طباعة يد روبوتية متكاملة ثلاثية الأبعاد بإستخدام تقنية جديدة

طورت جامعة ETH Zurich بالتعاون مع شركة Inkbit الأمريكية تقنية جديدة تسمح بطباعة أجزاء روبوت ثلاثية الأبعاد كاملة في عملية واحدة.

تستخدم التقنية الجديدة شعاعًا ليزرًا لإذابة المواد البلاستيكية، ثم يقوم نظام مراقبة بالتأكد من أن النموذج يتم طباعته بشكل صحيح. يمكن استخدام المواد البلاستيكية المختلفة مع التقنية، مما يسمح بإنشاء هياكل أكثر تعقيدًا.

في دراسة نُشرت في مجلة Nature، قام الباحثون بطباعة يد روبوتية باستخدام التقنية الجديدة. كانت اليد مصنوعة من مكونات مختلفة، بما في ذلك العظام والأوتار.

قال توماس بوكنر، المؤلف الرئيسي للدراسة: “كانت هذه اليد الأولى التي تم إنشاؤها باستخدام هذه التقنية. إنها أكثر تعقيدًا من أي يد روبوتية تم إنشاؤها سابقًا باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد”.

تفتح التقنية الجديدة إمكانيات جديدة لتطبيقات الروبوتات. يمكن استخدامها لإنشاء روبوتات أكثر تعقيدًا وأقل تكلفة، وكذلك لإنشاء روبوتات يمكنها العمل في بيئات خطرة أو صعبة الوصول.

طباعة أنظمة الروبوتات اللينة في عملية واحدة:

قام الباحثون بطباعة يد روبوتية في عملية واحدة باستخدام بوليمرات مختلفة. تتكون اليد من عظام صلبة وأوتار ولفائف مرنة. يمكن توصيل اليد مباشرة بالمحركات واستخدامها دون الحاجة إلى التجميع. يمكن استخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد هذه لطباعة روبوتات ناعمة كاملة.

يقول توماس بوكنر، طالب دكتوراه في مجموعة روبوتات ETH بقيادة البروفيسور روبرت كاتزمان: “لم يكن بإمكاننا صنع هذه اليد باستخدام البوليمرات سريعة التصليح التي استخدمناها سابقًا في الطباعة ثلاثية الأبعاد”.

يشرح بوخن أن العلماء استخدموا بوليمرات ثيول جديدة بطيئة التصليح، والتي تتميز بخصائص مرنة ممتازة، كما أنها مقاومة للأشعة فوق البنفسجية والرطوبة. كما أنها تعود إلى شكلها الأصلي بشكل أسرع بعد الانحناء مما تفعله البوليمرات الأكريليكية. لذلك، تعد بوليمرات الثيول مناسبة بشكل خاص لإنشاء أشرطة مرنة ليد الروبوت. كما أنه يساعد على حقيقة أن يمكن ضبط قوة بوليمرات الثيول بدقة عالية. يمكن ضبط المادة وفقًا للخصائص المطلوبة لبناء روبوت ناعم.

تستخدم تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد الجديدة التي طورتها ETH وشركة Inkbit ماسحًا ضوئيًا ليزرًا ثلاثي الأبعاد لفحص سطح الطبقة المُطبعة بحثًا عن أي عيوب بعد طباعتها. ثم يتم تعويض هذه العيوب عند طباعة الطبقة التالية. يتم تحديد كمية المادة وموقعها المطلوبة مسبقًا في الوقت الفعلي. لذلك، لم يعد من الضروري كشط العيوب لتطبيق الطبقة التالية. يستخدم الشمع كدعم للطباعة، والذي يذوب عند درجة حرارة حوالي 60 درجة مئوية.