Comment imprimer en 3D un robot hydraulique

Le fluide est un composant important, bien que sous-estimé, de la robotique moderne. Son rôle principal est de générer, de contrôler et de transmettre de l'énergie à travers des dispositifs complexes, une science de l'ingénierie connue sous le nom d'hydraulique.

Un problème avec les composants hydrauliques est que la tuyauterie sous pression nécessaire pour faire fonctionner tout cela est souvent traitée comme un système plus ou moins indépendant du reste de l'appareil.

Cela a des conséquences importantes sur la façon dont les robots sont conçus et construits. L'hydraulique augmente considérablement la complexité et le temps requis pour construire, faire fonctionner et entretenir des robots.

Aujourd'hui, cela semble sur le point de changer grâce au travail de Robert MacCurdy et de ses amis du MIT. Ces gars-là ont modifié une imprimante 3D pour la rendre capable d'intégrer l'hydraulique dans n'importe quelle conception.

Cela permet pour la première fois de concevoir et de construire des machines hydrauliques en une seule étape. Jusqu'à présent, il n'y avait aucun moyen d'incorporer des éléments de transmission de force robustes et performants directement dans une pièce imprimée en 3D, disent-ils.

L'approche est simple. Les imprimantes 3D les plus avancées sont capables d'imprimer plusieurs matériaux en même temps. C'est utile car cela leur permet d'incorporer des matériaux aux propriétés différentes telles que la flexibilité, la couleur, etc.

Ces imprimantes 3D fonctionnent en créant des formes 3D une couche à la fois. Ils mettent d'abord une goutte d'encre liquide en place et la zappent immédiatement avec de la lumière ultraviolette, pour la durcir ou la solidifier. Ils placent une goutte à côté de cela et la durcissent et ainsi de suite pour créer la première couche. La couche suivante va au-dessus de cela.

L'idée de MacCurdy and co est de traiter le liquide hydraulique comme n'importe quel autre matériau d'imprimante. Pour ce faire, ils remplacent un réservoir d'encre d'imprimante durcissable par un réservoir de liquide qui ne peut pas être durci par la lumière UV et qui reste donc liquide. En matière de conception, ils traitent le liquide exactement de la même manière que les autres matériaux.

Les avantages sont multiples. Cette approche permet immédiatement la création d'objets contenant des circuits complexes remplis de fluides. Comme ces circuits sont fermés, l'application d'une pression à une extrémité d'un circuit transmet la force le long de celui-ci.

Et la flexibilité des matériaux d'impression modernes signifie qu'il est également possible de convertir ce changement de pression en mouvement mécanique et vice versa.

MacCurdy and co a mis la technique à l'épreuve en imprimant un certain nombre de dispositifs hydrauliques. Par exemple, ils impriment une pompe à engrenages, essentiellement une paire de rouages ​​enchevêtrés dans un tube qui, lorsqu'ils tournent, déplacent le fluide emprisonné entre les dents. Cela pompe le fluide dans une direction mais l'empêche de refluer car les dents s'emboîtent étroitement.

Ils ont également imprimé un actionneur à soufflet pour transmettre la force à travers un liquide. Enfin, ils ont imprimé un ensemble de pinces actionnées par fluide en caoutchouc de silicone souple capable de saisir des objets délicats tels que des œufs.

Utilement, MacCurdy et co exposent ce qu'ils ont appris pour fournir une sorte de guide de bricolage à quiconque envisage d'essayer les mêmes astuces (bien qu'ils aient besoin du même type d'imprimante haut de gamme - une Stratasys Objet260 Connex, dans ce cas).

C'est un travail impressionnant qui étend considérablement la capacité des techniques d'impression 3D. Cette approche permet de fabriquer automatiquement des ensembles robotiques complexes, fonctionnels et en plusieurs parties qui utilisent la transmission de force hydraulique, expliquent McCurdy and co.

Nous attendons avec impatience de voir ce qu'ils proposent.

Réf : http://arxiv.org/abs/1512.03744 : Hydraulique imprimable : une méthode de fabrication de robots par co-impression 3D de solides et de liquides

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