samedi, 2 mars 2024

L’équipe imprime une main robotique avec des os, des ligaments et des tendons

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ETH Zurich

Des chercheurs ont, pour la première fois, imprimé une main robotique avec des os, des ligaments et des tendons fabriqués à partir de divers polymères en utilisant une marque- nouvelle méthode de numérisation laser.

L’impression 3D progresse rapidement et la gamme de matériaux pouvant être utilisés s’est considérablement élargie. Alors que l’innovation était auparavant limitée aux plastiques à durcissement rapide, elle est désormais idéale pour les plastiques à durcissement lent. Ceux-ci présentent des avantages indéniables car ils ont réellement amélioré les maisons flexibles et sont plus durables et plus robustes.

L’utilisation de tels polymères est rendue possible par une nouvelle innovation qui permet aux chercheurs d’imprimer en 3D des robots complexes et plus durables à partir de une variété de produits de haute qualité en une seule fois. Cette toute nouvelle innovation facilite également l’intégration de produits souples, élastiques et rigides. Les chercheurs peuvent également l’utiliser pour développer des structures délicates et des pièces comportant des cavités.

« Nous n’aurions pas pu réaliser cette main avec les polyacrylates à durcissement rapide que nous avons utilisés jusqu’à présent dans l’impression 3D,  » déclare Thomas Buchner, doctorant dans le groupe de Robert Katzschmann, professeur de robotique à l’ETH Zurich et premier auteur de l’étude publiée dans.

« Nous utilisons désormais des polymères de thiolène à durcissement lent. Ceux-ci ont d’excellentes propriétés. flexibles et reviennent à leur état d’origine beaucoup plus rapidement après pliage que les polyacrylates. »

Cela rend les polymères de thiolène idéaux pour produire les ligaments élastiques de la main robotique. De plus, l’étanchéité des thiolènes peut être très bien ajustée pour satisfaire les exigences de la robotique souple.

« Les robots fabriqués à partir de matériaux souples, comme la main que nous avons développée, présentent des avantages par rapport à la robotique standard fabriquée à partir de Du fait qu’elles sont souples, il y a moins de risque de blessure lorsqu’elles sont en contact avec des êtres humains et elles sont bien mieux adaptées à la manipulation d’objets délicats », explique Katzschmann.

Les imprimantes 3D sont généralement produire des articles couche par couche : les buses transfèrent un produit proposé sous forme épaisse à chaque point ; une lampe UV durcit ensuite chaque couche immédiatement. Les approches précédentes incluaient un gadget qui grattait les irrégularités de surface après chaque étape de traitement. Cela ne fonctionne qu’avec des polyacrylates à durcissement rapide. Les polymères à durcissement lent, tels que les thiolènes et les époxy, gommeraient le grattoir.

Pour s’adapter à l’utilisation de polymères à durcissement lent, les scientifiques ont approfondi l’impression 3D en incluant un scanner laser 3D qui vérifie immédiatement chaque impression. couche pour toute anomalie de surface.

« Un mécanisme de rétroaction compense ces irrégularités lors de l’impression de la couche suivante en calculant toutes les modifications nécessaires de la quantité de matériau à imprimer en temps réel et avec une précision précise », déclare co-auteur Wojciech Matusik, professeur au Massachusetts Institute of Technology.

Cela suggère qu’au lieu d’effilocher les couches inégales, la nouvelle innovation prend simplement en compte les irrégularités lors de l’impression de la couche suivante.

Inkbit, une spin-off du MIT, était responsable du développement de la nouvelle innovation d’impression. Les scientifiques de l’ETH Zurich ont mis au point plusieurs applications robotiques et contribué à optimiser l’innovation d’impression pour une utilisation avec des polymères à durcissement lent.

À l’ETH Zurich, le groupe de Katzschmann utilisera la technologie pour explorer des possibilités supplémentaires et créer des structures et établir des applications supplémentaires. Inkbit prévoit d’utiliser la nouvelle technologie pour fournir un service d’impression 3D à ses clients et proposer de toutes nouvelles imprimantes.

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