Harvard Üniversitesi’nden mühendisler, yumuşak robotların en büyük sorunlarından biri olan kontrollü ve öngörülebilir hareket problemini aşan yeni bir 3D baskı tekniği geliştirdi. Advanced Materials dergisinde yayımlanan çalışmada, robotların bükülme, dönme ve kavrama gibi hareketleri sonradan eklenen mekanizmalarla değil, doğrudan malzemenin içine gömülü şekilde üretiliyor.
Karmaşık montaj süreçlerini ortadan kaldırıyor
Geleneksel yumuşak robot üretimi; kalıplama, döküm, katman birleştirme ve sızdırmazlık gibi zaman alan aşamalara dayanıyor. Harvard ekibinin geliştirdiği yöntem ise bu süreci tek adımlı bir 3D baskı işlemine indiriyor. “Döner çok malzemeli 3D baskı” olarak tanımlanan teknikte, tek bir döner nozul üzerinden birden fazla malzeme aynı anda basılıyor. Nozulun sürekli dönmesi sayesinde, filamentin iç yapısı hassas biçimde kontrol ediliyor.
Bu süreçte dış katmanda dayanıklı bir poliüretan kabuk oluşturulurken, iç kısımda geçici olarak jel benzeri bir polimer (poloksamer) kullanılıyor. Baskı tamamlandıktan sonra bu jel yıkanarak uzaklaştırılıyor ve geride, önceden hesaplanmış geometrilere sahip içi boş kanallar kalıyor. Bu kanallar, basınçlı hava veya sıvı verildiğinde robotun hangi yönde, ne kadar ve nasıl hareket edeceğini belirleyen programlanabilir kaslar gibi çalışıyor.
Araştırmanın dikkat çekici yönlerinden biri, hareket mantığının yazılım ya da ek donanım yerine doğrudan geometriyle kodlanması. Filamentin içindeki helisel yapıların yönü ve açısı değiştirilerek, aynı baskı sürecinde farklı hareket tepkileri elde edilebiliyor. Çalışmada yer alan örneklerde, hava verildiğinde çiçek gibi açılan spiral bir aktüatör ve nesneleri kavrayabilen eklemli bir tutucu üretilmiş durumda. Her iki yapı da tek parça ve kesintisiz baskı yoluyla oluşturuldu. Araştırmacılara göre bu yaklaşım, yumuşak robot tasarımında köklü bir değişimi temsil ediyor. Daha önce günler süren montaj süreçleri, yalnızca baskı parametrelerinin ayarlanmasıyla saatler içinde yeniden tasarlanabiliyor. Üstelik mevcut 3D yazıcılarda donanımsal bir değişiklik gerektirmiyor.
Tekniğin potansiyel kullanım alanları endüstriyel robotik ile sınırlı değil. İnsan dokusuna uyum sağlayabilen cerrahi aletler, vücuda daha iyi oturan giyilebilir destek sistemleri ve kırılgan parçaları zarar vermeden taşıyabilen üretim hatları da bunlar arasında. Araştırma ekibi, bu yöntemle hareketin sonradan eklenen bir özellik olmaktan çıkıp, doğrudan üretim aşamasında tanımlanan temel bir fonksiyon hâline geldiğini vurguluyor.
https://www.youtube.com/embed/BK9K_mJjlxE
Kaynak : https://www.donanimhaber.com/3d-baskiyla-uretilen-robotlar-icin-devrimsel-gelisme–201841
