Напечатана первая роборука с костями, связками и сухожилиями

3D-печать стремительно развивается, и спектр применяемых материалов значительно расширился. Если раньше выбор ограничивался быстротвердеющим пластиком, то теперь стали пригодны и медленно отвердевающие материалы. Они обладают повышенной эластичностью, более долговечны и прочны.

Использование таких полимеров стало возможным благодаря новой технологии, разработанной ETH и американским стартапом Inkbit. Новая технология позволяет легко комбинировать мягкие, эластичные и жёсткие материалы.

"Мы не смогли бы сделать такую руку с помощью быстротвердеющих полиакрилатов, которые прежде использовались в 3D-печати, — объясняет учёный Томас Бюхнер из группы профессора робототехники ETH Роберта Кацшмана. — Теперь мы используем медленно отвердевающие тиоленовые полимеры. Они обладают хорошей эластичностью и гораздо быстрее возвращаются в исходное состояние после сгибания, чем полиакрилаты".

"Роботы из мягких материалов имеют преимущества перед аналогами из металла. Поскольку они мягкие, риск травм при работе с людьми меньше, и они лучше подходят для работы с хрупкими товарами", — пояснил Кацшман.

Обычные 3D-принтеры изготавливают объекты слой за слоем: сопла наносят материал в вязкой форме в каждую точку, затем под воздействием УФ-лампы каждый слой затвердевает. На каждом этапе затвердевания устройство соскабливает неровности поверхности. Это работает только с быстротвердеющими полиакрилатами. Такие полимеры, как тиолены и эпоксидные смолы, будут забивать скребок.

Чтобы использовать медленно отвердевающие полимеры, исследователи усовершенствовали 3D-печать, добавив лазерный сканер, который проверяет каждый напечатанный слой на наличие неровностей.

"Устройство компенсирует эти неровности при печати следующего слоя, вносит все необходимые коррективы в режиме реального времени и с высокой точностью", — говорит Войцех Матусик, профессор Массачусетского технологического института (MIT) в США и соавтор исследования.

Группа Кацшмана из Высшей технической школы Цюриха продолжит изучать возможности технологии, создавать ещё более сложные структуры и разрабатывать дополнительные приложения. Основатели стартапа Inkbit, дочерней компании Массачусетского технологического института, намерены использовать новую разработку в коммерческих целях.