Una nueva tecnología de escaneo láser permitió a un grupo de investigadores imprimir en 3D una mano “con excelente elasticidad, de esta manera, también pueden crear estructuras similares a las humanas y, por lo tanto, abrir posibilidades completamente nuevas para la robótica blanda”.
La impresión 3D está progresando rápidamente y la gama de materiales que se pueden utilizar para ello ha adquirido un aumento decisivo. Si bien la tecnología se limitaba anteriormente a los plásticos de curado rápido, ahora también se pueden utilizar plásticos de curado lento gracias a un desarrollo posterior. Y estos tienen ventajas decisivas: tienen mejores propiedades elásticas, son más duraderos y robustos.
El uso de tales polímeros es posible gracias a una nueva tecnología de investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (ETH Zurich). Esto permite a los investigadores ahora producir robots complejos y más resistentes a partir de diferentes materiales de alta calidad en impresión 3D. Además, se pueden combinar fácilmente materiales suaves, elásticos y sólidos. Los investigadores también pueden crear cualquier pieza con cavidades y estructuras de filigrana.
Con la nueva tecnología, los investigadores de ETH Zurich lograron por primera vez imprimir una mano robótica con huesos, ligamentos y tendones de diferentes polímeros. “Con los poliacrilatos de rápido endurecimiento que hemos utilizado hasta ahora en la impresión 3D, no podríamos haber hecho esta mano”, explica Thomas Buchner, estudiante de doctorado en el grupo del profesor de robótica de ETH Robert Katzschmann y primer autor del estudio.
“Estamos utilizando nuevos polímeros de tioles de endurecimiento lento. Estos tienen muy buenas propiedades elásticas y vuelven al estado inicial mucho más rápido que los poliacrilatos después de la flexión”. Por lo tanto, los polímeros de tiola son ideales para producir las bandas elásticas de la mano del robot.
Además, la rigidez de los tioles se puede ajustar muy finamente y, por lo tanto, adaptarse a los requisitos de los robots blandos. “Los robots hechos de materiales blandos como la mano que hemos desarrollado tienen ventajas sobre los robots metálicos convencionales: debido a que son blandos, el riesgo de lesiones disminuye cuando trabajan con humanos y son más adecuados para el manejo de bienes frágiles”, explica la investigación.
Las impresoras 3D generalmente producen objetos capa por capa: las boquillas aplican el material deseado en forma espesa en cada punto. Una lámpara UV endurece cada capa de inmediato. Los procedimientos anteriores tienen un dispositivo que raspa las irregularidades después de cada paso de endurecimiento. Esto solo funciona con poliacrilatos de curado rápido. Los polímeros de endurecimiento lento, como los tioles y los epoxis, pegarían un dispositivo de raspado.
Para que los investigadores también pudieran utilizar polímeros de curado lento, desarrollaron aún más la impresión 3D: un escáner láser 3D comprueba inmediatamente cada capa impresa en busca de cualquier desnivel.
“Un mecanismo de retroalimentación compensa estas irregularidades al imprimir la siguiente capa calculando con precisión los ajustes necesarios en tiempo real de las cantidades de material a imprimir”, explica Wojciech Matusik, coautor del estudio. Esto significa que la nueva tecnología ya no iza las irregularidades, sino que simplemente las tiene en cuenta al imprimir la siguiente capa.
La empresa Inkbit, una empresa derivada del MIT, fue responsable del desarrollo de la nueva tecnología de impresión. Los investigadores de ETH Zurich desarrollaron varias aplicaciones robóticas y ayudaron a optimizar la tecnología de impresión para el uso de polímeros de curado lento. N
