Нова технологія 3D-друку допомогла надрукувати роборуку одразу зі штучними кістками, зв’язками і сухожиллями. Безперервний контроль за процесом нанесення матеріалів, зокрема за допомогою алгоритмів машинного навчання, дав можливість друкувати і поєднувати різні компоненти кінцівки. Технологія стане у пригоді для швидкого виготовлення складних конструкцій у робототехніці та медицині.
Про це розповіла Федеральна вища технічна школа Цюриха.
У чому особливість технології?
Попри розвиток технологій 3D-друку, інженери часто обмежені у виборі матеріалів, а вироби потребують подальшого покращення через недоліки контролю за процесом друку. Крім того, такі принтери не можуть швидко перемикатися між різними матеріалами при роботі, а через нанесення їх шарами важко поєднувати речовини різної жорсткості та швидкості затвердіння. Тому досі 3D-друк використовують лише для виготовлення окремих частин конструкцій, наприклад, для роботів, медичних інструментів чи протезів. Підхід, який запропонували швейцарські інженери, усуває ці недоліки.
Як надрукували роборуку?
У 3D-принтері, який виготовили інженери, приділили особливу увагу контролю за нанесенням матеріалів. Так, принтер містить чотири камери, а також два лазери, які постійно сканують поверхню предмета, що друкується. Отримані зображення дозволяють алгоритмам машинного навчання стежити за недоліками кожного нанесеного шару і так контролювати швидкість потоку матеріалу. Завдяки цьому при виготовленні предметів можна використовувати полімери різної жорсткості.
Наприклад, у роборуці, яку надрукували вчені, кістки виготовлені з твердого полімеру, а зв’язки — з гнучкішого тиоленового. Вся кінцівка була надрукована за один підхід та є функціональною, тобто кожен її компонент може рухатися, завдяки чому рука може навіть тримати предмети. У майбутньому дослідники сподіваються випробувати свій підхід до друку і для інших застосувань.