Robótica blanda con TPU 60A: impresión 3D más flexible, fuerte y sin moldes gracias a Filaflex
Robótica blanda con TPU 60A: el futuro de la impresión 3D flexible sin silicona ni moldes
Olvídate del moldeo con silicona y de los TPU rígidos. Este innovador estudio de la Universidad de Ciencias Avanzadas de Kioto demuestra que los TPU altamente flexibles 60A y 70A pueden imprimirse en 3D con resultados excepcionales, dando lugar a grippers más resistentes, más flexibles y mucho más rápidos de fabricar que los diseños tradicionales de robótica blanda.
El problema: el moldeo con silicona y el TPU rígido nos limitan
Durante años, los grippers de robótica blanda han dependido del moldeo con silicona, un método obsoleto, lento y frágil que requiere la fabricación de moldes complejos y largos tiempos de curado. Aunque la impresión 3D FDM ha surgido como alternativa, la mayoría de soluciones utilizan TPU 85A, que suele ser demasiado rígido para aplicaciones de alto rendimiento en robótica blanda.
El avance: TPU 60A y 70A como materiales FDM realmente viables
Este estudio demuestra que materiales flexibles como Filaflex 60A y 70A pueden imprimirse con éxito en una impresora estándar como la Prusa MK4, permitiendo fabricar geometrías complejas como fuelles neumáticos. Los resultados superan claramente a los métodos basados en silicona tanto en flexibilidad como en durabilidad.
Cada gripper se imprimió en aproximadamente 10 horas, sin necesidad de moldes ni procesos de curado.
Rendimiento sobresaliente: fuerza, flexibilidad y versatilidad
- Fuerza bruta: El gripper de TPU 60A levantó 1297 g (una bobina completa de filamento), frente a solo 230 g del equivalente fabricado en silicona.
- Flexibilidad: A 200 kPa, el gripper de TPU 60A alcanzó una flexión de 104°, el de TPU 70A llegó a 81°, mientras que el TPU 85A apenas alcanzó los 42°.
- Agarre versátil: Gracias a su diseño neumático triangular, el mismo gripper fue capaz de manipular tanto objetos delicados (como un huevo de 55 g) como herramientas pesadas.
La receta técnica: modelo hiperelástico Yeoh de tercer orden
Para proporcionar a ingenieros y diseñadores una herramienta lista para simulación, el equipo validó el modelo hiperelástico Yeoh de tercer orden como el más preciso para simular el comportamiento del TPU 60A y 70A en software de análisis por elementos finitos (FEA). Con un margen de error de solo 6°, este modelo permite un prototipado digital fiable, reduciendo pruebas físicas y ahorrando tiempo y material.
Conclusión: una nueva era para la robótica blanda impulsada por Filaflex
Este estudio demuestra que materiales como Filaflex 60A y 70A no solo son imprimibles en 3D, sino que superan a la silicona en prácticamente todos los aspectos. Mayor fuerza de agarre, mayores ángulos de flexión y una fabricación mucho más rápida y limpia los convierten en la opción ideal para la próxima generación de sistemas de robótica blanda.
El futuro de la robótica flexible no se moldea: se imprime en 3D.
Fuente
“Materials and Methods for Designing 3D-Printed Soft Robot Grippers in Low-Hardness TPU (60A–70A)”
Khalid Meitani, Sajid Nisar. IEEE Access, Vol. 13, 2025.
DOI: 10.1109/ACCESS.2025.3642169