Humanoide Robotik

Robotik trifft auf additive Fertigung

| Redakteur: Dr. Anna-Lena Gutberlet

Der erste Prototyp, Roboy Junior, hat Muskeln und Sehnen anstelle von Motoren in den Gelenken. Bei seiner Entwicklung kam in hohem Maße die Additive Fertigung zum Einsatz.
Der erste Prototyp, Roboy Junior, hat Muskeln und Sehnen anstelle von Motoren in den Gelenken. Bei seiner Entwicklung kam in hohem Maße die Additive Fertigung zum Einsatz. (Bild: EOS / Adrian Baer / Roboy Design by Devanthro Society)

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Muskeln und Sehnen anstelle von Motoren: EOS unterstützt das Forschungsprojekt „Roboy“, das den menschlichen Bewegungsapparat nachbildet, um die Robotertechnik voranzutreiben.

EOS, weltweiter Technologie- und Qualitätsführer für High-End-Lösungen im Bereich der Additiven Fertigung (AM), unterstützt die Schweizer Gesellschaft Devanthro und das Forschungsprojekt Roboy an der Technischen Universität München.

Ziel des Projekts ist es, einen Roboter zu bauen, der sich genauso bewegt wie ein Mensch. Dahinter steht die Vision, die Roboy-Modelle iterativ zu verbessern, bis ihre Geschicklichkeit, Widerstandsfähigkeit und Flexibilität denen eines Menschen ähneln.

Der erste Prototyp, Roboy Junior, hat Muskeln und Sehnen anstelle von Motoren in den Gelenken. Bei seiner Entwicklung kam in hohem Maße die Additive Fertigung zum Einsatz: Der gesamte Körperaufbau des Roboy, der als Gehäuse für die Muskeln und Sehnen dient, wurde additiv mit EOS Systemen zur Kunststoffverarbeitung gefertigt.

Der Einsatz des industriellen 3D-Drucks bietet mehrere wichtige Vorteile darunter die Möglichkeit zur Erstellung komplexer, funktionaler Geometrien sowie die Unterstützung einer schnellen und iterativen Hardwareentwicklung.

Vorteile der additiven Fertigung

Die Additive Fertigung gestattet höchst komplexe Strukturen, die gleichzeitig extrem leicht und stabil sein können. Die Technologie gewährt ein hohes Maß an Designfreiheit, Funktionsoptimierung und -integration und ermöglicht das Herstellen kleiner Losgrößen zu wirtschaftlichen Stückkosten.

Die Roboy-Entwicklung profitiert von all diesen Vorteilen: Dank der Erstellung komplexer funktionaler Geometrien ohne die Fertigungsbeschränkungen klassischer Herstellungsverfahren, kann das Roboy-Team Funktionen direkt in die Bauteile implementieren.

Eine Funktion lässt sich dadurch mit weniger Bauteilen realisieren, ein Großteil der sonst nötigen Montageschritte fällt weg. Die Hände und Unterarme des Roboy beispielsweise wurden in einem Stück gefertigt, einschließlich mehrerer Gelenke und der einzelnen Fingerglieder.

Aufgrund der maximalen mechatronischen Komplexität des Roboy auf kleinstem Raum, können einige Projektanforderungen in einer Simulation nicht überprüft werden. Daher muss das Entwicklungsteam den Roboter in einer realen Umgebung testen.

Industrieller 3D-Druck spielt dabei eine Schlüsselrolle, da dieses Verfahren die schnelle Fertigung einzelner Komponenten und die Modularisierung und Parametrisierung der Roboterkonstruktion zulässt. Die Möglichkeit zur iterativen Hardwareentwicklung ist das Ergebnis.

Rafael Hostettler, Roboy-Projektleiter, erläutert: „Bei der Softwareentwicklung kann Software durch schnelle Entwicklungszyklen direkt getestet und so verbessert werden. Durch Additive Fertigung können wir diesen Ansatz auch in der Robotik anwenden und eine schnelle Hardwareentwicklung ermöglichen: Ein Bauteil wird gefertigt, am Roboy getestet und bei Bedarf verbessert. So lassen sich in einem Bruchteil der Zeit optimal funktionierende Teile finden.“

Und weiter: „Die AM-Technologie von EOS spielt dabei eine Schlüsselrolle – sie erlaubt die schnelle Herstellung von Roboy-Teilen in geringer Stückzahl und damit die iterative Hardwareentwicklung, die für unser Projekt entscheidend ist.“

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