Robotica morbida con TPU 60A: stampa 3D più flessibile, potente e senza silicone grazie a Filaflex
Robotica morbida con TPU 60A: stampa 3D più flessibile, potente e senza silicone grazie a Filaflex
Dimentica gli stampi in silicone e i TPU rigidi. Questo studio rivoluzionario dell’Università di Scienze Avanzate di Kyoto dimostra che i TPU altamente flessibili 60A e 70A possono essere stampati in 3D con risultati eccezionali—creando gripper più resistenti, più flessibili e molto più rapidi da produrre rispetto ai tradizionali design della robotica morbida.
Il problema: stampi in silicone e TPU rigidi ci rallentano
Per anni, i gripper della robotica morbida hanno fatto affidamento sullo stampaggio in silicone—un metodo obsoleto, lento e fragile, che richiede stampi complessi e lunghi tempi di indurimento. Anche se la stampa 3D FDM si è affermata come alternativa, la maggior parte delle applicazioni utilizza TPU 85A, spesso troppo rigido per applicazioni performanti.
La svolta: TPU 60A e 70A come materiali FDM veramente efficaci
Questo studio dimostra che materiali flessibili come Filaflex 60A e 70A possono essere stampati con successo su una stampante standard come la Prusa MK4, permettendo la realizzazione di geometrie complesse come soffietti pneumatici. I risultati superano di gran lunga i metodi a base di silicone in termini di flessibilità e durata.
Ogni gripper è stato stampato in circa 10 ore—senza stampi né tempi di indurimento.
Prestazioni eccezionali: forza, flessibilità e versatilità
- Forza pura: Il gripper in TPU 60A ha sollevato 1297 g (una bobina intera di filamento), contro solo 230 g del modello in silicone.
- Flessibilità: A 200 kPa, il TPU 60A ha raggiunto una flessione di 104°, il 70A 81°, mentre l’85A solo 42°.
- Presa versatile: Grazie al design triangolare e pneumatico, lo stesso gripper è in grado di afferrare sia oggetti delicati (come un uovo da 55 g) sia utensili pesanti.
La ricetta tecnica: modello iperelastico Yeoh di terzo ordine
Per fornire agli ingegneri uno strumento pronto alla simulazione, il team ha validato il modello iperelastico di Yeoh, 3° ordine come il più preciso per simulare il comportamento del TPU 60A/70A nei software FEA. Con solo 6° di margine d’errore, questo modello permette prototipazione digitale affidabile, riducendo test fisici e sprechi.
Conclusione: una nuova era della robotica morbida, firmata Filaflex
Questo studio dimostra che materiali come Filaflex 60A e 70A non solo sono stampabili in 3D, ma superano la silicone in quasi ogni aspetto. Maggiore forza di presa, angoli di flessione più ampi e una produzione più rapida e pulita li rendono ideali per la prossima generazione di robot morbidi.
Il futuro della robotica flessibile non si modella... si stampa.
Fonte
“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