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Cómo imprimir en 3D un robot accionado hidráulicamente
El fluido es un componente importante, aunque subestimado, en la robótica moderna. Su función principal es generar, controlar y transmitir energía a través de dispositivos complejos, una ciencia de la ingeniería conocida como hidráulica.
Un problema con los componentes hidráulicos es que la tubería presurizada requerida para que todo funcione a menudo se trata como un sistema que es más o menos independiente del resto del dispositivo.
Eso tiene consecuencias importantes para la forma en que se diseñan y construyen los robots. La hidráulica aumenta drásticamente la complejidad y el tiempo requerido para construir, operar y mantener robots.
Hoy, parece que eso va a cambiar gracias al trabajo de Robert MacCurdy y sus amigos del MIT. Estos muchachos han modificado una impresora 3-D para que sea capaz de incorporar sistemas hidráulicos en cualquier diseño.
Eso hace posible diseñar y construir máquinas hidráulicas en un solo paso por primera vez. Hasta ahora no ha habido forma de incorporar elementos de transmisión de fuerza robustos y de alto rendimiento directamente en una pieza impresa en 3D, dicen.
El enfoque es sencillo. Las impresoras 3D más avanzadas pueden imprimir varios materiales al mismo tiempo. Eso es útil ya que les permite incorporar materiales con diferentes propiedades como flexibilidad, color, etc.
Estas impresoras 3D funcionan construyendo formas 3D capa por capa. Primero colocan una gota de tinta líquida en su lugar e inmediatamente la aplican con luz ultravioleta para curarla o solidificarla. Colocan una gota al lado de esto y lo curan y así sucesivamente para crear la primera capa. La siguiente capa va encima de esta.
La idea de MacCurdy y compañía es tratar el líquido hidráulico como cualquier otro material de impresión. Lo hacen intercambiando un depósito de tinta de impresora curable con un depósito de líquido que no puede curarse con luz ultravioleta y, por lo tanto, permanece líquido. Cuando se trata de diseño, tratan el líquido exactamente de la misma manera que los otros materiales.
Las ventajas son múltiples. Este enfoque permite inmediatamente la creación de objetos que contienen circuitos complejos llenos de fluidos. Dado que estos circuitos están cerrados, la aplicación de presión en un extremo de un circuito transmite la fuerza a lo largo de él.
Y la flexibilidad de los materiales de impresión modernos significa que también es posible convertir este cambio de presión en movimiento mecánico y viceversa.
MacCurdy y compañía pusieron a prueba la técnica mediante la impresión de una serie de dispositivos hidráulicos. Por ejemplo, imprimen una bomba de engranajes, esencialmente un par de engranajes engranados en un tubo que, a medida que giran, mueven el fluido que está atrapado entre los dientes. Esto bombea el fluido en una dirección pero evita que fluya hacia atrás porque los dientes encajan muy juntos.
También imprimieron un actuador de fuelle para transmitir fuerza a través de un líquido. Finalmente, imprimieron un conjunto de pinzas accionadas por fluido hechas de caucho de silicona suave que es capaz de recoger objetos delicados como huevos.
Útilmente, MacCurdy y compañía exponen lo que han aprendido para proporcionar una especie de guía de bricolaje para cualquiera que esté pensando en probar los mismos trucos (aunque necesitarán el mismo tipo de impresora de alta gama: una Stratasys Objet260 Connex, en este caso).
Es un trabajo impresionante que amplía significativamente la capacidad de las técnicas de impresión 3D. Este enfoque permite la fabricación automática de conjuntos robóticos complejos, funcionales y de varias partes que usan transmisión de fuerza hidráulica, dicen McCurdy y compañía.
Estaremos ansiosos por ver qué se les ocurre.
Ref: http://arxiv.org/abs/1512.03744 : Hidráulica imprimible: un método para fabricar robots mediante la coimpresión 3D de sólidos y líquidos