3D-Druck: Wettkampfroboter leichter, stärker und schneller machen!

Durch die Gelegenheit der Frühlingsfest-Gala erlangte der tanzende Roboter über Nacht große Aufmerksamkeit.

In den letzten Jahren erfreut sich das Konzept der Robotik großer Beliebtheit. Groß angelegte Robotik-Wettbewerbe an Universitäten bieten jungen Studierenden Plattformen, um ihre Interessen zu entwickeln und ihre Fähigkeiten zu verbessern.

Arbeiten des SPR Robotics Teams der China University of Petroleum (Peking)

Im Wettkampf-Roboterbau sind Geschwindigkeit, Gewicht, Haltbarkeit und Innovation entscheidend. Die Entwicklung der 3D-Drucktechnologie, gepaart mit einer großen Vielfalt an Hochleistungsmaterialien, bietet beispiellose Freiheit bei Design und Fertigung von Wettkampfrobotern.

In der Praxis wird die 3D-Drucktechnologie eingesetzt, um schnell Strukturkomponenten, Halterungen, Bewegungsteile und Schutzhüllen für elektronische Geräte zu individualisieren. Gängige Materialien sind PLA, ABS, PETG, PET, PA-CF, PA, TPU sowie weitere Materialien wie Glasfaser, Kohlefaser, hochtemperaturbeständige, flammhemmende oder antistatische Materialien.

Verschiedene Materialien werden bei Wettkampfrobotern mit unterschiedlichen Schwerpunkten eingesetzt. Anwender können Materialien flexibel basierend auf den Designanforderungen ihres Roboters auswählen.

Während des Wettkampfs können Roboter beispielsweise auf hochintensive Kollisionen treffen. Hochfeste Materialien wie kohlefaserverstärktes Nylon und ABS-Glasfaser können den Roboter schützen, verhindern, dass Schlüsselkomponenten brechen, die Haltbarkeit verbessern und die Leistung des Roboters im Wettkampf steigern.

Kohlefaserverbundstoffe, Nylon und andere hochfeste Materialien mit geringer Dichte können das Gewicht des Roboters reduzieren, seine Geschwindigkeit verbessern und die Motorlast verringern, wodurch die Akkulaufzeit verlängert wird.

Flexible Materialien spielen eine wichtige Rolle beim Schutz von Leiterplatten und anderen kritischen Komponenten.

Einige Beispiele für Druckanwendungen

1.3D-gedrucktes Drehrad für Wettkampfroboter

Dieses Material stammt vom US-Partner AndyMark von eSUN, und die Komponente wird mit Nylon-Kohlefasermaterial gedruckt.

2.3D-gedruckter Ballschleuder für Wettkampfroboter

Dieses Material stammt vom BOF Robotics Team der Nanjing University of Aeronautics and Astronautics.

Wie im Bild gezeigt, wird die Komponente überwiegend mit 3D-Druck hergestellt, wobei die obere Hülle den Motor schützt und die Schleuder verbindet. Der Boden ist als sechseckiges Zifferblatt für stabiles Schleudern gestaltet, und am Ende der Schleuder sind kleine Lager angebracht, um die Reibung beim Balltransport zu reduzieren und einen reibungslosen und stabilen Ausstoß während des Wettkampfs zu gewährleisten.

3.3D-gedruckte Strukturteile für Wettkampfroboter

Dieses Material stammt vom SPR Robotics Team der China University of Petroleum (Peking). Wie im Bild gezeigt, besteht die Direktausstoß-Schleuder aus drei gedruckten Teilen, einschließlich der oberen und unteren Schleuderwände und der mittleren Schleudergabel. Die Gabel wird mit eSUNs ABS-GF-Material gedruckt, um die strukturelle Festigkeit zu erhöhen und ein Brechen der Schleuder beim Ballschleudern zu verhindern.

4.3D-gedruckte Strukturteile für Wettkampfroboter

Dieses Material stammt vom TRoMaC Robotics Team der Taiyuan University of Technology. Wie im Bild gezeigt, wird TPU-95A, ein Material mit ausgezeichneter Flexibilität, hoher Härte und guter Rückstellfähigkeit, bei der Herstellung von stoßdämpfenden Schutzteilen für den Roboter verwendet, um Schäden zu reduzieren und kritische Bereiche zu schützen.

Darüber hinaus wird TPU-95A zur Herstellung von Dartkörpern in Dart-Systemen verwendet, wo seine ausgezeichnete Zähigkeit und Rückstellfähigkeit Brüche durch hochintensive, augenblickliche Stöße verhindern und eine schnelle Erholung nach kurzfristiger Kompression ermöglichen.

5.3D-gedruckte Strukturteile für Wettkampfroboter

Dieses Material stammt vom TUP Robotics Team der Shenyang Aerospace University. Die obigen Bilder zeigen die Schnellverschluss-Halterung für die Flugsteuerung und das Gehäuse für den UV-Lichtstreifen, beide gedruckt mit eSUNs flammhemmendem ABS.

Die Schnellverschluss-Halterung für die Flugsteuerung ist einfach zu installieren, hochzuverlässig und bietet Vibrations- und Stoßfestigkeit, was die Vielseitigkeit und Austauschbarkeit verbessert.

In der Anwendung bieten die ausgezeichneten flammhemmenden Eigenschaften, die hohe Wärmeformbeständigkeitstemperatur, die hohe Zähigkeit und Schlagfestigkeit des flammhemmenden ABS-Materials Sicherheit für die Optimierung der Roboterleistung.

Neben Wettkampfrobotern kann der 3D-Druck auch auf das Design und die Fertigung anderer Robotertypen angewendet werden. Mit der kontinuierlichen Verbesserung von Ausrüstung und Drucktechnologien wird der 3D-Druck wahrscheinlich zu einer treibenden Kraft in verwandten Branchen werden.

3D-gedruckte funktionale Teile und Strukturkomponenten für Mondrover

Dieses Material stammt vom Monash Nova Rover Team der Monash University, das hauptsächlich TPU-95A für den Druck der Rover-Reifen und des mechanischen Arms verwendet, wobei PLA+ für einige Karosserieteile eingesetzt wird.

Das Drucken der Mondrover-Reifen mit TPU-95A erfüllt perfekt das Bedürfnis des Nova Rover Teams nach "Festigkeit und Leichtigkeit".

3D-gedruckte Strukturteile für Roboterhunde

Das obige Material stammt von @RZtronics, wobei die roten Teile des Roboterhundes in PLA+ (Feuerrot) und TPU-95A gedruckt sind.

Die 3D-Drucktechnologie bietet einen bequemen Kanal für Robotik-Design, -Produktion und Leistungsoptimierung, während die vielfältige Palette an 3D-Druckmaterialien eine stabile Grundlage für kreative Projekte gewährleistet.

eSUN unterstützt aktiv die Projekte junger Studierender und verwandter Teams. Im Jahr 2025 wird eSUN mehrere universitäre Robotik-Teams sponsern, einschließlich derer im RoboMaster 2025-Wettbewerb. Wir wünschen allen teilnehmenden Teams viel Glück!

Herzlichen Dank an alle unsere Partner für ihre Unterstützung und Hilfe bei diesem Artikel.