Driedimensionaal printen biedt unieke voordelen, maar staat nog steeds voor veel uitdagingen, voor het vervaardigen van kleine, flexibele robots die door het menselijk lichaam en andere besloten ruimtes kunnen navigeren, volgens een recensie in het tijdschrift Wetenschap en technologie van geavanceerde materialen .

Onderzoekers van de Jeju National University in Zuid-Korea onderzochten het nieuwste onderzoek en de nieuwste ontwikkelingen bij het maken van zachte robots met behulp van 3D-printtechnologieën. Hun studie concludeert dat 3D-printen zeer geschikt is om robots te bouwen met complexe externe vormen en een intern poreuze structuur. Toch, het veld is nog nieuw en er moeten grote lacunes worden gedicht om robots te kunnen printen met meerdere materialen die gemakkelijk aan elkaar hechten.

Zachte robots zijn gemaakt van zeer flexibele materialen zoals vloeistoffen, gels en polymeren, zodat ze functies in levende organismen kunnen nabootsen. In de afgelopen jaren, er is een significante trend geweest in de richting van het gebruik van 3D-printen voor hun productie in plaats van conventionele vormen en gieten.

Er zijn veel 3D-printtechnologieën beschikbaar. Ze zetten allemaal digitale gegevens om in driedimensionale objecten door opeenvolgende lagen van een materiaal toe te voegen totdat het object is gefabriceerd. De printtechnologieën gebruiken verschillende soorten materialen en benaderingen om ze in lagen te leggen. Bijvoorbeeld, onderzoekers gebruikten 'selectief lasersinteren' van poedervormige metalen om een ​​zachte robothand met meerdere vingers te ontwikkelen die kan tillen, greep, draai en positioneer objecten nauwkeurig.

Andere materialen die worden gebruikt voor het 3D-printen van zachte robots zijn onder meer diëlektrische elastomeren:polymeren die van grootte en vorm veranderen wanneer ze worden gestimuleerd door een elektrisch veld; vormgeheugenpolymeren, die van vorm veranderen als reactie op warmte; en hydrogels die worden beïnvloed door een verscheidenheid aan stimuli, waaronder warmte, elektriciteit, zuurgraad, magnetisme en licht.

Zachte robots worden voor verschillende doeleinden binnen en buiten het menselijk lichaam getest. Bijvoorbeeld, een 3D-geprinte zachte siliconenpomp zou als kunsthart kunnen worden gebruikt. 3D-geprinte zachte 'micro-biobots', die door bloedvaten of de darm kunnen reizen, worden onderzocht voor het monitoren van ziekten. Buiten het lichaam, zachte robots worden ontwikkeld voor protheses, voor het bewaken van vitale functies, en voor orgaan-op-een-chip-apparaten die dieren kunnen vervangen bij het testen van geneesmiddelen.

Maar er zijn nog veel uitdagingen om deze technologieën voor klinisch gebruik te verbeteren. De materialen krimpen soms tijdens het stollingsproces, bijvoorbeeld. Ook, 3D-printen is nog te traag voor massaproductie.

Het commerciële succes van deze technologieën, de onderzoekers concluderen, zal afhangen van de ontwikkeling van snelle prototypes die tot massaproductie kunnen leiden. Robots moeten ook goedkoop zijn en voldoen aan de marktbehoeften.