چاپ 4 بعدی روبات های نرم در مقیاس میکرونی - پیامک خنده

جهت دریافت مشاوره خدمات قیمت آنلاین چاپ کاتالوگ از بهترین و مجربترین طراحان کشور همراه ما باشید. از طراحی تا چاپ کاتالوگ های تبلیغاتی حرفه ای را با بهترین قیمت از ما بخواهید.

گروهی از محققان دانشگاه لینکوپینگ(Linköping) سوئد، با استفاده از یک چاپگر سه بعدی سفارشی ساز شده، مجموعه ای از ریز فعال نماینده ها را برای ساخت روبات های نرم ایجاد نموده اند. این فعال نماینده یا محرک ها حاوی یک پلیمر فعال الکتریکی هستند که پس از چاپ شدن در صورت وجود یک بار الکتریکی، تغییر شکل می دهد و قابلیت چهار بعدی را به آنها اعطا می نماید.

در حالی که روبات های نرم چاپ چهار بعدی شده معمولاً به مقیاس سانتی یا میلی محدود هستند، این فناوری جدید به محققان اجازه می دهد آن را به مقیاس میکرون ببرند. آنها روبات هایی ساخته اند که ضخامت آنها حدود 20 میکرون است.

محققان ادعا می نمایند دستگاه سفارشی سازی شده آنها چند کاره و مقیاس پذیر است و انتظار دارند که با استفاده از میکرو روبات های پیچیده که تا به امروز ساخته نشده اند، روباتیک نرم را توسعه دهند.

فناوری پلیمر الکتروفعال(EAP) نیروی محرکه بسیاری از دستگاه های روباتیک نرم است. این فناوری موادی را توصیف می نماید که در هنگام قرار دریافت در معرض بار الکتریکی فعال می شوند.

این ویژگی در روبات های نرم قابل مقایسه با انقباض عضلانی است.

به گفته محققان، کوشش برای به مقیاس میکرون آوردن محرک های EAP اغلب با کوهی از چالش ها روبرو می گردد، چرا که ادغام آنها با فناوری های فعلی سخت است.

اینجا جایی است که فناوری جدید به کار می آید و فواید زیادی را ارائه می دهد، زیرا محصولات حاصل از آن می توانند اصلاح شوند، هزینه ها را به طور قابل توجهی کاهش دهند و فراوری ضایعات نیز می تواند تا 10 برابر کاسته گردد.

در نهایت این تیم معتقد است که این فناوری می تواند دستگاه های EAP را برای طیف گسترده تری از برنامه ها، ارزان تر و عملی کند.

مرحله اول مطالعه شامل ساخت چاپگر بود. اساس این دستگاه یک مرحله CNC قابل برنامه ریزی با سه محور است که از سیستم پخش سیال با دقت بالا تهیه شده است. یک سرنگ میلی لیتری به سیستم توزیع متصل شد که به موجب آن نرخ پاشش مواد کنترل شد. سپس این تیم از یک اسلاید شیشه ای تجاری به عنوان صفحه ساخت استفاده کرد.

آنها ابتدا یک لایه نازک از طلا به ضخامت فقط 40 نانومتر را روی شیشه قرار دادند تا یک لایه رسانا تشکیل گردد. محققان سپس از سرنگ برای پاشش یک لایه از ژل آکریلات اورتان قابل پردازش با اشعه ماوراء بنفش بر روی لایه رسانا استفاده کردند. سپس پاشش ژل ادامه می یابد تا بدنه و بازوهای این میکروروبات های نرم شکل بگیرد.

پس از اینکه این ژل کاملاً تحت تابش اشعه ماوراء بنفش پردازش شد، محققان لایه ای از پلی پیرول(EAP) را به طرف دیگر ورق طلا چاپ کردند.

این تیم پیروز شد چندین بار این فرایند را تکرار کند و میکرومحرک ها را با طول های مختلف از 5000 میکرون تا 1000 میکرون چاپ کند. باریکترین رباتی که آنها ساختند فقط 20 میکرون ضخامت داشت.

محققان دریافتند که می توانند روبات هایی با پتانسیل تحریک الکتریکی به اندازه یک ولت بسازند، در حالی که برای سایر روش های چاپ سه بعدی به بیش از یک کیلو ولت احتیاج است.

دانشمندان معتقدند که کار آنها پتانسیل بسیار خوبی برای کوچک سازی روباتیک کم هزینه فراوری شده به وسیله فناوری چاپ سه بعدی دارد.

در خصوص ربات های نرم چاپ 4 بعدی شده چندین روش مختلف تحریک وجود دارد که یکی از آنها فعال سازی الکتریکی است. برای مثال، محققان دانشگاه رایس اخیراً روبات های نرم خود را چاپ چهار بعدی کردند که با تغییر دما فعال می شوند. آنها قصد دارند این فناوری را توسعه دهند تا جایی که بتوان از آن در ایمپلنت های زیست پزشکی استفاده کرد.

در جاهای دیگر از جمله در دانشگاه فناوری نانیانگ چین، محققان یک قدم فراتر گذاشته اند و و روبات های نرمی را چاپ نموده اند که به هیچ وجه احتیاج به دخالت و اعمال ورودی انسان ندارند.

این فرآیند شامل متورم شدن یک الاستومر با اتانول برای القای فشار در ساختار محرک است. وقتی اتانول تبخیر می گردد و الاستومر خشک می گردد، این ماده با انرژی الاستیک ذاتی که در آن ذخیره شده است، تغییر شکل می دهد.،ایسنا