Neuer 3D-Druck bringt Soft-Robotik voran

16. November 2023 09:45

Zürich - Ein neues 3D-Druckverfahren kann unterschiedlich harte und elastische Polymere in einem Durch­gang zu komplexen Systemen formen. Es erweitert die Möglichkeiten der Soft-Robotik deutlich. Entwickelt wurde es von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich und einer Ausgliederung des MIT.

Forschenden der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) ist es laut einer Mitteilung erstmals gelungen, eine Roboterhand mit Knochen, Bändern, Sehnen und Hohlräumen für die Sensorik aus verschiedenen Polymeren in einem Durchgang zu drucken. Es war kein Zusammenbau erforderlich: Wie auch ein Video der ETH demonstriert, wurde der Druck an Motoren angeschlossen und war sofort voll funktionsfähig. Dasselbe galt für Laufroboter. Damit erschliessen sich neue Möglichkeiten für die Soft-Robotik.

Möglich wurde das durch den erstmaligen Einsatz langsam härtender Kunststoffe, die bessere elastische Eigenschaften haben. Ausserdem sind sie langlebiger und robuster. Bisher war 3D-Druck auf schnell härtende Kunststoffe beschränkt. „Wir verwenden neu langsam härtende Thiolen-​Polymere“, so ETH-Robotik-Professor Robert Katzschmann. „Diese haben sehr gute elastische Eigenschaften und springen nach dem Verbiegen viel schneller in den Ausgangszustand zurück als Polyacrylate.“

Ausserdem geht das neue Verfahren anders mit Unebenheiten um: Während sie bisher nach jedem Härtungsschritt abgeschabt wurden, prüft nun ein 3D-Laser-Scanner jede gedruckte Schicht sofort auf mögliche Unebenheiten und berücksichtigt sie beim Druck der nächsten Schicht einfach mit.

Für die Konzeption der neuen Drucktechnologie war die Firma Inkbit, eine Ausgründung des Massachusetts Institute of Technology (MIT), verantwortlich. Die Forschenden der ETH entwickelten mehrere Roboteranwendungen und halfen, die Drucktechnologie für die Verwendung der langsam härtenden Polymere zu optimieren. Gemeinsam haben die Forschenden nun ihre Technologie und Anwendungsbeispiele im Fachmagazin „Nature“ veröffentlicht. ce/mm

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