机器人技术是增材制造（AM）行业最具吸引力的长期前景之一，我最近在撰写关于BLT公司以及中国在电子产品和电网维修等供应链中加速布局工业机器人的文章时曾提及这一点。那篇文章强调了3D打印如何被用作一种“摇摆式生产方法”，能够在生产消费品最终用途部件和其他工业设备零件之间灵活切换。
有许多附加因素使得增材制造非常适合机器人市场，丹麦技术研究所（DTI）的一个新用例就充分说明了这一点。在一个由欧洲空间局（ESA）资助的项目中，DTI及其私营部门合作伙伴在2024年已完成工作的基础上，正在探索如何为执行太空任务的机器人制造3D打印的“智能皮肤”。
研究人员设计这种皮肤是为了解决机器人系统在太空探索中面临的若干不同挑战，包括热管理、防尘保护以及人机交互（HRI）场景的优化。DTI与三家公司合作开展了该项目：波兰的PIAP Space、总部位于卢森堡的Redwire Space，以及匈牙利的Admatis，后者专门从事支撑整个项目所需的先进材料。
除了前面提到的性能目标外，使用可穿戴电子设备也使研究人员更容易设计机器人结构的其他方面：例如，增材制造的定制设计能力使团队能够创建理想的外壳来布置机器人的数据和电源线。3D打印的皮肤还增强了机器人设计的耐用性，因为它让合作伙伴有机会集成传感器，从而改进机器人的运动控制系统。
在领英上的一篇帖子中，参与该项目的增材制造设计专家安德烈亚斯·韦耶·拉森表示：“其中的核心是对太空级支架结构进行计算设计，采用柔性机构合成——本质上是‘逆向’应用传统的拓扑优化概念，以设计灵活性而非刚度。这是增材制造在太空及其他领域的一项关键创新。”
除了主要面向太空的案例研究背后的逻辑外，DTI对“双重用途”角度也给予了同等重视，即利用同一项创新应用于地球上的可能性。具体来说，DTI对智能皮肤项目在地球上应用可能性的总结，聚焦于那些在恶劣环境中的工作，这些环境似乎是未来部署机器人员工的最佳候选场景。研究人员想到的一些例子包括“潮湿的农田”、电子回收站点，以及远离人口/基础设施枢纽的极端环境。
这种具体的思考方式本身就很有独创性，但更重要的是，DTI的研究人员对研发工作的精确双重用途可能性给予了如此多的考虑，并将这种思考融入了设计的基础之中，这让我印象深刻。很多时候，当我们看到此类项目中出现“双重用途”这个短语时，研究人员似乎只是理所当然地认为，总会在某个时候有人出现，并利用相关的（通常是国防）应用来实现商业目的。我认为，如果研究人员从一开始就被赋予更多自由来明确地按照双重用途方向构建他们的工作，那么将3D打印作为双重用途技术来利用将是一项更可行的事业。
最后，回到增材制造在机器人市场的可行性问题上，增材制造目前最擅长生产的零件数量与机器人制造商所需的零件数量之间的产品市场契合度，也许是我们预期随着这两项技术的不断发展，它们之间的联系会越来越紧密的最令人信服的理由。就当前的案例研究而言，很容易设想一个按需定制皮肤的市场会出现，这些皮肤能够满足客户要求的各种功能。这正是那种能够让增材制造蓬勃发展的产出水平要求。
来源：中国3D打印网
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