TPU (hitaplastískt pólýúretan)hefur framúrskarandi eiginleika eins og sveigjanleika, teygjanleika og slitþol, sem gerir það að verkum að það er mikið notað í lykilhlutum manngerðra vélmenna eins og ytri hlífar, vélmennahendur og snertiskynjara. Hér að neðan er ítarlegt enskt efni flokkað úr viðurkenndum fræðiritum og tæknilegum skýrslum: 1. **Hönnun og þróun manngerðrar vélmennahanda með því að notaTPU efni** > **Útdráttur**: Greinin sem hér er kynnt nálgast lausn á flækjustigi mannlegrar vélmennahandar. Vélmennafræði er nú það svið sem er hvað mest í þróun og það hefur alltaf verið markmið að herma eftir mannlegum aðgerðum og hegðun. Mannleg hönd er ein af aðferðunum til að herma eftir mannlegum aðgerðum. Í þessari grein er hugmyndin um að þróa mannlega hönd með 15 frígráðum og 5 stýringum útfærð, auk þess sem vélræn hönnun, stjórnkerfi, samsetning og sérkenni vélmennahandarinnar hefur verið rædd. Höndin hefur mannlegt útlit og getur einnig framkvæmt mannlegar aðgerðir, til dæmis grip og handahreyfingar. Niðurstöðurnar sýna að höndin er hönnuð sem einn hluti og þarfnast ekki neinnar samsetningar og hún sýnir framúrskarandi lyftigetu, þar sem hún er úr sveigjanlegu hitaplasti pólýúretani.(TPU) efni, og teygjanleiki þess tryggir einnig að höndin sé örugg til að hafa samskipti við menn. Þessa hönd má einnig nota í manngerðum vélmenni sem og gervihönd. Takmarkaður fjöldi stýritækja gerir stjórnunina einfaldari og höndina léttari. 2. **Breyting á hitaplastísku pólýúretan yfirborði til að búa til mjúkan vélfæragrip með fjórvíddar prentunaraðferð** > Ein leið til þróunar á hagnýtri stigulsaukefnisframleiðslu er að búa til fjórvíddar (4D) prentaðar uppbyggingar fyrir mjúkan vélfæragrip, sem náðst hefur með því að sameina 3D prentun með samrunaútfellingarlíkönum við mjúka vatnsgelstýritæki. Þessi vinna leggur til hugmyndalega nálgun á að búa til orkuóháðan mjúkan vélfæragrip, sem samanstendur af breyttu 3D prentuðu haldaraundirlagi úr hitaplastísku pólýúretani (TPU) og stýritæki byggt á gelatínvetnisgeli, sem gerir kleift að forrita rakadræga aflögun án þess að nota flóknar vélrænar byggingar. > > Notkun á 20% gelatínbundnu hýdrógelsi veitir uppbyggingunni mjúka lífhermandi virkni vélrænna eininga og ber ábyrgð á snjöllum örvunarviðbrögðum við vélrænni virkni prentaðs hlutar með því að bregðast við bólguferlum í fljótandi umhverfi. Markviss yfirborðsvirkjun hitaplastísks pólýúretans í argon-súrefnisumhverfi í 90 sekúndur, við 100 w afl og 26,7 pa þrýsting, auðveldar breytingar á örléttingu þess og bætir þannig viðloðun og stöðugleika bólgna gelatínsins á yfirborði þess. > > Sú hugmynd að búa til 4D prentaðar lífsamhæfar greiður fyrir makróskópískt mjúkt vélrænt grip undir vatni getur veitt óinngripandi staðbundið grip, flutt smáa hluti og losað lífvirk efni við bólgu í vatni. Því er hægt að nota afköstin sem sjálfknúinn lífhermandi stýribúnað, innhylkingarkerfi eða mjúka vélmenni. 3. **Einkenni á ytri hlutum fyrir 3D prentaðan mannlíkan vélmenni með ýmsum mynstrum og þykktum** > Með þróun mannlíkanra vélmenna er þörf á mýkri ytri hliðum fyrir betri samskipti manna og vélmenna. Áfengismannvirki í málmefnum eru efnileg leið til að búa til mjúkt ytra byrði. Þessi mannvirki hafa einstaka vélræna eiginleika. Þrívíddarprentun, sérstaklega sameinuð filamentsframleiðsla (FFF), er mikið notuð til að búa til slík mannvirki. Hitaplastískt pólýúretan (TPU) er almennt notað í FFF vegna góðrar teygjanleika þess. Þessi rannsókn miðar að því að þróa mjúkt ytra byrði fyrir mannlega vélmennið Alice III með því að nota FFF þrívíddarprentun með Shore 95A TPU þræði. > > Í rannsókninni var notaður hvítur TPU þráður með þrívíddarprentara til að framleiða þrívíddar mannlega vélmennaarma. Vélmennaarmurinn var skipt í framhandlegg og upphandlegg. Mismunandi mynstur (heil og endurkomandi) og þykkt (1, 2 og 4 mm) voru notuð á sýnin. Eftir prentun voru beygju-, tog- og þjöppunarprófanir gerðar til að greina vélræna eiginleika. Niðurstöðurnar staðfestu að endurkomandi uppbyggingin var auðveldlega sveigjanleg í átt að beygjukúrfunni og krafðist minni álags. Í þjöppunarprófunum þoldi endurkomandi uppbyggingin álagið samanborið við heila uppbyggingu. > > Eftir að hafa greint allar þrjár þykktirnar var staðfest að endurkomubyggingin með 2 mm þykkt hafði framúrskarandi eiginleika hvað varðar beygju-, tog- og þjöppunareiginleika. Þess vegna er endurkomumynstrið með 2 mm þykkt hentugra til að framleiða þrívíddarprentaðan mannlíkan vélmennaarm. 4. **Þessir þrívíddarprentuðu TPU „mjúku húð“ púðar gefa vélmennum ódýra og mjög næma snertiskynjun** > Rannsakendur frá Háskólanum í Illinois í Urbana – Champaign hafa fundið upp ódýra leið til að gefa vélmennum mannlega snertiskynjun: þrívíddarprentaðir mjúkir húðpúðar sem einnig þjóna sem vélrænir þrýstiskynjarar. > > Snertiskynjarar vélmenna innihalda venjulega mjög flóknar rafeindabúnaðarrásir og eru nokkuð dýrir, en við höfum sýnt fram á að hægt er að búa til hagnýta og endingargóða valkosti mjög ódýrt. Þar að auki, þar sem þetta er bara spurning um að endurforrita þrívíddarprentara, er auðvelt að aðlaga sömu tækni að mismunandi vélmennakerfum. Vélmennabúnaður getur falið í sér mikla krafta og tog, þannig að hann þarf að vera nokkuð öruggur ef hann á annað hvort að hafa bein samskipti við menn eða vera notaður í mannaumhverfi. Búist er við að mjúk húð muni gegna mikilvægu hlutverki í þessu tilliti þar sem hann er hægt að nota bæði til að uppfylla vélræna öryggiskröfur og til að skynja snertingu. > > Skynjari teymisins er gerður úr púðum sem prentaðir eru úr hitaplastísku úretani (TPU) á tilbúnum Raise3D E2 3D prentara. Mjúka ytra lagið þekur holan fyllingarhluta og þegar ytra lagið er þjappað saman breytist loftþrýstingurinn að innan í samræmi við það - sem gerir Honeywell ABP DANT 005 þrýstiskynjara tengdum Teensy 4.0 örstýringu kleift að greina titring, snertingu og vaxandi þrýsting. Ímyndaðu þér að þú viljir nota mjúka húðaða vélmenni til að aðstoða á sjúkrahúsi. Þau þyrfti að sótthreinsa reglulega eða skipta reglulega um húðina. Hvort heldur sem er, þá er kostnaðurinn mikill. Hins vegar er 3D prentun mjög stigstærðanleg, þannig að hægt er að framleiða skiptanlega hluti á ódýran hátt og smella þeim auðveldlega af og á vélmenninu. 5. **Viðbótarframleiðsla á TPU loftnetum sem mjúkir vélfærafræðilegir stýringar** > Í þessari grein er viðbótarframleiðsla (AM) á hitaplastísku pólýúretani (TPU) rannsökuð í samhengi við notkun þess sem mjúkra vélfærafræðilegra íhluta. Í samanburði við önnur teygjanleg AM efni sýnir TPU yfirburða vélræna eiginleika hvað varðar styrk og álag. Með sértækri leysigeislasintrun eru loftbeygjustýringar (pneu-net) þrívíddarprentaðar sem mjúk vélfærafræðileg dæmisaga og metnar tilraunakennt með tilliti til sveigju yfir innri þrýstingi. Leki vegna loftþéttleika er athugaður sem fall af lágmarksveggþykkt stýringanna. > > Til að lýsa hegðun mjúkra vélfærafræði þarf að fella lýsingar á ofurteygjanlegu efni inn í rúmfræðilegar aflögunarlíkön sem geta verið — til dæmis — greiningar- eða tölulegar. Þessi grein fjallar um mismunandi líkön til að lýsa beygjuhegðun mjúks vélfærafræðilegs stýringar. Vélræn efnispróf eru notuð til að færibreyta ofurteygjanlegu efnislíkani til að lýsa viðbættu framleiddu hitaplastísku pólýúretani. > > Töluleg hermun byggð á endanlegri þáttaaðferð er færibreytt til að lýsa aflögun stýringarins og borin saman við nýlega birt greiningarlíkan fyrir slíkan stýringu. Báðar spár líkananna eru bornar saman við tilraunaniðurstöður mjúku vélmennastýringarinnar. Þó að greiningarlíkanið nái stærri frávikum, spáir tölulega hermunin fyrir um beygjuhornið með meðalfrávikum upp á 9°, þó að útreikningar á tölulegu hermunum taki mun lengri tíma. Í sjálfvirku framleiðsluumhverfi geta mjúk vélmenni bætt við umbreytingu stífra framleiðslukerfa í átt að lipurri og snjallri framleiðslu.
Birtingartími: 25. nóvember 2025