Die Zusammenarbeit zwischen der Eidgen\u00f6ssischen Technischen Hochschule Z\u00fcrich (ETH Z\u00fcrich) und dem US-Start-up Inkbit hat eine Revolution im Bereich des 3D-Drucks hervorgebracht. Durch den Einsatz einer neuen Technologie konnten die Forscher eine vollst\u00e4ndige Roboterhand in einem einzigen Durchgang drucken, einschlie\u00dflich Knochen, Sehnen und B\u00e4ndern.<\/p>\n
Bisher waren 3D-Drucker nur in der Lage, schnell aush\u00e4rtende Kunststoffe als Druckmaterial zu verwenden. Doch in Zusammenarbeit mit Inkbit hat die ETH Z\u00fcrich eine neue Technologie entwickelt, die es erm\u00f6glicht, verschiedene Materialien in einem einzigen Vorgang zu verarbeiten und auszudrucken. Diese Materialien umfassen sowohl weiche, elastische als auch starre Stoffe. Dadurch entf\u00e4llt der zeitaufwendige Zusammenbau von einzelnen Teilen, die aus unterschiedlichen Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften gedruckt wurden.<\/p>\n
Die Ergebnisse dieser bahnbrechenden 3D-Drucktechnik wurden in der Studie „Vision-controlled jetting for composite systems and robots“ in der renommierten Fachzeitschrift Nature ver\u00f6ffentlicht. Die neue Technologie erm\u00f6glicht die Herstellung komplexerer und langlebigerer Komponenten f\u00fcr Roboter. Zudem k\u00f6nnen feine Strukturen und Teile mit Hohlr\u00e4umen hergestellt werden.<\/p>\n
Ein herausragendes Beispiel f\u00fcr die Arbeit der Forscher ist der einstufige 3D-Druck einer Roboterhand, bei dem verschiedene Polymere verwendet wurden. Die Roboterhand besteht aus festen Knochen sowie flexiblen, dehnbaren Sehnen und B\u00e4ndern. Die Hand konnte ohne zus\u00e4tzlichen Zusammenbau direkt mit Motoren verbunden und verwendet werden. Dank der 3D-Drucktechnik ist es nun m\u00f6glich, vollst\u00e4ndige Softroboter herzustellen.<\/p>\n
Laut Thomas Buchner, einem Doktoranden in der Gruppe von ETH-Robotikprofessor Robert Katzschmann, w\u00e4re es mit den bisher im 3D-Druck verwendeten schnell aush\u00e4rtenden Polyacrylaten nicht m\u00f6glich gewesen, diese Hand herzustellen. Stattdessen haben die Forscher neue Thiolen-Polymere verwendet, die langsam aush\u00e4rten und \u00fcber ausgezeichnete elastische Eigenschaften verf\u00fcgen. Zus\u00e4tzlich sind sie UV- und feuchtigkeitsbest\u00e4ndig. Im Vergleich zu Polyacrylaten kehren sie nach dem Biegen auch schneller in ihren urspr\u00fcnglichen Zustand zur\u00fcck. Aufgrund ihrer Eigenschaften eignen sich die Thiolen-Polymere besonders gut zur Herstellung von elastischen B\u00e4ndern f\u00fcr eine Roboterhand. Die Festigkeit der Thiolen-Polymere kann sehr pr\u00e4zise eingestellt werden, was ein gro\u00dfer Vorteil bei der Herstellung von Softrobotern ist.<\/p>\n
Die herk\u00f6mmliche 3D-Druckmethode besteht darin, das Material schichtweise in fl\u00fcssiger Form aufzutragen und anschlie\u00dfend mit Hilfe einer UV-Lampe auszuh\u00e4rten. Bei der neuen 3D-Drucktechnologie der ETH und Inkbit wird ein 3D-Laserscanner verwendet, um nach dem Druck jeder Schicht die Oberfl\u00e4che auf m\u00f6gliche Unregelm\u00e4\u00dfigkeiten zu \u00fcberpr\u00fcfen. Eventuelle Unebenheiten werden bei der n\u00e4chsten Schicht des Druckvorgangs ausgeglichen. Dadurch entf\u00e4llt das m\u00fchsame Entfernen von Unebenheiten vor dem Auftragen der n\u00e4chsten Schicht.<\/p>\n
F\u00fcr den Druck wird als St\u00fctzmaterial Wachs verwendet, das bei einer Temperatur von etwa 60 \u00b0C schmilzt. Die Entwicklung der 3D-Drucktechnologie erfolgte durch das US-Start-up Inkbit, ein Spin-off des Massachusetts Institute of Technology (MIT). Die ETH Z\u00fcrich unterst\u00fctzte Inkbit bei der Verbesserung der Drucktechnik, um sie f\u00fcr langsam aush\u00e4rtende Polymere anwendbar zu machen. Die ETH f\u00fchrte au\u00dferdem weitere Tests des 3D-Druckverfahrens mit verschiedenen Anwendungen durch, darunter die Roboterhand und einen Laufroboter.<\/p>\n
Inkbit plant nun, die Technologie zu kommerzialisieren und sowohl einen Druckservice anzubieten als auch einen 3D-Drucker mit dieser Technik zum Verkauf anzubieten. Die ETH Z\u00fcrich plant, die Potenziale der neuen Drucktechnik weiter zu erforschen und noch anspruchsvollere Strukturen zu realisieren. Diese bahnbrechende Kooperation zwischen der ETH Z\u00fcrich und Inkbit hat das Potenzial, den 3D-Druck in vielen Bereichen zu revolutionieren und neue M\u00f6glichkeiten in der Robotik zu er\u00f6ffnen.<\/p>\n
Schlagw\u00f6rter: 3DDrucktechnik + ETH Z\u00fcrich + Inkbit<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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