TPU (poliuretà termoplàstic)té propietats destacades com ara flexibilitat, elasticitat i resistència al desgast, cosa que la fa àmpliament utilitzada en components clau de robots humanoides com ara cobertes exteriors, mans robòtiques i sensors tàctils. A continuació es mostren materials detallats en anglès ordenats a partir d'articles acadèmics i informes tècnics acreditats: 1. **Disseny i desenvolupament d'una mà robòtica antropomòrfica utilitzantMaterial de TPU** > **Resum**：L'article que es presenta aquí aborda la resolució de la complexitat d'una mà robòtica antropomòrfica. La robòtica és actualment el camp més avançat i sempre hi ha hagut la intenció d'imitar l'actuació i el comportament similars als humans. Una mà antropomòrfica és un dels enfocaments per imitar operacions similars als humans. En aquest article, s'ha elaborat la idea de desenvolupar una mà antropomòrfica amb 15 graus de llibertat i 5 actuadors, així com s'ha discutit el disseny mecànic, el sistema de control, la composició i les peculiaritats de la mà robòtica. La mà té un aspecte antropomòrfic i també pot realitzar funcionalitats similars a les humanes, com ara agafar i representar gestos amb les mans. Els resultats revelen que la mà està dissenyada com una sola peça i no necessita cap tipus de muntatge, i presenta una excel·lent capacitat d'aixecament de pes, ja que està feta de poliuretà termoplàstic flexible.material (TPU), i la seva elasticitat també garanteix que la mà sigui segura per interactuar amb els humans. Aquesta mà es pot utilitzar tant en un robot humanoide com en una mà protètica. El nombre limitat d'actuadors fa que el control sigui més senzill i la mà més lleugera. 2. **Modificació d'una superfície de poliuretà termoplàstic per crear una pinça robòtica suau mitjançant un mètode d'impressió en quatre dimensions** > Una de les vies per al desenvolupament de la fabricació additiva per gradient funcional és la creació d'estructures impreses en quatre dimensions (4D) per a la subjecció robòtica suau, aconseguida combinant la impressió 3D de modelatge per deposició fusionada amb actuadors d'hidrogel suau. Aquest treball proposa un enfocament conceptual per crear una pinça robòtica suau independent de l'energia, que consisteix en un substrat de suport imprès en 3D modificat fet de poliuretà termoplàstic (TPU) i un actuador basat en un hidrogel de gelatina, que permet una deformació higroscòpica programada sense utilitzar construccions mecàniques complexes. > > L'ús d'un hidrogel a base de gelatina al 20% confereix una funcionalitat biomimètica robòtica suau a l'estructura i és responsable de la funcionalitat mecànica intel·ligent que respon als estímuls de l'objecte imprès, responent als processos d'inflamació en entorns líquids. La funcionalització superficial específica del poliuretà termoplàstic en un entorn d'argó-oxigen durant 90 s, a una potència de 100 w i una pressió de 26,7 pa, facilita els canvis en el seu microrelleu, millorant així l'adhesió i l'estabilitat de la gelatina inflada a la seva superfície. > > El concepte realitzat de crear estructures de pinta biocompatibles impreses en 4D per a la subjecció robòtica suau macroscòpica sota l'aigua pot proporcionar una subjecció local no invasiva, transportar objectes petits i alliberar substàncies bioactives en inflar-se a l'aigua. Per tant, el producte resultant es pot utilitzar com a actuador biomimètic autoalimentat, sistema d'encapsulació o robòtica suau. 3. **Caracterització de les parts exteriors d'un braç robòtic humanoide imprès en 3D amb diversos patrons i gruixos** > Amb el desenvolupament de la robòtica humanoide, es necessiten exteriors més suaus per a una millor interacció humà-robot. Les estructures auxètiques en metamaterials són una manera prometedora de crear exteriors tous. Aquestes estructures tenen propietats mecàniques úniques. La impressió 3D, especialment la fabricació de filaments fusionats (FFF), s'utilitza àmpliament per crear aquestes estructures. El poliuretà termoplàstic (TPU) s'utilitza habitualment en FFF a causa de la seva bona elasticitat. Aquest estudi té com a objectiu desenvolupar una coberta exterior suau per al robot humanoide Alice III mitjançant la impressió 3D FFF amb un filament de TPU Shore 95A. > > L'estudi va utilitzar un filament de TPU blanc amb una impressora 3D per fabricar braços de robot humanoide 3DP. El braç del robot es va dividir en parts d'avantbraç i braç superior. Es van aplicar diferents patrons (sòlid i reentrant) i gruixos (1, 2 i 4 mm) a les mostres. Després de la impressió, es van realitzar proves de flexió, tracció i compressió per analitzar les propietats mecàniques. Els resultats van confirmar que l'estructura reentrant era fàcilment flexible cap a la corba de flexió i requeria menys estrès. En les proves de compressió, l'estructura reentrant va ser capaç de suportar la càrrega en comparació amb l'estructura sòlida. > > Després d'analitzar els tres gruixos, es va confirmar que l'estructura reentrant amb un gruix de 2 mm tenia excel·lents característiques pel que fa a les propietats de flexió, tracció i compressió. Per tant, el patró reentrant amb un gruix de 2 mm és més adequat per a la fabricació d'un braç de robot humanoide imprès en 3D. 4. **Aquestes coixinets de "pell suau" de TPU impreses en 3D donen als robots un sentit del tacte de baix cost i altament sensible** > Investigadors de la Universitat d'Illinois a Urbana-Champaign han trobat una manera de baix cost de donar als robots un sentit del tacte semblant al humà: coixinets de pell suau impresos en 3D que també funcionen com a sensors de pressió mecànica. > > Els sensors robòtics tàctils solen contenir conjunts d'electrònica molt complicats i són força cars, però hem demostrat que es poden fabricar alternatives funcionals i duradores de manera molt econòmica. A més, com que només es tracta de reprogramar una impressora 3D, la mateixa tècnica es pot personalitzar fàcilment per a diferents sistemes robòtics. El maquinari robòtic pot implicar grans forces i parells de forces, per la qual cosa cal que sigui força segur si ha d'interactuar directament amb els humans o s'utilitzarà en entorns humans. S'espera que la pell suau tingui un paper important en aquest sentit, ja que es pot utilitzar tant per al compliment de la seguretat mecànica com per a la detecció tàctil. > > El sensor de l'equip està fabricat amb coixinets impresos de poliuretà termoplàstic (TPU) en una impressora 3D Raise3D E2 estàndard. La capa exterior suau cobreix una secció de farciment buida i, a mesura que la capa exterior es comprimeix, la pressió de l'aire a l'interior es modifica en conseqüència, cosa que permet que un sensor de pressió Honeywell ABP DANT 005 connectat a un microcontrolador Teensy 4.0 detecti vibracions, tacte i pressió creixent. Imagineu-vos que voleu utilitzar robots de pell suau per ajudar en un entorn hospitalari. Caldria desinfectar-los regularment o bé substituir la pell regularment. Sigui com sigui, hi ha un cost enorme. Tanmateix, la impressió 3D és un procés molt escalable, de manera que les peces intercanviables es poden fabricar a baix cost i es poden encaixar fàcilment al cos del robot. 5. **Fabricació additiva de xarxes pneumàtiques de TPU com a actuadors robòtics tous** > En aquest article, s'investiga la fabricació additiva (AM) de poliuretà termoplàstic (TPU) en el context de la seva aplicació com a components robòtics tous. En comparació amb altres materials AM elàstics, el TPU revela propietats mecàniques superiors pel que fa a la resistència i la deformació. Mitjançant la sinterització làser selectiva, els actuadors pneumàtics de flexió (xarxes pneumàtiques) s'imprimeixen en 3D com a estudi de cas de robòtica tova i s'avaluen experimentalment respecte a la desviació per pressió interna. S'observa la fuita deguda a l'estanquitat com a funció del gruix mínim de la paret dels actuadors. > > Per descriure el comportament de la robòtica tova, cal incorporar descripcions de materials hiperelàstics en models de deformació geomètrica que poden ser, per exemple, analítics o numèrics. Aquest article estudia diferents models per descriure el comportament de flexió d'un actuador robòtic tou. S'apliquen proves de materials mecànics per parametritzar un model de material hiperelàstic per descriure el poliuretà termoplàstic fabricat additivament. > > Es parametritza una simulació numèrica basada en el mètode dels elements finits per descriure la deformació de l'actuador i es compara amb un model analític publicat recentment per a aquest actuador. Les prediccions d'ambdós models es comparen amb els resultats experimentals de l'actuador robòtic suau. Mentre que el model analític aconsegueix desviacions més grans, la simulació numèrica prediu l'angle de flexió amb desviacions mitjanes de 9°, tot i que les simulacions numèriques triguen significativament més temps per al càlcul. En un entorn de producció automatitzat, la robòtica suau pot complementar la transformació dels sistemes de producció rígids cap a una fabricació àgil i intel·ligent.
Data de publicació: 25 de novembre de 2025