东京工业大学引进Raise3D Pro3 3D打印机用于机器人研发 

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发布时间: 2022-10-31 14:13
东京工业大学(以下简称“东工大”)是日本顶尖的理工科大学,拥有140年的历史,是一所专攻工程技术与自然科学的研究型大学。东工大十分注重产学研结合,并且持有很多专利。迄2021年,东工大已诞生2位诺贝尔奖得主,包括1位诺贝尔生理学或医学奖得主和1位诺贝尔化学奖得主。
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东工大的长谷川实验室成立于2008年。其研究项目之一是如何提高机器人精密运动部件的灵活性,从而增强人机交互。在机器人的研发过程中,为保障运动结构件的精度,长谷川实验室引进了高精度3D打印机——Raise3D Pro3。
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“我想制造一个动作灵活的机器人。此外,我还想降低这项技术的成本,以让它得到广泛应用。”在面对目前市场上的机器人运动部件精度不足,导致运动灵活性低问题时,长谷川实验室的Hasegawa Shoichi教授表达了他对机器人未来发展的愿景。
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长谷川实验室在毛绒娃娃的内部添加了一个机器人结构。虽然它外表看起来就是一个柔软的毛绒玩具,但内部机器人却有着复杂和精确的运动结构,如机械臂,轴承,电机支架。
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这些部件和结构是由实验室成员独立设计和开发的,在设计和开发过程中他们遇到很多挑战。首先,这些零件体积很小,结构特殊,需要使用高精密的制造工具,如CNC工艺。但由于零件所需的数量少,选择CNC技术的话将花费巨大的成本。

其次,机器人的开发阶段需要多次对设计进行调试且具有保密性,因此,无论是从时间成本方面或者是保密性来说,将零件制造外包给第三方公司都不是一个理想的解决方案。
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由于以上种种原因,长谷川实验室最终决定自主引进具有按需定制优势的高精度3D打印机,自主完成零件制造。
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机器人的运动部件有极细微的孔结构和突起结构,但从实验室的打印结果可以看到,使用Pro3打印的部件拥有极优异的分辨率和干净光滑的表面。Hasegawa Shoichi教授说:“使用Raise3D Pro3打印机后,运动部件的轴和外壳零件更贴合了。在安装外壳和马达底座后,机器人的安装强度变得一致。”
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在引进Pro3之前,长谷川实验室的工程师用之前购买的3D打印机打印ABS零件时,零件的表面分辨率和精度都不高。由于设备的温控不稳定,导致打印的零件尺寸不准确,造成机械结构不贴合,运动部件频繁发生故障,运动平稳性差。也正是对零件有高精度的需求,实验室最后选择了Raise3D Pro3打印机。

Pro3具有优异的可重复性和可靠性,可以保障打印机在运行过程中不会产生错位,从而提供了更高的表面平整度和光滑度。除此之外,打印机精确的温控和冷却系统能确保零件细节的完整性,成为了打印复杂和小型零件的理想选择。

Pro3塔尖冷却测试

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Raise3D Pro3具有良好的稳定性,可保持24/7不间断打印,即使在紧急情况下,如停电,耗材耗尽,过热中断等也能在处理问题后很快恢复打印。目前长谷川实验室有25名工程师。使用Raise3D Pro3打印机后,劳动力得到了很大的解放,工程师可以将更多的时间和精力投入到设计与研发中。
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Pro3操作简便,即使是没有3D打印机操作经验的工程师在接受简单的培训后也能很快上手,再配合Raise3D的生态系统——切片软件ideaMaker以及云管理系统RaiseCloud,就可以实现打印机与软件之间的无缝衔接,轻松管理打印任务。
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目前,长谷川实验室的工程师主要使用PLA制作机器人运动部件,在体会到Raise3D Pro3的高品质后,决定在未来尝试打印更多不同的材料如ABS,用以增加零件强度或改善其他性能。我们相信,Raise3D Pro3打印机在未来能激发长谷川实验室更多的研发潜能,以帮助他们实现对人机交互未来发展的愿景。

*本案例由Raise3D日本经销商Japan 3D Printer分享
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