ambiente de produción automatizado, a robótica branda pode complementar a transformación dos sistemas de produción ríxidos cara a unha fabricación áxil e intelixente.
Data de publicación: 25 de novembro de 2025