机器人

FDM 3D 打印已成为机器人创新的基石,弥合了快速原型制作与最终使用零件生产之间的差距。从准备参赛机器的高中机器人团队到先进的工业系统,FDM 提供了轻量化、可定制且具有成本效益的解决方案。无论是为自主无人机打印传感器外壳,还是为战斗机器人打印耐冲击装甲,该技术都使创造者能够更快迭代、降低成本并推动机器人设计的边界。

威斯康星机器人使用 Polymaker 的 PolyFlex™ TPU95 制作车轮

FDM 在机器人领域的应用

  1. 教育与竞赛:

    • FIRST 机器人(FIRST Robotics): 团队 3D 打印底盘、支架和定制机构以满足严格的重量限制和设计约束。

    • 课堂原型制作: 学生打印功能性齿轮、支架和外壳以学习机器人基础知识。

  2. 功能性部件:

    • 电子外壳: 使用定制贴合的外壳保护电路,同时集成线缆走线和散热设计。

    • 机械零件: 针对强度与重量比优化的齿轮、关节组件和夹持器。

  3. 竞赛机器人:

    • 战斗机器人: 项目使用耐冲击的装甲和吸能保险杠以在比赛中占据优势。

    • 无人机机架: 轻量化、空气动力学设计以提升机动性和续航。

FIRST 机器人团队 HIVE Robotics 使用 Polymaker 线材

用于机器人卓越表现的 Polymaker 材料

Polymaker 的工程级线材满足机器人领域的各种需求,从工业级复合材料到丰富的美学表现。

1. Fiberon™ 系列

  • PA6-CF20: 20% 碳纤维增强,提供刚性和耐热性,适用于承载关节和电机支架。

  • PA12-CF10: 湿敏性低且更具柔韧性,适用于更潮湿的环境。

  • PA6-GF25: 25% 玻璃纤维,用于耐冲击的底盘和齿轮外壳。

  • PPS-CF10: 在极端环境下具有高热变形温度,同时也不易受潮。

2. PolyFlex™ TPU90 和 TPU95

  • 性能特性: 伸展性与冲击吸收性能,适用于保险杠、抓取垫、车轮和减震支撑。

  • 案例研究: 战斗机器人使用 PolyFlex™ TPU95 装甲来保护电子设备并尽量减轻重量,威斯康星机器人队使用 Polymaker 的 PolyFlex™ TPU95 制作车轮。

3. Panchroma™ PLA

  • 美学多样性: 渐变半透明、哑光表面和夜光效果,用于团队品牌或状态指示。

  • 应用场景: 定制控制面板、LED 照明外壳和竞赛标识。

4. PolyMax™ PC

  • 性能特性: 用于耐用的相机支架和传感器外壳,提供热变形温度和抗冲击性。

工作流程:从 CAD 到竞赛

  1. 设计: 使用 CAD 软件创建具有格栅填充或卡扣连接的重量优化部件。

  2. 打印:

    • Fiberon™ PA6-CF20: 高喷嘴和热床温度,带封闭打印腔。

    • PolyFlex™ TPU95: 较低喷嘴和热床温度,低速以增强层间粘合。

  3. 后处理: 对 PC 零件进行退火以增强耐热性;打磨 Panchroma™ 表面以便上漆。

案例研究

  • FIRST 机器人(FIRST Robotics): 团队 3D 打印侧板并使用热镶嵌螺母以节省重量和空间。

  • 死亡赛车(Death Racers): 由 Polymaker 赞助的参赛者依赖 TPU95 制作柔性装甲以吸收冲击而不破裂,并在车体上使用包括 Panchroma™ 颜色在内的多种材料。

由 Tisket 制作的 Panchroma 主题死亡赛车

为什么选择 FDM 与 Polymaker?

  • 成本效益: 一卷 50 美元的线材可以替代许多更昂贵的 CNC 加工零件。

  • 定制化: 快速修改齿轮传动比或夹持器设计。

  • 性能: Fiberon™ 复合材料在刚性与重量比上可与铝媲美。

机器人工业打印的未来

随着连续纤维集成和高温复合材料的发展,FDM 将支持更多最终使用零件的制造。Polymaker 的 Fiberon™ 和 Panchroma™ 系列就是这一转变的典范,提供满足工业需求且能赋能学生创新者的材料。

通过将 FDM 的可及性与 Polymaker 的材料科学相结合,机器人正进入一个每个齿轮、护罩和夹持器仅受想象力限制而非制造能力限制的时代。


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