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Additive manufacturing aimed to soft robots fabrication: A review
Extreme Mechanics Letters ( IF 4.7 ) Pub Date : 2020-11-02 , DOI: 10.1016/j.eml.2020.101079
Gianni Stano , Gianluca Percoco

In the 21st century, robotics has been revolutionized by a new perspective: robots made of soft materials mimicking nature show several advantages compared to hard robot counterparts, leading to the birth and quick spread of a new scientific field named soft robotics. Due to the unconventional materials used in soft robotics (not only soft materials but also conductive, magnetic, and other materials employed for soft robot actuation), the manufacturing process is the basis by which to obtain soft structures able to meet specific requirements and save time and cost. The present paper aims to give a review of the current use of additive manufacturing (AM) methods for the manufacturing of soft robots. AM, also known as 3D printing, is characterized by several features, such as the possibility to easily produce very complex geometries, which are well suited for soft robot fabrication. The authors, after providing a summary of the most used actuation systems in soft robots, classify the use of AM technologies in soft robotics, investigating the most important and recent works in this field, as a function of how these technologies are employed in the whole soft robot manufacturing cycle. With this in mind, the authors found three approaches to exploit AM in soft robotics: rapid mold fabrication (AM plays a passive role), hybrid (AM plays an active role but manufacturing technologies other than AM are still used), and total additive manufacturing (only AM technologies are used). Only the latter approach takes full advantage of AM, although the other two still provide benefits.

With new developments in commercial 3D printing systems (machines and materials) aimed at the fabrication of soft and unconventional parts, AM is set to become the manufacturing technology of the future in the soft robotics field, overcoming traditional manufacturing methods such as molding and soft lithography.



中文翻译:

针对软机器人制造的增材制造:综述

在21世纪,机器人技术发生了新的变化:与自然界中的硬机器人相比,模仿自然的软材料制成的机器人具有多种优势,从而催生了一个新的领域,并迅速普及了一个名为软机器人的科学领域。由于软机器人中使用的非常规材料(不仅是软材料,还包括用于软机器人致动的导电,磁性和其他材料),因此制造过程是获得能够满足特定要求并节省时间的软结构的基础。和成本。本文旨在对目前用于制造软机器人的增材制造(AM)方法进行回顾。AM,也称为3D打印,具有多种功能,例如可以轻松产生非常复杂的几何形状,非常适合软机器人制造。在总结了软机器人中最常用的致动系统后,作者对AM技术在软机器人中的使用进行了分类,根据该技术在整个领域的应用情况,研究了该领域中最重要和最新的工作。软机器人的制造周期。考虑到这一点,作者发现了三种在软机器人中利用AM的方法:快速模具制造(AM扮演被动角色),混合(AM扮演主动角色但仍使用AM以外的制造技术)以及总增材制造(仅使用AM技术)。只有后一种方法可以充分利用AM的优势,尽管另两种方法仍然可以提供优势。在总结了软机器人中最常用的致动系统后,对AM技术在软机器人中的使用进行了分类,根据该技术在整个软机器人制造中的应用情况,调查了该领域中最重要和最新的工作周期。考虑到这一点,作者发现了三种在软机器人中利用AM的方法:快速模具制造(AM扮演被动角色),混合(AM扮演主动角色但仍使用AM以外的制造技术)以及总增材制造(仅使用AM技术)。只有后一种方法可以充分利用AM的优势,尽管另两种方法仍然可以提供优势。在概述了软机器人中最常用的致动系统后,对AM技术在软机器人中的使用进行了分类,根据该技术在整个软机器人制造中的应用情况,调查了该领域中最重要的最新工作周期。考虑到这一点,作者发现了三种在软机器人中利用AM的方法:快速模具制造(AM扮演被动角色),混合(AM扮演主动角色但仍使用AM以外的制造技术)以及总增材制造(仅使用AM技术)。只有后一种方法可以充分利用AM的优势,尽管其他两种仍然可以提供优势。根据这些技术在整个软机器人制造周期中的使用情况而定。考虑到这一点,作者发现了三种在软机器人中利用AM的方法:快速模具制造(AM扮演被动角色),混合(AM扮演主动角色但仍使用AM以外的制造技术)以及总增材制造(仅使用AM技术)。只有后一种方法可以充分利用AM的优势,尽管另两种方法仍然可以提供优势。根据这些技术在整个软机器人制造周期中的使用情况而定。考虑到这一点,作者发现了三种在软机器人中利用AM的方法:快速模具制造(AM扮演被动角色),混合(AM扮演主动角色但仍使用AM以外的制造技术)以及总增材制造(仅使用AM技术)。只有后一种方法可以充分利用AM的优势,尽管另两种方法仍然可以提供优势。

随着旨在制造软性和非常规零件的商业3D打印系统(机器和材料)的新发展,AM将克服诸如模压和软光刻等传统制造方法,成为软机器人领域的未来制造技术。 。

更新日期:2020-11-18
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