TPU (Poliuretanu Termoplasticu)hà proprietà eccezziunali cum'è a flessibilità, l'elasticità è a resistenza à l'usura, ciò chì a rende largamente aduprata in cumpunenti chjave di robot umanoidi cum'è coperture esterne, mani robotiche è sensori tattili. Quì sottu sò materiali inglesi dettagliati urdinati da articuli accademichi autorevoli è rapporti tecnichi: 1. ** Cuncepimentu è sviluppu di una manu robotica antropomorfa utilizenduMateriale TPU** > **Riassuntu**：L'articulu presentatu quì s'avvicina à a risoluzione di a cumplessità di una manu robotica antropomorfa. A robotica hè oghje u campu u più avanzatu è ci hè sempre stata l'intenzione di imità l'attuazione è u cumpurtamentu umanu. Una manu antropomorfa hè unu di l'approcci per imità operazioni simili à l'omu. In questu articulu, hè stata elaborata l'idea di sviluppà una manu antropomorfa cù 15 gradi di libertà è 5 attuatori, è sò stati discussi u disignu meccanicu, u sistema di cuntrollu, a cumpusizione è e peculiarità di a manu robotica. A manu hà un aspettu antropomorfu è pò ancu eseguisce funzionalità simili à l'omu, per esempiu, a presa è a rapprisentazione di gesti di a manu. I risultati rivelanu chì a manu hè cuncipita cum'è una sola parte è ùn hà bisognu di alcun tipu d'assemblea è presenta una eccellente capacità di sollevamentu di pesi, postu chì hè fatta di poliuretanu termoplasticu flessibile.materiale (TPU), è a so elasticità assicura ancu chì a manu sia sicura per interagisce ancu cù l'umani. Sta manu pò esse aduprata in un robot umanoide è ancu in una manu protesica. U numeru limitatu di attuatori rende u cuntrollu più simplice è a manu più ligera. 2. **Mudificazione di una superficia in poliuretanu termoplasticu per creà una pinza robotica morbida utilizendu un metudu di stampa quadridimensionale** > Una di e vie per u sviluppu di a fabricazione additiva à gradiente funzionale hè a creazione di strutture stampate quadridimensionali (4D) per a presa robotica morbida, ottenuta cumbinendu a stampa 3D di modellazione per deposizione fusa cù attuatori di idrogel morbido. Stu travagliu propone un approcciu cuncettuale per creà una pinza robotica morbida indipendente da l'energia, custituita da un substratu di supportu stampatu in 3D mudificatu fattu di poliuretanu termoplasticu (TPU) è un attuatore basatu annantu à un idrogel di gelatina, chì permette una deformazione igroscopica programmata senza aduprà custruzzioni meccaniche cumplesse. > > L'usu di un idrogel à basa di gelatina à 20% conferisce una funzionalità biomimetica robotica dolce à a struttura è hè rispunsevule di a funzionalità meccanica intelligente - responsiva à u stimulu di l'ughjettu stampatu rispondendu à i prucessi di gonfiore in ambienti liquidi. A funziunalizazione superficiale mirata di u poliuretanu termoplasticu in un ambiente argon-ossigenu per 90 s, à una putenza di 100 w è una pressione di 26,7 pa, facilita i cambiamenti in u so microrilievo, migliorandu cusì l'adesione è a stabilità di a gelatina gonfia nantu à a so superficia. > > U cuncettu realizatu di creà strutture di pettine biocompatibili stampate in 4D per a presa robotica dolce sott'acqua macroscopica pò furnisce una presa lucale non invasiva, trasportà picculi oggetti è liberà sostanze bioattive in casu di gonfiore in acqua. U pruduttu risultante pò dunque esse adupratu cum'è un attuatore biomimeticu autoalimentatu, un sistema di incapsulamentu o una robotica dolce. 3. **Caratterizazione di e Parti Esterne per u Bracciu Roboticu Umanoide Stampatu in 3D cù Vari Modelli è Spessori** > Cù u sviluppu di a robotica umanoide, sò necessarii esterni più morbidi per una migliore interazione uomo-robot. E strutture auxetiche in metamateriali sò un modu promettente per creà esterni morbidi. Queste strutture anu proprietà meccaniche uniche. A stampa 3D, in particulare a fabbricazione di filamenti fusi (FFF), hè largamente aduprata per creà tali strutture. U poliuretanu termoplasticu (TPU) hè cumunamente adupratu in FFF per via di a so bona elasticità. Stu studiu hà per scopu di sviluppà una copertura esterna morbida per u robot umanoide Alice III utilizendu a stampa 3D FFF cù un filamentu TPU Shore 95A. > > U studiu hà utilizatu un filamentu TPU biancu cù una stampante 3D per fabricà bracci di robot umanoidi 3DP. U bracciu di u robot hè statu divisu in parti di avambracciu è di bracciu superiore. Diversi mudelli (solidi è rientranti) è spessori (1, 2 è 4 mm) sò stati applicati à i campioni. Dopu a stampa, sò stati realizati testi di flessione, trazione è compressione per analizà e proprietà meccaniche. I risultati anu cunfirmatu chì a struttura rientrante era facilmente pieghevole versu a curva di flessione è richiedeva menu stress. In i testi di compressione, a struttura rientrante era capace di sustene u caricu paragunatu à a struttura solida. > > Dopu avè analizatu tutti i trè spessori, hè statu cunfirmatu chì a struttura rientrante cù un spessore di 2 mm avia eccellenti caratteristiche in termini di proprietà di flessione, trazione è compressione. Dunque, u mudellu rientrante cù un spessore di 2 mm hè più adattatu per a fabricazione di un bracciu di robot umanoide stampatu in 3D. 4. **Questi cuscinetti "Soft Skin" in TPU stampati in 3D danu à i robot un sensu di u toccu à pocu costu è assai sensibile** > I circadori di l'Università di Illinois Urbana-Champaign anu trovu un modu à pocu costu per dà à i robot un sensu di u toccu simile à quellu umanu: cuscinetti di pelle morbida stampati in 3D chì fungenu ancu da sensori di pressione meccanica. > > I sensori robotici tattili di solitu cuntenenu array assai cumplicati di elettronica è sò abbastanza cari, ma avemu dimustratu chì alternative funziunali è durevuli ponu esse fatte à pocu prezzu. Inoltre, postu chì si tratta solu di riprogrammà una stampante 3D, a stessa tecnica pò esse facilmente persunalizata per diversi sistemi robotici. L'hardware roboticu pò implicà forze è coppie elevate, dunque deve esse fattu abbastanza sicuru s'ellu hà da interagisce direttamente cù l'umani o esse adupratu in ambienti umani. Si prevede chì a pelle dolce ghjucherà un rolu impurtante in questu sensu, postu chì pò esse aduprata sia per a cunfurmità di sicurezza meccanica sia per a rilevazione tattile. > > U sensore di a squadra hè fattu cù cuscinetti stampati da uretanu termoplasticu (TPU) nantu à una stampante 3D Raise3D E2 pronta per l'usu. U stratu esterno dolce copre una sezione di riempimentu cava, è mentre u stratu esterno hè cumpressu, a pressione di l'aria à l'internu si altera di conseguenza, permettendu à un sensore di pressione Honeywell ABP DANT 005 cunnessu à un microcontrollore Teensy 4.0 di rilevà vibrazioni, toccu è pressione crescente. Imaginate chì vulete aduprà robot cù a pelle dolce per aiutà in un ambiente ospedaliere. Averebbenu bisognu di esse disinfettati regularmente, o a pelle averebbe bisognu di esse rimpiazzata regularmente. In ogni casu, ci hè un costu enorme. Tuttavia, a stampa 3D hè un prucessu assai scalabile, dunque e parti intercambiabili ponu esse fatte à bon pattu è facilmente agganciate è staccate da u corpu di u robot. 5. **Fabbricazione Additiva di Reti Pneu in TPU cum'è Attuatori Robotichi Morbidi** > In questu articulu, a fabricazione additiva (AM) di poliuretanu termoplasticu (TPU) hè investigata in u cuntestu di a so applicazione cum'è cumpunenti robotichi morbidi. Paragunatu à altri materiali AM elastici, u TPU rivela proprietà meccaniche superiori in quantu à a resistenza è a deformazione. Per sinterizazione laser selettiva, l'attuatori di piegatura pneumatica (reti pneumatiche) sò stampati in 3D cum'è un studiu di casu roboticu morbidu è valutati sperimentalmente in quantu à a deflessione annantu à a pressione interna. A perdita per via di a tenuta d'aria hè osservata cum'è una funzione di u spessore minimu di a parete di l'attuatori. > > Per discrive u cumpurtamentu di a robotica morbida, e descrizzioni di i materiali iperelastici devenu esse incorporate in mudelli di deformazione geometrica chì ponu esse - per esempiu - analitici o numerichi. Questu articulu studia diversi mudelli per discrive u cumpurtamentu di piegatura di un attuatore roboticu morbidu. I testi di materiali meccanichi sò applicati per parametrizà un mudellu di materiale iperelastico per discrive u poliuretanu termoplasticu fabbricatu additivamente. > > Una simulazione numerica basata annantu à u metudu di l'elementi finiti hè parametrizata per discrive a deformazione di l'attuatore è paragunata à un mudellu analiticu publicatu recentemente per un tale attuatore. E duie previsioni di u mudellu sò paragunate cù i risultati sperimentali di l'attuatore roboticu dolce. Mentre chì deviazioni più grande sò ottenute da u mudellu analiticu, a simulazione numerica prevede l'angulu di piegatura cù deviazioni medie di 9°, ancu s'è e simulazioni numeriche piglianu significativamente più tempu per u calculu. In un ambiente di pruduzzione automatizatu, a robotica dolce pò cumplementà a trasfurmazione di i sistemi di pruduzzione rigidi versu una fabricazione agile è intelligente.
Data di publicazione: 25 di nuvembre di u 2025