东京工业大学利用复志科技3D打印机辅助机器人人机交互研究

时间：2022-11-06 11:59 来源：3d科学谷作者：admin 阅读：次

东京工业大学（以下简称“东工大”）是日本顶尖的理工科大学，拥有140年的历史，是一所专攻工程技术与自然科学的研究型大学。东工大十分注重产学研结合，并且持有很多专利。迄2021年，东工大已诞生2位诺贝尔奖得主，包括1位诺贝尔生理学或医学奖得主和1位诺贝尔化学奖得主。

东工大的长谷川实验室成立于2008年。其研究项目之一是如何提高机器人精密运动部件的灵活性，从而增强人机交互。在机器人的研发过程中，为保障运动结构件的精度，长谷川实验室引进了Raise3D复志科技基于FFF 技术的3D打印机Pro3。

无法自主完成零件制造
精密机器人结构研发受阻

“我想制造一个动作灵活的机器人。此外，我还想降低这项技术的成本，以让它得到广泛应用。”在面对目前市场上的机器人运动部件精度不足，导致运动灵活性低问题时，长谷川实验室的Hasegawa Shoichi教授表达了他对机器人未来发展的愿景。

长谷川实验室在毛绒娃娃的内部添加了一个机器人结构。虽然它外表看起来就是一个柔软的毛绒玩具，但内部机器人却有着复杂和精确的运动结构，如机械臂，轴承，电机支架。

这些部件和结构是由实验室成员独立设计和开发的，在设计和开发过程中他们遇到很多挑战。

首先，这些零件体积很小，结构特殊，需要使用高精密的制造工具，如CNC工艺。但由于零件所需的数量少，选择CNC技术的话将花费巨大的成本。

其次，机器人的开发阶段需要多次对设计进行调试且具有保密性，因此，无论是从时间成本方面或者是保密性来说，将零件制造外包给第三方公司都不是一个理想的解决方案。

由于以上种种原因，长谷川实验室最终决定自主引进具有按需定制优势的高精度3D打印机，自主完成零件制造。

Raise3D Pro3
3D打印高精度小零件

机器人的运动部件有极细微的孔结构和突起结构，但从实验室的打印结果可以看到，使用Pro3打印的部件拥有优异的分辨率和干净光滑的表面。Hasegawa Shoichi教授说:“使用Raise3D Pro3打印机后，运动部件的轴和外壳零件更贴合了。在安装外壳和马达底座后，机器人的安装强度变得一致。”

在引进Pro3之前，长谷川实验室的工程师用之前购买的3D打印机打印ABS零件时，零件的表面分辨率和精度都不高。由于设备的温控不稳定，导致打印的零件尺寸不准确，造成机械结构不贴合，运动部件频繁发生故障，运动平稳性差。也正是对零件有高精度的需求，实验室最后选择了Raise3D Pro3打印机。

Pro3具有的可重复性和可靠性，可以保障打印机在运行过程中不会产生错位，从而提供了更高的表面平整度和光滑度。除此之外，打印机精确的温控和冷却系统能确保零件细节的完整性，成为了打印复杂和小型零件的理想选择。

Pro3塔尖冷却测试

Raise3D Pro3具有良好的稳定性，可保持24/7不间断打印，即使在紧急情况下，如停电，耗材耗尽，过热中断等也能在处理问题后很快恢复打印。目前长谷川实验室有25名工程师。使用Raise3D Pro3打印机后，劳动力得到了很大的解放，工程师可以将更多的时间和精力投入到设计与研发中。

Pro3操作简便，即使是没有3D打印机操作经验的工程师在接受简单的培训后也能很快上手，再配合Raise3D的生态系统——切片软件ideaMaker以及云管理系统RaiseCloud，就可以实现打印机与软件之间的无缝衔接，轻松管理打印任务。

广泛的耗材选择
激发更多研发潜能

目前，长谷川实验室的工程师主要使用PLA制作机器人运动部件，在体会到Raise3D Pro3的高品质后，决定在未来尝试打印更多不同的材料如ABS，用以增加零件强度或改善其他性能。Raise3D Pro3打印机将在未来激发长谷川实验室更多的研发潜能，以帮助他们实现对人机交互未来发展的愿景。

(责任编辑：admin)

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