3D baskı teknolojisi (katmanlı üretim olarak da bilinir) yenilikçi bir üretim yöntemidir. 3D baskı malzemelerini katman katman istifleyerek üç boyutlu varlıklar oluşturur. Dijital model dosyalarına dayanır. Nesneyi ince katmanlara "dilimledikten" sonra, eritilmiş biriktirme modelleme (FDM), fotokürleme (SLA/DLP) ve seçici lazer sinterleme (SLS) gibi işlemler yoluyla katman katman biriktirmek ve oluşturmak için metal tozu, reçine, plastik veya seramik gibi malzemeler kullanır. Karmaşık yapılar, geleneksel kalıplar veya işleme olmadan doğrudan üretilebilir.
Robotik alanında çığır açan bir yön olarak, insansı robotlar çekirdek bileşenlerinde hassasiyet, hafiflik ve işlevsellik açısından son derece yüksek gereksinimlere sahiptir. Geleneksel üretim süreçleri, karmaşık yapılarla uğraşırken genellikle yüksek maliyet ve uzun döngü gibi sorunlarla karşı karşıya kalır. Esnekliği ve verimliliğiyle 3D baskı teknolojisi, karmaşık eklem yapıları, hafif bileşenler ve yüksek hassasiyetli sensör muhafazalarını hızla üretebilir. İnsansı robotların performansını ve güvenilirliğini önemli ölçüde iyileştirir ve robot üretimi için yeni olanaklar sağlar.
Hafiflik ve yüksek performans: 3D baskı malzemelerinin temel atılımı
İnsansı robotların hareket verimliliği, enerji tüketim kontrolü ve dinamik stabilitesi, malzemelerin hafif ve işlevsel entegrasyonuna büyük ölçüde bağlıdır. Geleneksel üretim süreçleri (CNC işleme ve enjeksiyon kalıplama gibi) karmaşık yapısal entegrasyon ve ağırlık azaltma tasarımında darboğazlara sahiptir. 3D baskı teknolojisi, malzeme inovasyonu ve yapısal tasarım inovasyonu yoluyla sistematik bir çözüm sunar.
1. Metal tozu: Hafif iskeletin temel taşı
Titanyum alaşımı (Ti6Al4V) ve alüminyum alaşımı (AlSi10Mg), robot yük taşıyan yapılar (sternum ve eklem konnektörleri gibi) için ilk tercih haline gelmiştir. Yüksek özgül mukavemete, mükemmel korozyon direncine ve biyouyumluluğa sahiptirler. Titanyum alaşımının yoğunluğu (4,5 g/cm³) çeliğin sadece 57%'sidir, ancak mukavemeti karşılaştırılabilir. Alüminyum alaşımı (2,7 g/cm³) iyi termal iletkenliği korurken ağırlığı daha da azaltır.
Yurt içi titanyum tozunun fiyatı 2024'te 600 yuan/kg'dan 2025'te 300 yuan/kg'ın altına düştü, 50%'lik bir düşüş. Bu atılım, akıllı üretim süreci yükseltmeleri (toz verimini iyileştirmek için argon geri kazanım teknolojisi gibi) ve Willari gibi şirketlerin büyük ölçekli üretimi sayesinde gerçekleşti. Örneğin Tesla Optimus Gen2'yi ele alırsak, diz destek yapısı ağırlığı 42% azaltan ve darbe direncini iyileştiren 3D yazdırılmış titanyum alaşımı kullanıyor.
2. Özel kompozit malzemeler: dinamik performansın yenilikçileri
3D baskı malzemeleri aşağıdaki özelliklere sahiptir: Boli Technology tarafından geliştirilen çok katmanlı petek kompozit malzeme (TPU elastomer bazlı), biyolojik dokunun tamponlama mekanizmasını taklit eder. Petek gözenekli yapısı darbe enerjisini emebilir, 1 milyondan fazla bükülme süresine dayanabilir, 45 MPa yırtılma mukavemetine ve >98% elastik geri kazanım oranına sahiptir. Bu malzeme, geleneksel metal sınırlayıcıların yerini almak, eklem hareket özgürlüğünü 70% oranında artırmak ve metal parçalara çarpışma hasarını önlemek için dirsek ve diz tampon katmanlarında kullanılır.
Hafif: Petek yapısının gözenekliliği ayarlanabilir ve yoğunluğu sadece 0,6-0,9 g/cm³'tür, bu da aynı hacimdeki alüminyum alaşımından % daha hafiftir.
Isı dağılımının iyileştirilmesi: Gözenekli yapı, ısı dağılımı yüzey alanını artırır ve yüksek ısı iletkenliğine sahip dolgu maddeleri (bor nitrür gibi) ile ısı iletkenlik verimliliği 40% kadar artırılarak, eklem motorunun çalışma sıcaklığı etkili bir şekilde azaltılır.
Enerji geri bildirimi: Malzeme, sıkıştırma-geri tepme süreci sırasında kinetik enerjiyi depolayabilir ve serbest bırakabilir, bu da robot hareketinin enerji verimliliği oranını iyileştirir.
3. Mühendislik Plastikleri: Esnek Fonksiyonel Entegrasyonun Özü
PEEK (polietereterketon) olağanüstü performans avantajları sunar: sadece 1,3 g/cm³ yoğunluk (magnezyum alaşımının yaklaşık yarısı), 100 MPa çekme dayanımı, 260°C'ye kadar sıcaklık direnci, 0,1–0,3 sürtünme katsayısı (kendi kendini yağlayan) ve mükemmel biyouyumluluk.
Hangzhou Dianzi Üniversitesi, robot mafsal yataklarını üretmek için 3 boyutlu yazdırılmış PEEK kullanıyor ve bu sayede metal yataklara kıyasla 50% ağırlığında azalma, üç kat artan aşınma direnci ve yağlama gereksinimi ortadan kalkıyor.
Uygulama Genişlemesi: Tesla'nın Optimus Gen2'sinde omurga destek yapısı ve dişlilerde alüminyum alaşımı yerine PEEK kullanılmış, böylece robotun toplam ağırlığı 10 kg azaltılmış ve hareket hızı 30% oranında artırılmıştır.
| Uygulama Alanı | Teknik Avantaj | Temsilci Dava | Elde Edilen Sonuçlar |
| Yapısal Bileşenler | Karmaşık yapı bütünsel olarak oluşturulmuştur | BLT-SLM baskılı omuz askısı ve göğüs kemiği | 30% ağırlık azaltma, 50% daha az montaj adımı |
| Biyonik Dokular | Çok malzemeli esnek baskı | Şekil 02 petek eklem tampon tabakası | Gelişmiş esneklik, uzatılmış kullanım ömrü |
| Sensör Üretimi | Hassas mikro yapı entegrasyonu | BLT 6D kuvvet sensörü “Foton Parmak” | Dünyanın en küçüğü (mm seviyesi), 40% maliyet düşürme |
| Isı Yönetimi | Topolojiye göre optimize edilmiş kanal tasarımı | İnsansı robot motor soğutma yapısı | 15°C sıcaklık düşüşü, 20% dayanıklılık iyileştirmesi |
Teknoloji Güçlendirme: Prototip Tasarımından Seri Üretime
3D baskı teknolojisi, insansı robot araştırma ve geliştirme sürecinin her aşamasında önemli bir rol oynuyor:
1. Hızlı Prototipleme ve Tekrarlama
3D baskının kalıpsız yapısı, tasarım ve yineleme döngüsünü %'ye kadar kısaltır 70%.
Örneğin, "Jingchu" insansı robotu Şubat 2025'ten sonra dört ayda dört yinelemeyi tamamladı ve hem hizmet odaklı hem de endüstriyel kullanım modellerine dallandı. Eklemlerindeki her yapısal optimizasyon, 3D yazdırılmış prototipler aracılığıyla mümkün hale getirildi.
2. Karmaşık Yapıların Üretimi
Seçici Lazer Eritme (SLM) ve diğer 3B baskı teknikleri, ağırlığı 30% oranında azaltan, yapısal bütünlüğü koruyan ve motorun aşırı ısınmasını önlemek için entegre ısı dağıtım kanalları içeren dahili kafes tasarımlarına sahip topolojik olarak optimize edilmiş yapılara olanak tanır.
3. Fonksiyonel Entegrasyon ve Yenilik
Sensör Füzyonu:
3D baskı, mikro sensörlerin doğrudan robotik yapılara entegre edilmesini kolaylaştırarak, parça sayısını ve montaj karmaşıklığını azaltan kompakt, çok işlevli bileşenlerin üretilmesini sağlar.
Isıl Yönetim Tasarımı:
Motorların etrafına basılan kafes tasarımlı soğutma kanalları, en yüksek çalışma sıcaklıklarını 15°C'ye kadar düşürerek motor ömrünü uzatır ve enerji verimliliğini artırır.
EPIC Powder Machinery Tarafından Toz Üretim Desteği
Yüksek performanslı 3D baskı malzemelerinin arkasında ultra ince, yüksek saflıkta toz bulunur. EPİK Tozu Makineler teslim eder jet freze Bunu mümkün kılan sistemler. EPIC'in akışkan yataklı jet değirmenleri, katkı imalatında kullanılan ultra ince metal tozları (örneğin titanyum alaşımı, alüminyum alaşımı) ve mühendislik plastikleri (örneğin PEEK, PPS, PA) üretmek için idealdir.
Toz yatak füzyonu ve SLM prosesleri için ideal olan yüksek küresellik ve dar parçacık dağılımı. Reaktif metaller ve polimerler için seramik veya aşınmaya dayanıklı astarlar kullanılarak minimum kontaminasyon. Havacılık ve robotik endüstrilerinde sıkı standartları karşılayan tutarlı partiden partiye kalite.
Maliyet Azaltma ve Verimlilik İyileştirme: Endüstrileşmeyi İleriye Taşıma
3D baskı, maliyetleri azaltarak ve üretim verimliliğini artırarak endüstrileşmeyi hızlandırıyor:
Malzeme Maliyetinin Azaltılması:
Titanyum tozunun fiyatı 600 RMB/kg'dan 300 RMB/kg'a düştü. Metal tozları 3D baskının toplam maliyetinin yaklaşık 17%'sini oluşturduğundan, bu düşüş bileşen düzeyindeki maliyet etkinliğini önemli ölçüde artırıyor.
Neden EPIC Toz Makinalarını Seçmelisiniz?
Epik Toz 20+ yıllık toz mühendisliği uzmanlığına sahip olup dünya çapında üst düzey endüstrilere hizmet vermektedir. Ayrıca, uygun maliyetli yerelleştirilmiş üretimle birleştirilmiş Avrupa çekirdek teknolojisine sahibiz. Hızlı özelleştirme ve teslimata olanak sağlayan şirket içi Ar-Ge ve üretim tesisleri. Öğütme, sınıflandırma, taşıma ve sistem entegrasyonu dahil olmak üzere anahtar teslimi çözümler.
Tozla Güçlendirilmiş, EPIC ile Tasarlanmış