TPU (Thermoplastesche Polyurethan)huet aussergewéinlech Eegeschafte wéi Flexibilitéit, Elastizitéit a Verschleißbeständegkeet, wouduerch et wäit verbreet a Schlësselkomponente vun humanoide Roboter wéi äusseren Ofdeckungen, roboterhänn a taktile Sensoren agesat gëtt. Hei ënnendrënner sinn detailléiert englesch Materialien, déi aus autoritären akademeschen Artikelen an technesche Rapporten sortéiert goufen: 1. **Design an Entwécklung vun enger anthropomorpher roboterescher Hand mat Hëllef vunTPU-Material** > **Resumé**: Dësen Artikel beschreift Approche fir d'Komplexitéit vun enger anthropomorpher Roboterhand ze léisen. Robotik ass elo dat fortschrëttlechst Gebitt an et gouf ëmmer d'Intentioun, mënschlech Handaktivéierungen a Verhalen ze imitéieren. Eng anthropomorph Hand ass ee vun den Approche fir mënschlech Operatiounen ze imitéieren. An dësem Artikel gouf d'Iddi vun der Entwécklung vun enger anthropomorpher Hand mat 15 Fräiheetsgraden a 5 Aktuatoren ausgebaut, souwéi den mechaneschen Design, d'Steierungssystem, d'Zesummesetzung an d'Besonderheete vun der Roboterhand diskutéiert. D'Hand huet en anthropomorpht Ausgesinn a kann och mënschlech Funktiounen ausféieren, zum Beispill Gräifen an Handgesten. D'Resultater weisen datt d'Hand als een Deel entworf ass a keng Zort vu Montage brauch an eng exzellent Gewiichtshebungskapazitéit weist, well se aus flexiblem thermoplasteschem Polyurethan gemaach ass.(TPU) Material, an hir Elastizitéit garantéiert och, datt d'Hand sécher ass fir souwuel mat Mënschen ze interagéieren. Dës Hand kann an engem humanoide Roboter wéi och an enger prothesescher Hand benotzt ginn. Déi limitéiert Zuel vun Aktuatoren mécht d'Steierung méi einfach an d'Hand méi liicht. 2. **Modifikatioun vun enger thermoplastescher Polyurethan-Uewerfläch fir d'Erstelle vun engem mëllen roboteresche Grëffer mat enger véierdimensionaler Drockmethod** > Ee vun de Weeër fir d'Entwécklung vun der funktioneller Gradienten-Additivfabrikatioun ass d'Schafung vu véierdimensionalen (4D) gedréckte Strukturen fir mëllt roboterescht Grëffen, wat erreecht gëtt andeems de Fused Deposition Modeling 3D-Drock mat mëllen Hydrogel-Aktuatoren kombinéiert gëtt. Dës Aarbecht proposéiert e konzeptuellen Usaz fir d'Schafung vun engem energieonofhängege mëllen roboteresche Grëffer, deen aus engem modifizéierten 3D-gedréckten Haltersubstrat aus thermoplasteschem Polyurethan (TPU) an engem Aktuator baséiert op engem Gelatinehydrogel besteet, wat eng programméiert hygroskopesch Deformatioun ouni d'Benotzung vu komplexe mechanesche Konstruktiounen erméiglecht. > > D'Benotzung vun engem Hydrogel op Basis vun 20% Gelatine vermëttelt der Struktur eng mëll roboteresch biomimetesch Funktionalitéit a reagéiert op déi intelligent stimulus-reaktiounsfäeg mechanesch Funktionalitéit vum gedréckten Objet, andeems et op Schwellprozesser a flëssegen Ëmfeld reagéiert. Déi gezielt Uewerflächenfunktionaliséierung vum thermoplastesche Polyurethan an engem Argon-Sauerstoff-Ëmfeld fir 90 Sekonnen, bei enger Leeschtung vun 100 W an engem Drock vun 26,7 Pa, erliichtert Ännerungen a sengem Mikrorelief, wouduerch d'Adhäsioun an d'Stabilitéit vun der geschwollener Gelatine op senger Uewerfläch verbessert ginn. > > Dat realiséiert Konzept fir 4D-gedréckte biokompatibel Kammstrukture fir makroskopescht mëllt roboterescht Grëff ënner Waasser ze kreéieren, kann en net-invasivt lokalt Grëff ubidden, kleng Objeten transportéieren a bioaktiv Substanzen beim Schwellen am Waasser fräisetzen. Dat resultéierend Produkt kann dofir als e selbstbetriwwene biomimeteschen Aktuator, e Kapsulatiounssystem oder mëll Robotik benotzt ginn. 3. **Charakteriséierung vun äusseren Deeler fir 3D-gedréckten humanoiden Roboterarm mat verschiddene Musteren an Déckten** > Mat der Entwécklung vun der humanoider Robotik gi méi mëll Äusserdeeler fir eng besser Mënsch-Roboter-Interaktioun gebraucht. Auxetesch Strukturen a Metamaterialien sinn eng villverspriechend Method fir mëll Äusserdeeler ze kreéieren. Dës Strukturen hunn eenzegaarteg mechanesch Eegeschaften. 3D-Dréck, besonnesch Schmelzfilamentfabrikatioun (FFF), gëtt wäit verbreet benotzt fir sou Strukturen ze kreéieren. Thermoplastescht Polyurethan (TPU) gëtt wéinst senger gudder Elastizitéit dacks an FFF benotzt. Dës Studie zielt drop of, eng mëll äusserlech Ofdeckung fir den humanoide Roboter Alice III z'entwéckelen, andeems se FFF 3D-Dréck mat engem Shore 95A TPU-Filament benotzt huet. > > D'Studie huet e wäisst TPU-Filament mat engem 3D-Drécker benotzt fir 3DP humanoid Roboteräerm ze fabrizéieren. De Roboterarm gouf an Ënneraarm- an Uewerarmdeeler opgedeelt. Verschidde Musteren (massiv an no hannen réckgängeg) an Dicken (1, 2 an 4 mm) goufen op d'Prouwe ugewannt. Nom Drécken goufen Biege-, Zug- an Drocktester duerchgefouert fir déi mechanesch Eegeschaften ze analyséieren. D'Resultater hunn bestätegt, datt déi no hannen réckgängeg Struktur liicht a Richtung Biegekurve biegbar war a manner Belaaschtung erfuerdert huet. A Drocktester konnt déi no hannen réckgängeg Struktur der Belaaschtung am Verglach mat der massiver Struktur standhalen. > > Nodeem all dräi Dicken analyséiert goufen, gouf bestätegt, datt déi reentrant Struktur mat enger Déckt vun 2 mm exzellent Charakteristiken a punkto Biege-, Zug- a Kompressiounseigenschaften hat. Dofir ass dat reentrant Muster mat enger Déckt vun 2 mm besser gëeegent fir d'Fabrikatioun vun engem 3D-gedréckten humanoiden Roboterarm. 4. **Dës 3D-gedréckte TPU "Soft Skin" Pads ginn Roboteren e käschtegënschtegt, héichsensibelt Tastsënn** > Fuerscher vun der University of Illinois Urbana - Champaign hunn eng käschtegënschteg Method entwéckelt, fir Roboteren e mënschähnlecht Tastsënn ze ginn: 3D-gedréckte mëll Hautpads, déi och als mechanesch Drocksensoren déngen. > > Taktil Robotersensoren enthalen normalerweis ganz komplizéiert Elektronikarrays a si zimmlech deier, awer mir hunn gewisen, datt funktionell, haltbar Alternativen ganz bëlleg gemaach kënne ginn. Ausserdeem, well et just eng Fro vun der Neiprogramméierung vun engem 3D-Drécker ass, kann déiselwecht Technik einfach un verschidde Robotersystemer ugepasst ginn. Roboterhardware kann grouss Kräften an Dréimomenter mat sech bréngen, dofir muss se zimlech sécher gemaach ginn, wa se entweder direkt mat Mënschen interagéiere soll oder a mënschlechen Ëmfeld benotzt gëtt. Et gëtt erwaart, datt mëll Haut an dëser Hisiicht eng wichteg Roll spillt, well se souwuel fir mechanesch Sécherheetskonformitéit wéi och fir taktil Sensatioun benotzt ka ginn. > > De Sensor vum Team gëtt mat Pads hiergestallt, déi aus thermoplasteschem Urethan (TPU) op engem Standard Raise3D E2 3D-Drucker gedréckt sinn. Déi mëll baussenzeg Schicht bedeckt eng huel Fëllsektioun, a wann déi baussenzeg Schicht kompriméiert gëtt, ännert sech den Loftdrock dobannen deementspriechend - sou datt en Honeywell ABP DANT 005 Drocksensor, deen un e Teensy 4.0 Mikrocontroller ugeschloss ass, Vibratiounen, Beréierung an zouhuelenden Drock erkennen kann. Stellt Iech vir, Dir wëllt mëllhäiteg Roboter benotze fir an engem Spidolsëmfeld ze hëllefen. Si missten reegelméisseg desinfizéiert ginn, oder d'Haut misst reegelméisseg ersat ginn. Op alle Fall sinn et enorm Käschten. Wéi och ëmmer, den 3D-Dréck ass e ganz skalierbare Prozess, sou datt austauschbar Deeler bëlleg hiergestallt a liicht um Roboterkierper ugehaange kënne ginn. 5. **Additiv Fabrikatioun vun TPU Pneu – Netzer als mëll Roboteraktuatoren** > An dëser Aarbecht gëtt d'additiv Fabrikatioun (AM) vun thermoplasteschem Polyurethan (TPU) am Kontext vu senger Uwendung als mëll Roboterkomponenten ënnersicht. Am Verglach mat aneren elastesche AM-Materialien weist TPU iwwerleeën mechanesch Eegeschafte wat d'Festigkeit an d'Dehnung ugeet. Duerch selektiv Lasersinterung ginn pneumatesch Biegeaktuatoren (Pneu – Netzer) als mëll Roboterfallstudie 3D-gedréckt an experimentell a Bezuch op d'Oflenkung iwwer den internen Drock evaluéiert. Leckage wéinst Loftdichtheet gëtt als Funktioun vun der minimaler Wanddicke vun den Aktuatoren observéiert. > > Fir d'Verhale vu mëller Robotik ze beschreiwen, mussen hyperelastesch Materialbeschreiwunge a geometresch Deformatiounsmodeller integréiert ginn, déi zum Beispill analytesch oder numeresch kënne sinn. Dës Aarbecht ënnersicht verschidde Modeller fir d'Biegeverhale vun engem mëllen Roboteraktuator ze beschreiwen. Mechanesch Materialtester ginn ugewannt fir e hyperelastescht Materialmodell ze parametriséieren fir additiv hiergestallten thermoplastesche Polyurethan ze beschreiwen. > > Eng numeresch Simulatioun baséiert op der Finite-Element-Method gëtt parametriséiert fir d'Deformatioun vum Aktuator ze beschreiwen a mat engem kierzlech publizéierten analytesche Modell fir sou en Aktuator verglach. Béid Modellprognosen ginn mat den experimentellen Resultater vum mëllen Roboteraktuator verglach. Wärend méi grouss Ofwäichunge vum analytesche Modell erreecht ginn, prognostizéiert déi numeresch Simulatioun de Biegwénkel mat duerchschnëttlechen Ofwäichunge vun 9°, obwuel d'numeresch Simulatioune wesentlech méi laang fir d'Berechnung daueren. An engem automatiséierte Produktiounsëmfeld kann mëll Robotik d'Transformatioun vu steife Produktiounssystemer a Richtung agil an intelligent Produktioun ergänzen.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 25. November 2025