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 autorizados e informes técnicos: 1. **Diseño y desarrollo de una mano robótica antropomórfica utilizandoMaterial TPU** > **Resumen**: El presente artículo aborda la complejidad de una mano robótica antropomórfica. La robótica es actualmente el campo más avanzado y siempre ha existido la intención de imitar la actuación y el comportamiento humanos. Una mano antropomórfica es uno de los enfoques para imitar las operaciones humanas. En este artículo, se ha desarrollado la idea de crear una mano antropomórfica con 15 grados de libertad y 5 actuadores, así como el diseño mecánico, el sistema de control, la composición y las peculiaridades de la mano robótica. La mano tiene una apariencia antropomórfica y también puede realizar funciones humanas, por ejemplo, agarre y representación de gestos con las manos. Los resultados revelan que la mano está diseñada como una sola pieza y no necesita ningún tipo de ensamblaje, y exhibe una excelente capacidad de levantamiento de peso, ya que está hecha de poliuretano termoplástico flexible.material (TPU)y su elasticidad también asegura que la mano sea segura para interactuar con humanos también. Esta mano puede usarse en un robot humanoide así como en una mano protésica. El número limitado de actuadores hace que el control sea más simple y la mano más ligera. 2. **Modificación de una superficie de poliuretano termoplástico para crear una pinza robótica blanda usando un método de impresión cuatridimensional** > Una de las vías para el desarrollo de la fabricación aditiva de gradiente funcional es la creación de estructuras impresas en cuatro dimensiones (4D) para agarre robótico blando, lograda mediante la combinación de la impresión 3D de 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 la deformación higroscópica programada sin usar construcciones mecánicas complejas. El uso de un hidrogel a base de gelatina al 20% confiere funcionalidad biomimética robótica blanda a la estructura 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 microrrelieve, mejorando así la adhesión y 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 macroscópico subacuático puede proporcionar un agarre local no invasivo, transportar objetos pequeños y liberar sustancias bioactivas al hincharse en agua. Por lo tanto, el producto resultante puede utilizarse como actuador biomimético autoalimentado, sistema de encapsulación o robótica blanda. 3. **Caracterización de partes exteriores para brazo de robot humanoide impreso en 3D con varios patrones y espesores** > Con el desarrollo de la robótica humanoide, se necesitan exteriores más suaves para una mejor interacción humano-robot. 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 por filamento fundido (FFF), se utiliza ampliamente para crear tales estructuras. El poliuretano termoplástico (TPU) se usa comúnmente en FFF debido a su buena elasticidad. Este estudio tiene como objetivo desarrollar una cubierta exterior suave para el robot humanoide Alice III usando impresión 3D FFF con un filamento de TPU Shore 95A. > > El estudio usó un filamento de TPU blanco con una impresora 3D para fabricar brazos de robot humanoide 3DP. El brazo del robot se dividió en partes de antebrazo y brazo superior. Se aplicaron diferentes patrones (sólido y reentrante) y espesores (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 era fácilmente doblable hacia la curva de flexión y requería menos tensión. 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 fabricar un brazo de robot humanoide impreso en 3D. 4. **Estas almohadillas de TPU "piel suave" impresas en 3D brindan a los robots un sentido del tacto de bajo costo y altamente sensible** > Investigadores de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign han ideado una forma de bajo costo 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 de componentes electrónicos muy complejos y son bastante caros, pero hemos demostrado que se pueden fabricar alternativas funcionales y duraderas a un precio muy económico. 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, por lo que debe ser muy seguro si va a interactuar directamente con humanos o utilizarse en entornos humanos. Se espera que la piel blanda 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 en poliuretano termoplástico (TPU) en una impresora 3D Raise3D E2 comercial. La capa exterior blanda cubre una sección de relleno hueca, y a medida que se comprime la capa exterior, 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 vibraciones, tacto y aumento de presión. Imagina que quieres usar robots de piel suave para ayudar en un entorno hospitalario. Necesitarían ser desinfectados regularmente, o la piel tendría que 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 bajo costo y se pueden colocar y quitar fácilmente del cuerpo del robot. 5. **Fabricación aditiva de TPU Pneu-Nets como actuadores robóticos blandos** > En este artículo, se investiga la fabricación aditiva (AM) de poliuretano termoplástico (TPU) en el contexto de su aplicación como componentes robóticos blandos. En comparación con otros materiales elásticos de AM, el TPU revela propiedades mecánicas superiores con respecto a la resistencia y la deformación. Mediante sinterización selectiva por láser, se imprimen en 3D actuadores de flexión neumática (pneu-nets) como un caso de estudio de robótica blanda y se evalúan experimentalmente con respecto a la deflexión sobre la presión interna. Se observa fuga debido a la estanqueidad del aire en función del espesor mínimo de la 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 artículo estudia diferentes modelos para describir el comportamiento de flexión de un actuador robótico blando. Se aplican ensayos mecánicos de materiales para parametrizar un modelo de material hiperelástico que describe el poliuretano termoplástico fabricado mediante manufactura 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. Las predicciones de ambos modelos se comparan con los resultados experimentales del actuador robótico blando. Si bien el modelo analítico presenta mayores desviaciones, la simulación numérica predice el ángulo de flexión con desviaciones promedio de 9°, aunque el cálculo de las simulaciones numéricas requiere un tiempo significativamente mayor. En un entorno de producción automatizado, la robótica blanda puede complementar la transformación de los sistemas de producción rígidos hacia una manufactura ágil e inteligente.
Fecha de publicación: 25 de noviembre de 2025