TPU (Polyuretan tèrmoplastik)Li gen pwopriyete eksepsyonèl tankou fleksibilite, elastisite, ak rezistans kont mete, sa ki fè li lajman itilize nan konpozan kle robo imenoid tankou kouvèti ekstèn, men robotik, ak detèktè taktil. Anba la a gen materyèl detaye an anglè ki klase nan papye akademik ak rapò teknik ki fè autorité: 1. **Konsepsyon ak Devlopman yon Men Robotik Antropomòfik Lè l sèvi avèkMateryèl TPU** > **Rezime**：Atik sa a prezante abòde yon fason pou rezoud konpleksite yon men robotik antropomòfik. Robotik se kounye a domèn ki pi avanse a epi te toujou gen yon entansyon pou imite aksyon ak konpòtman ki sanble ak sa ki fèt ak moun. Yon men antropomòfik se youn nan apwòch yo pou imite operasyon ki sanble ak sa ki fèt ak moun. Nan atik sa a, yo te elabore lide pou devlope yon men antropomòfik ak 15 degre libète ak 5 aksyonè epi yo te diskite sou konsepsyon mekanik, sistèm kontwòl, konpozisyon ak patikilarite men robotik la. Men an gen yon aparans antropomòfik epi li kapab tou fè fonksyonalite ki sanble ak sa ki fèt ak sa ki fèt ak men, pa egzanp, kenbe ak reprezantasyon jès ak men. Rezilta yo revele ke men an fèt kòm yon sèl pati epi li pa bezwen okenn kalite asanblaj epi li montre yon ekselan kapasite pou leve pwa, piske li fèt ak poliuretàn termoplastik fleksib.Materyèl (TPU), epi elastisite li asire tou ke men an san danje pou kominike avèk moun tou. Men sa a ka itilize nan yon robo umanoid osi byen ke nan yon men pwotèz. Kantite limite aktuateur yo fè kontwòl la pi senp epi men an pi lejè. 2. **Modifikasyon yon sifas poliuretan tèmoplastik pou kreye yon priz robotik mou lè l sèvi avèk yon metòd enprime kat dimansyon** > Youn nan avni pou devlopman fabrikasyon aditif gradyan fonksyonèl se kreyasyon estrikti enprime kat dimansyon (4D) pou priz robotik mou, reyalize lè yo konbine enprime 3D modèl depo fizyon ak aktuateur idwojèl mou. Travay sa a pwopoze yon apwòch konseptyèl pou kreye yon priz robotik mou endepandan de enèji, ki konpoze de yon substrat detantè enprime 3D modifye ki fèt ak poliuretan tèrmoplastik (TPU) ak yon aktuateur ki baze sou yon idwojèl jelatin, ki pèmèt defòmasyon igroskopik pwograme san yo pa itilize konstriksyon mekanik konplèks. > > Itilizasyon yon idwojèl ki baze sou jelatin 20% bay estrikti a yon fonksyonalite byomimetik robotik mou epi li responsab pou fonksyonalite mekanik entelijan ki reponn a estimilis objè enprime a lè li reponn a pwosesis anfle nan anviwònman likid. Fonksyonalizasyon sifas siblé poliuretan tèrmoplastik nan yon anviwònman agon-oksijèn pandan 90 s, nan yon puisans 100 w ak yon presyon 26.7 pa, fasilite chanjman nan mikwo-relèvman li, kidonk amelyore adezyon ak estabilite jelatin anfle a sou sifas li. > > Konsèp reyalize pou kreye estrikti peny byokonpatib enprime 4D pou priz robotik mou makroskopik anba dlo ka bay yon priz lokal ki pa anvayi, transpòte ti objè, epi libere sibstans byoaktif lè yo anfle nan dlo. Se poutèt sa, pwodwi ki kapab lakòz la ka itilize kòm yon aktuatè byomimetik otonòm, yon sistèm enkapsulasyon, oswa robotik mou. 3. **Karakterizasyon Pati Eksteryè pou Bra Robo Imanoid Enprime 3D ak Divès Modèl ak Epesè** > Avèk devlopman robotik imanoid, ekstèn ki pi mou yo nesesè pou yon pi bon entèraksyon moun-robo. Estrikti oksetik nan meta-materyèl yo se yon fason pwomèt pou kreye eksteryè mou. Estrikti sa yo gen pwopriyete mekanik inik. Enprime 3D, espesyalman fabrikasyon filaman kole (FFF), lajman itilize pou kreye estrikti sa yo. Poliyiritàn tèmoplastik (TPU) souvan itilize nan FFF akòz bon elastisite li. Etid sa a gen pou objaktif pou devlope yon kouvèti eksteryè mou pou robo umanoid Alice III la lè l sèvi avèk enprime 3D FFF ak yon filaman TPU Shore 95A. > > Etid la te itilize yon filaman TPU blan ak yon enprimant 3D pou fabrike bra robo umanoid 3DP. Bra robo a te divize an pati avanbra ak pati bra anwo. Diferan modèl (solid ak reentran) ak epesè (1, 2, ak 4 mm) te aplike sou echantiyon yo. Apre enprime a, yo te fè tès koube, tansyon, ak konpresyon pou analize pwopriyete mekanik yo. Rezilta yo te konfime ke estrikti reentran an te fasil pou koube nan direksyon koube koube a epi li te bezwen mwens estrès. Nan tès konpresyon yo, estrikti reentran an te kapab reziste chaj la konpare ak estrikti solid la. > > Apre analiz tout twa epesè yo, yo te konfime ke estrikti re-antran an ki gen yon epesè 2 mm te gen karakteristik ekselan an tèm de pwopriyete koube, tansyon, ak konpresyon. Se poutèt sa, modèl re-antran an ki gen yon epesè 2 mm pi apwopriye pou fabrike yon bra robo umanoid enprime an 3D. 4. **Kousen "Po Mou" TPU enprime an 3D sa yo bay robo yon sans manyen ki pa koute chè epi ki trè sansib** > Chèchè nan Inivèsite Illinois Urbana – Champaign te vini ak yon fason ki pa koute chè pou bay robo yon sans manyen ki sanble ak sa moun fè: kousen po mou enprime an 3D ki sèvi tou kòm detèktè presyon mekanik. > > Detèktè robotik taktil yo anjeneral gen seri elektwonik ki trè konplike epi yo chè anpil, men nou te montre ke altènativ fonksyonèl ak dirab yo ka fèt a yon pri ki trè bon mache. Anplis, piske se jis yon kesyon de repwogramasyon yon enprimant 3D, menm teknik la ka fasil pou pèsonalize pou diferan sistèm robotik. Materyèl robotik ka enplike gwo fòs ak koupl, kidonk li bezwen fèt san danje si li pral swa kominike dirèkteman avèk moun oswa itilize nan anviwònman imen. Yo prevwa ke po mou pral jwe yon wòl enpòtan nan sans sa a piske li ka itilize tou de pou konfòmite sekirite mekanik ak deteksyon taktil. > > Capteur ekip la fèt ak kousinen enprime ak uretan termoplastik (TPU) sou yon enprimant 3D Raise3D E2 ki disponib sou mache a. Kouch ekstèn mou an kouvri yon seksyon ranpli kre, epi pandan kouch ekstèn lan konprese, presyon lè anndan an chanje kòmsadwa — sa ki pèmèt yon capteur presyon Honeywell ABP DANT 005 ki konekte ak yon mikrokontwolè Teensy 4.0 detekte vibrasyon, touche, ak presyon k ap ogmante. Imajine ou vle itilize robo ki gen po mou pou ede nan yon anviwònman lopital. Yo ta bezwen dezenfekte regilyèman, oswa po a ta bezwen ranplase regilyèman. De tout fason, gen yon gwo pri. Sepandan, enprime 3D se yon pwosesis ki ka chanje anpil, kidonk pati entèrchanjabl yo ka fèt a yon pri ki pa chè epi fasil pou tache ak retire sou kò robo a. 5. **Fabrikasyon Aditif TPU Pneu – Nets kòm Aktuateur Robotik Mou** > Nan atik sa a, yo envestige fabrikasyon aditif (AM) poliuretàn termoplastik (TPU) nan kontèks aplikasyon li kòm konpozan robotik mou. Konpare ak lòt materyèl AM elastik, TPU revele pwopriyete mekanik siperyè anrapò ak fòs ak souch. Pa sinterizasyon lazè selektif, yo enprime 3D aktuateur koube pneumatik (pneu – netts) kòm yon etid ka robotik mou epi evalye eksperimantalman anrapò ak defleksyon sou presyon entèn. Yo obsève flit akòz etancheite lè a kòm yon fonksyon epesè minimòm miray aktuateur yo. > > Pou dekri konpòtman robotik mou, yo bezwen enkòpore deskripsyon materyèl ipèelastik nan modèl defòmasyon jeyometrik ki ka — pa egzanp — analitik oswa nimerik. Atik sa a etidye diferan modèl pou dekri konpòtman koube yon aktuateur robotik mou. Yo aplike tès materyèl mekanik pou parametrize yon modèl materyèl ipèelastik pou dekri poliuretàn termoplastik ki fabrike aditivman. > > Yo parametrize yon simulation nimerik ki baze sou metòd eleman fini an pou dekri defòmasyon aktuateur a epi yo konpare l ak yon modèl analitik ki fèk pibliye pou yon aktuateur konsa. Toulede prediksyon modèl yo konpare ak rezilta eksperimantal aktuateur robotik mou a. Pandan ke modèl analitik la reyalize pi gwo devyasyon, simulation nimerik la predi ang koube a ak devyasyon mwayèn 9°, byenke simulation nimerik yo pran anpil plis tan pou kalkil la. Nan yon anviwònman pwodiksyon otomatize, robotik mou ka konplete transfòmasyon sistèm pwodiksyon rijid yo nan direksyon fabrikasyon ajil ak entelijan.
Dat piblikasyon: 25 novanm 2025