{"id":71007,"date":"2023-11-27T00:02:38","date_gmt":"2023-11-26T23:02:38","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/?p=71007"},"modified":"2023-11-24T16:18:41","modified_gmt":"2023-11-24T15:18:41","slug":"eth-zurich-fabricacion-aditiva-robotica-blanda-271120232","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/eth-zurich-fabricacion-aditiva-robotica-blanda-271120232\/","title":{"rendered":"ETH Zurich demuestra las ventajas de combinar la fabricaci\u00f3n aditiva y la rob\u00f3tica blanda"},"content":{"rendered":"

En los \u00faltimos a\u00f1os hemos asistido a un auge de la <\/span>rob\u00f3ti<\/span>ca blanda<\/span>. Se tratan de<\/span> robots fabricados con materiales flexibles <\/span>que <\/span>permiten deformaciones el\u00e1sticas y minimizan los riesgos que conlleva<\/span>n<\/span> el uso de materiales r\u00edgidos como el acero o el aluminio. Las ventajas de este tipo de <\/span>rob\u00f3ti<\/span>ca se <\/span>aprovechan <\/span>en campos muy diversos, como la salud, donde se ensaya la interacci\u00f3n hombre-m\u00e1quina y el agarre de objetos fr\u00e1giles o complejos. Hoy en d\u00eda, la <\/span>rob\u00f3ti<\/span>ca <\/span>blanda <\/span>se ve cada vez m\u00e1s afectada por el crecimiento de la fabricaci\u00f3n aditiva<\/span>.<\/span> A<\/span>mbas tecnolog\u00edas se combinan cada vez m\u00e1s en muchos sectores para dise\u00f1ar soluciones m\u00e1s eficaces. Con el r\u00e1pido desarrollo de materiales compatibles con la impresi\u00f3n 3D, como la silicona<\/a>, estamos asistiendo a una serie de nuevas aplicaciones en <\/span>rob\u00f3ti<\/span>ca. <\/span>Este <\/span>es el caso de la presentada por el MIT y ETH<\/span> Z<\/span>u<\/span>ric<\/span>h<\/span>, que han desarrollado una mano <\/span>rob\u00f3ti<\/span>ca impresa en 3D bastante inusual.<\/span><\/span><\/p>\n

Las partes implicadas en este proyecto han logrado transformar pl\u00e1sticos de endurecimiento lento en impresi\u00f3n 3D<\/a>. Estos pl\u00e1sticos son el\u00e1sticos, m\u00e1s duraderos y permiten que un robot port\u00e1til los imprima de una sola pasada. Este \u00e9xito ha sido posible gracias a la cooperaci\u00f3n con la startup estadounidense Inkbit y su tecnolog\u00eda. Trabajaron juntos en el estudio <\/span>\u201c<\/span>Vision-controlled<\/span> jetting<\/span> for<\/span> composite <\/span>systems<\/span> and robots<\/span><\/em>\u201d<\/span>, con el objetivo de producir estructuras complejas de alta resoluci\u00f3n con distintas propiedades materiales<\/span>,<\/span> y recrear las funciones de los organismos naturales de forma sint\u00e9tica. Combinaron la impresi\u00f3n 3D con esc\u00e1neres l\u00e1ser<\/a> y un mecanismo de retroalimentaci\u00f3n. Este m\u00e9todo ha permitido <\/span>fabricar con <\/span>pol\u00edmeros de baja viscosidad y endurecimiento lento con una excelente elasticidad. Como resultado, es posible producir materiales complejos y resistentes para <\/span>robots, compuestos de distintos materiales de alta calidad y con una combinaci\u00f3n de estructuras el\u00e1sticas y r\u00edgidas. La impresi\u00f3n continua de piezas <\/span>filigranadas<\/span> y estructuras con cavidades similares a las de un ser humano tambi\u00e9n abre nuevas perspectivas para la rob\u00f3tica blanda. Los resultados del estudio se publicaron a principios de este mes en la revista <\/span>Nature<\/span><\/em>.<\/span><\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

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El estudio muestra nuevas posibilidades para la rob\u00f3tica blanda y la <\/span>fabricaci\u00f3n aditiva.<\/span> (<\/span>Cr\u00e9ditos: <\/span>Thomas Buchner et al; Nature)<\/p><\/div>\n

Como parte del estudio, la ETH de Z\u00farich e Inkbit probaron su m\u00e9todo en vari<\/span>a<\/span>s aplicaci<\/span>ones<\/span>. Produjeron una amplia gama de compuestos de alta resoluci\u00f3n y varios robots, incluidas manos rob\u00f3ticas, bombas card\u00edacas y otras estructuras de metamateriales. Uno de los ejemplos m\u00e1s notables es una mano rob\u00f3tica con huesos y ligamentos artificiales. Est\u00e1 hecha de distintos pol\u00edmeros y tiene cavidades para alojar sensores. Se imprimi\u00f3 en un sol<\/span>o<\/span> proceso <\/span>y no fue necesario ensamblarla<\/span> a posteriori<\/span>. Los pol\u00edmeros utilizados son una de las razones.<\/span><\/span><\/p>

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\u201c<\/span>No habr\u00edamos podido fabricar esta mano con los poliacrilatos de polimerizaci\u00f3n r\u00e1pida que utilizamos para la impresi\u00f3n 3D<\/span>\u201d<\/span><\/em>, explica Thomas Buchner, estudiante de doctorado del grupo de rob\u00f3tica de la ETH y primer autor del estudio.<\/span> \u201c<\/span>Ahora utilizamos pol\u00edm<\/span>eros de<\/span> tiolen<\/span>o<\/span> de polimerizaci\u00f3n lenta. Tienen muy buenas propiedades el\u00e1sticas y vuelven a su estado original mucho m\u00e1s r\u00e1pido que los poliacrilatos despu\u00e9s de ser doblados<\/span>\u201d<\/span><\/em>.<\/span><\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

Estas propiedades tambi\u00e9n convierten a los pol\u00edmeros de <\/span>tioleno<\/span> en materiales ideales para fabricar las bandas el\u00e1sticas de la mano rob\u00f3tica. Adem\u00e1s, la rigidez de los tioles puede ajustarse con precisi\u00f3n a los requisitos de los robots blandos. <\/span>\u201c<\/span>Los robots fabricados con materiales flexibles, como la mano que hemos desarrollado, tienen ventajas sobre los robots met\u00e1licos convencionales<\/span>. A<\/span>l ser flexibles, se reduce el riesgo de lesiones y son m\u00e1s adecuados para manipular mercanc\u00edas fr\u00e1giles<\/span>\u201d<\/span><\/em>, a\u00f1ade Robert<\/span> K<\/span>atzschmann<\/span>,<\/span> catedr\u00e1tico de la ETH.<\/span><\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

Combinando la impresi\u00f3n 3D y la rob\u00f3tica<\/h3>\n

El enfoque adoptado por el MIT, la ETH e <\/span>Inkbit<\/span> para la mano rob\u00f3tica tambi\u00e9n ofrece un alto rendimiento y un proceso de impresi\u00f3n <\/span>multimaterial<\/span> automatizado con gran escalabilidad. Los pol\u00edmeros de curado lento antes mencionados (<\/span>tiolenos<\/span> y epoxis) desempe\u00f1aron un papel fundamental en la creaci\u00f3n de la mano rob\u00f3tica. <\/span>Adem\u00e1s<\/span>, que puedan procesarse mediante impresi\u00f3n 3D tambi\u00e9n depende de la tecnolog\u00eda utilizada. Hasta ahora, s\u00f3lo los pol\u00edmeros de curado r\u00e1pido pod\u00edan procesarse mediante impresi\u00f3n 3D, ya que un dispositivo raspar\u00eda cualquier irregularidad tras el curado, garantizando as\u00ed piezas de la calidad adecuada. Sin embargo, los pol\u00edmeros de curado lento har\u00edan que un rascador de este tipo se atascara, por lo que merece la pena examinar m\u00e1s de cerca la tecnolog\u00eda empleada por la ETH de Z\u00farich en su investigaci\u00f3n.<\/span><\/span><\/p>\n

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La mano rob\u00f3tica impresa en 3D consta de huesos, tendones y ligamentos artificiales<\/span>, hechos<\/span> de distintos materiales, incluidos pl\u00e1sticos blandos y el\u00e1sticos (<\/span>Cr\u00e9ditos<\/span>:<\/span><\/span>\u00a0<\/span>Thomas Buchner et al; Nature)<\/p><\/div>\n

Esta es la ventaja de la tecnolog\u00eda Vision Controlled Jetting<\/strong> desarrollada por la start-up estadounidense Inkbit, una spin-off del MIT. Con esta tecnolog\u00eda de impresi\u00f3n, un proceso de inyecci\u00f3n de tinta, unas boquillas aplican el material viscoso deseado en cada punto, que luego se cura capa a capa mediante una l<\/span>uz <\/span>UV. La particularidad de esta tecnolog\u00eda es que un esc\u00e1ner <\/span>3D <\/span>l\u00e1ser comprueba si hay irregularidades en la capa impresa, <\/span>lo<\/span> cual <\/span>se tienen en cuenta al aplicar la siguiente capa.<\/span><\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

\u201c<\/span>Un mecanismo de retroalimentaci\u00f3n compensa estas irregularidades al imprimir la siguiente capa calculando en tiempo real los ajustes precisos de la cantidad de material que se va a imprimir<\/span>\u201d<\/span>,<\/span> explica <\/span>W<\/span>ojciech<\/span> M<\/span>atusik<\/span>,<\/span> profesor del MIT y coautor del estudio. Esto significa que el sistema de escaneado capta la estructura 3D y permite una adaptaci\u00f3n inmediata gracias a un bucle de retroalimentaci\u00f3n digital. Esto elimina la necesidad de soluciones mec\u00e1nicas adicionales y facilita un proceso sin contacto que permite imprimir pl\u00e1sticos de endurecimiento continuo con diferentes elasticidades. Como soporte de impresi\u00f3n<\/a> se utiliza cera, que se funde a 60 grados cent\u00edgrados.<\/span><\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

Una de las dificultades a las que se enfrent\u00f3 el equipo en el marco de este proyecto de investigaci\u00f3n fue que algunas de las piezas impresas sufr\u00edan <\/span>el efecto <\/a><\/span>warping<\/span><\/a>. Adem\u00e1s, las capas de las impresiones <\/span>multimaterial<\/span> no siempre se adher\u00edan bien, aunque esto podr\u00eda mejorarse en el futuro. La alta resoluci\u00f3n global, la rapidez del proceso de impresi\u00f3n y la amplia gama de materiales con distintas propiedades pueden permitir ya una gran variedad de robots h\u00edbridos, flexibles\/r\u00edgidos y otras aplicaciones. El MIT y la ETH de Z\u00farich han podido optimizar la tecnolog\u00eda de impresi\u00f3n de <\/span>Inkbit<\/span> para el uso de pol\u00edmeros de curado lento probando diversas aplicaciones. Ahora se concentrar\u00e1n en explorar otras posibilidades e intentar imprimir y probar estructuras a\u00fan m\u00e1s complejas. El objetivo de <\/span>Inkbit<\/span> es desarrollar y comercializar la tecnolog\u00eda. P<\/span>uedes encontrar <\/span>m\u00e1s informaci\u00f3n sobre el estudio<\/span><\/span>\u00a0aqu\u00ed<\/a>.<\/p>\n