Weicher Robotergreifer aus dem 3D-Drucker

Juli 31, 2023

Ansatz von BASF und der University of California – Druckluft ersetzt die sonst übliche Elektronik 
Forscher der University of California (https://ucsd.edu) und des deutschen Chemieriesen BASF (https://www.basf.com/global/de.html) setzen bei Robotergreifern künftig auf Pneumatik. „Eine Reihe von Ventilen ermöglicht es dem Greifer zuzupacken, wenn er ein Objekt berührt und es auch zum richtigen Zeitpunkt wieder loszulassen“, sagt Yichen Zhai, Postdoktorand im Bioinspired Robotics and Design Lab. Um den Griff zu lösen, genügt es, den Greifer horizontal zu drehen.

Einsatzbereit ohne Nacharbeit
Der Greifer wird in additiver Fertigung, also per 3D-Druck, mit einem Kunststoffpulver hergestellt, das der Ludwigshafener Konzern entwickelt hat. Unmittelbar nach der Fertigstellung und der Verbindung mit einer Druckluftquelle ist er einsatzbereit. Ein solcher weicher Greifer ermöglicht es Robotern, sicher mit Menschen und empfindlichen Objekten zu interagieren. Er kann in der Montage von mechanischen und elektrischen Bauteilen und in der Lebensmittelindustrie für das Handling von Obst und Gemüse eingesetzt werden, heißt es. Einzige Energiequelle sei eine Flasche voller Druckluft.
Beim 3D-Druck gibt es häufig Fehlstellen. Das vermeidet das amerikanisch-deutsche Team, indem es die Düse, aus der das Pulver fließt, ohne abzusetzen durch den ganzen Prozess führt. „Es ist, als würde man ein komplettes Bild zeichnen, ohne auch nur einmal den Bleistift von der Seite zu nehmen“, sagt Michael T. Tolley, außerordentlicher Professor für Mechanik und Luftfahrt an der Ingenieursschule der Universität.

Hauchdünne Wanddicken machbar
Das neue Verfahren ermöglicht auch den Druck von dünnen Wänden bis zu einer Dicke von bis zu 0,5 Millimetern. Dünnere Wände sorgen für bessere Verformbarkeit, was den Greifer sanfter zupacken lässt. Die Theorie dahinter heißt „Eulerscher Pfad“. Dieser verbindet mehrere Objekte, ohne eins doppelt zu berühren. „Als wir diese Regeln befolgten, waren wir in der Lage, durchgängig funktionsfähige pneumatische Softroboter mit eingebetteten Ventilen zu drucken“, so Tolley.

Video: https://www.youtube.com/watch?v=A5mpy3X1dcc

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