TPU (poliuretano termoplástico)Posee propiedades excepcionales como flexibilidad, elasticidad y resistencia al desgaste, lo que lo hace ampliamente utilizado en componentes clave de robots humanoides, como cubiertas exteriores, manos robóticas y sensores táctiles. A continuación, se presentan materiales detallados en inglés, seleccionados de artículos académicos e informes técnicos de prestigio: 1. **Diseño y desarrollo de una mano robótica antropomórfica utilizandoMaterial de TPU** > **Resumen**: El artículo que se presenta aborda la complejidad de una mano robótica antropomórfica. La robótica es actualmente el campo más avanzado y siempre se ha buscado imitar la actuación y el comportamiento humanos. Una mano antropomórfica es una de las estrategias para imitar operaciones similares a las humanas. En este artículo, se desarrolla la idea de desarrollar una mano antropomórfica con 15 grados de libertad y 5 actuadores, así como su diseño mecánico, sistema de control, composición y peculiaridades. La mano tiene una apariencia antropomórfica y puede realizar funciones similares a las humanas, como el agarre y la representación de gestos. Los resultados revelan que la mano está diseñada de una sola pieza y no requiere ensamblaje, además de presentar una excelente capacidad de levantamiento de pesas, gracias a su fabricación en poliuretano termoplástico flexible.Material (TPU), y su elasticidad también garantiza que la mano sea segura para interactuar con humanos. Esta mano puede usarse tanto en un robot humanoide como en una mano protésica. El número limitado de actuadores simplifica el control y aligera la mano. 2. **Modificación de una superficie de poliuretano termoplástico para crear una pinza robótica blanda mediante un método de impresión en cuatro dimensiones** > Una de las vías para el desarrollo de la fabricación aditiva por gradiente funcional es la creación de estructuras impresas en cuatro dimensiones (4D) para el agarre robótico blando, que se logra combinando la impresión 3D por modelado por deposición fundida con actuadores de hidrogel blando. Este trabajo propone un enfoque conceptual para crear una pinza robótica blanda independiente de la energía, que consiste en un sustrato de soporte impreso en 3D modificado hecho de poliuretano termoplástico (TPU) y un actuador basado en un hidrogel de gelatina, que permite una deformación higroscópica programada sin utilizar construcciones mecánicas complejas. El uso de un hidrogel a base de gelatina al 20% confiere a la estructura una funcionalidad biomimética robótica suave y es responsable de la funcionalidad mecánica inteligente, sensible a estímulos, del objeto impreso al responder a los procesos de hinchamiento en entornos líquidos. La funcionalización superficial dirigida del poliuretano termoplástico en un entorno de argón-oxígeno durante 90 s, a una potencia de 100 W y una presión de 26,7 Pa, facilita cambios en su microrelieve, mejorando así la adhesión y la estabilidad de la gelatina hinchada en su superficie. El concepto realizado de crear estructuras de peine biocompatibles impresas en 4D para el agarre robótico blando subacuático macroscópico puede proporcionar un agarre local no invasivo, transportar objetos pequeños y liberar sustancias bioactivas al hincharse en el agua. Por lo tanto, el producto resultante puede utilizarse como un actuador biomimético autoalimentado, un sistema de encapsulación o robótica suave. 3. **Caracterización de las piezas exteriores para el brazo robótico humanoide impreso en 3D con varios patrones y grosores** > Con el desarrollo de la robótica humanoide, se necesitan exteriores más suaves para una mejor interacción entre humanos y robots. Las estructuras auxéticas en metamateriales son una forma prometedora de crear exteriores suaves. Estas estructuras tienen propiedades mecánicas únicas. La impresión 3D, especialmente la fabricación con filamento fundido (FFF), se utiliza ampliamente para crear dichas estructuras. El poliuretano termoplástico (TPU) se utiliza comúnmente en FFF debido a su buena elasticidad. Este estudio tiene como objetivo desarrollar una cubierta exterior suave para el robot humanoide Alice III utilizando la impresión 3D FFF con un filamento de TPU Shore 95A. > > El estudio utilizó un filamento de TPU blanco con una impresora 3D para fabricar brazos robóticos humanoides 3DP. El brazo robótico se dividió en partes del antebrazo y la parte superior del brazo. Se aplicaron diferentes patrones (sólidos y reingresantes) y grosores (1, 2 y 4 mm) a las muestras. Después de la impresión, se realizaron pruebas de flexión, tracción y compresión para analizar las propiedades mecánicas. Los resultados confirmaron que la estructura reentrante se doblaba fácilmente hacia la curva de flexión y requería menos esfuerzo. En las pruebas de compresión, la estructura reentrante pudo soportar la carga en comparación con la estructura sólida. > > Después de analizar los tres espesores, se confirmó que la estructura reentrante con un espesor de 2 mm tenía excelentes características en términos de propiedades de flexión, tracción y compresión. Por lo tanto, el patrón reentrante con un espesor de 2 mm es más adecuado para la fabricación de un brazo robótico humanoide impreso en 3D. 4. **Estas almohadillas de "piel suave" de TPU impresas en 3D brindan a los robots un sentido del tacto altamente sensible y de bajo costo** > Investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana - Champaign han ideado una forma económica de brindar a los robots un sentido del tacto similar al humano: almohadillas de piel suave impresas en 3D que también funcionan como sensores de presión mecánicos. Los sensores robóticos táctiles suelen contener conjuntos electrónicos muy complejos y son bastante caros, pero hemos demostrado que se pueden fabricar alternativas funcionales y duraderas a muy bajo coste. Además, dado que solo se trata de reprogramar una impresora 3D, la misma técnica se puede adaptar fácilmente a diferentes sistemas robóticos. El hardware robótico puede implicar grandes fuerzas y pares de torsión, por lo que debe ser lo suficientemente seguro para interactuar directamente con humanos o utilizarse en entornos humanos. Se espera que la piel suave desempeñe un papel importante en este sentido, ya que puede utilizarse tanto para el cumplimiento de la seguridad mecánica como para la detección táctil. El sensor del equipo está fabricado con almohadillas impresas de uretano termoplástico (TPU) en una impresora 3D Raise3D E2 estándar. La capa exterior suave cubre una sección de relleno hueca y, a medida que se comprime, la presión del aire en el interior se modifica en consecuencia, lo que permite que un sensor de presión Honeywell ABP DANT 005 conectado a un microcontrolador Teensy 4.0 detecte la vibración, el tacto y el aumento de la presión. Imagina que quieres usar robots de piel suave para ayudar en un entorno hospitalario. Necesitarían ser desinfectados regularmente, o la piel necesitaría ser reemplazada regularmente. De cualquier manera, hay un costo enorme. Sin embargo, la impresión 3D es un proceso muy escalable, por lo que las piezas intercambiables se pueden hacer de forma económica y se encajan y desmontan fácilmente del cuerpo del robot. 5. **Fabricación aditiva de redes neumáticas de TPU como actuadores robóticos blandos** > En este documento, se investiga la fabricación aditiva (FA) de poliuretano termoplástico (TPU) en el contexto de su aplicación como componentes robóticos blandos. En comparación con otros materiales elásticos de FA, el TPU revela propiedades mecánicas superiores con respecto a la resistencia y la deformación. Mediante sinterización selectiva por láser, se imprimen en 3D actuadores neumáticos de flexión (redes neumáticas) como un caso práctico de robótica blanda y se evalúan experimentalmente con respecto a la deflexión sobre la presión interna. La fuga debido a la hermeticidad del aire se observa en función del espesor mínimo de pared de los actuadores. >> Para describir el comportamiento de la robótica blanda, es necesario incorporar descripciones de materiales hiperelásticos en modelos de deformación geométrica que pueden ser, por ejemplo, analíticos o numéricos. Este documento estudia diferentes modelos para describir el comportamiento de flexión de un actuador robótico blando. Se aplican pruebas de materiales mecánicos para parametrizar un modelo de material hiperelástico para describir poliuretano termoplástico fabricado de forma aditiva. >> Se parametriza una simulación numérica basada en el método de elementos finitos para describir la deformación del actuador y se compara con un modelo analítico publicado recientemente para dicho actuador. Ambas predicciones del modelo se comparan con los resultados experimentales del actuador robótico blando. Mientras que el modelo analítico logra mayores desviaciones, la simulación numérica predice el ángulo de flexión con desviaciones promedio de 9°, aunque las simulaciones numéricas tardan significativamente más en el cálculo. En un entorno de producción automatizado, la robótica blanda puede complementar la transformación de sistemas de producción rígidos hacia una fabricación ágil e inteligente.
Hora de publicación: 25 de noviembre de 2025