Polimery FRP inspirowane origami – nowe możliwości w robotyce

Naukowcy z Korei Południowej opracowali nową technologię wytwarzania polimerów wzmocnionych włóknem (FRP), która pozwala łączyć sztywność i elastyczność w ramach jednej monolitycznej struktury. Innowacja inspirowana origami otwiera drogę do bardziej zaawansowanych konstrukcji w robotyce, kosmonautyce i inżynierii materiałowej.

Posłuchaj
00:00

Nowe zastosowania FRP w robotyce

Polimery wzmocnione włóknem (FRP) mogą znaleźć zastosowanie w elementach robotów, w tym w przegubach, pozwalając na budowę konstrukcji przypominających transformery. Inspiracją dla badaczy były struktury origami, które cechują się kompaktowym przechowywaniem i efektywnym rozkładaniem – znane już z zastosowań w lotnictwie, architekturze czy medycynie.

Do tej pory eksperci wykorzystywali w tego typu projektach głównie papier, cienkie szkło czy polimery. FRP pozostawał słabo zbadany pod kątem precyzji i niezawodności procesu wytwarzania.

Nowa technologia wytwarzania kompozytów

Zespół z Uniwersytetu Narodowego w Pusan opracował proces dozowania wielu żywic epoksydowych, który umożliwia łączenie sztywnych i elastycznych żywic w jednej strukturze. Pozwala to na dokładne wzorcowanie właściwości mechanicznych w ramach jednej monolitycznej struktury.

Dr Dong Gi Seong, kierownik badań i profesor nadzwyczajny na Wydziale Inżynierii i Nauki o Polimerach, podkreśla:
- Nasza nowatorska i efektywna technika wytwarzania kompozytów umożliwia elastyczne zginanie przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej wytrzymałości strukturalnej. To znaczący krok naprzód w stosunku do tradycyjnych technologii opartych na jednej żywicy i procesach manualnych – pozwala bowiem na selektywną kontrolę sztywności i elastyczności w obrębie jednej kompozytowej konstrukcji.

Właściwości i możliwości zastosowań

Naukowcy zademonstrowali potencjał swojej metody, wytwarzając strukturę origami w formie triangulowanego cylindra (TCO), co umożliwiło uzyskanie trwałych i wysokowydajnych kompozytów FRP. Uzyskane kompozyty osiągają moduł sprężystości przy zginaniu 6,95 GPa w częściach sztywnych oraz 0,66 GPa w sekcjach składanych. Minimalny promień gięcia poniżej 0,5 mm zapewnia dużą elastyczność i stabilność podczas wielokrotnych cykli obciążeń.

Gotowa struktura jest lekka, wytrzymała mechanicznie i zdolna do złożonych ruchów, takich jak wydłużanie, ściskanie, zginanie, skręcanie czy rozkładanie. Dzięki temu znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach.

Według dr. Seonga technologia ta może przyczynić się do przełomowych rozwiązań w nauce i inżynierii:

  • w robotyce – do budowy przegubów czy elementów konstrukcyjnych robotów przypominających transformery, egzoszkieletów czy humanoidalnych stawów,
  • w kosmonautyce – w rozkładanych panelach słonecznych, żaglach kosmicznych czy lekkich elementach nośnych,
  • w elektronice – w podłożach i osłonach składanych i rolowanych urządzeń,
  • w architekturze i budownictwie – przy projektowaniu namiotów, schronów wojskowych czy awaryjnych,
  • w motoryzacji – w transformowalnych kołach pojazdów nowej generacji .

Szczegóły badań opublikowano w czasopiśmie Composites Part B: Engineering.

Źródło: The Engineer

Powiązane treści
Coboty UR wkraczają do mainstreamu: spawanie laserowe i cięcie plazmowe na FABTECH 2025
RealMan Robotics otwiera w Pekinie największe centrum szkoleniowe dla robotów humanoidalnych
Rozwój robotyzacji w zastosowaniach heavy-duty - precyzja przy dużych obciążeniach
Robot-surogatka: technologiczna rewolucja czy etyczna bomba?
Infineon rozwija roboty humanoidalne, wykorzystując technologię firmy Nvidia
Kreatywna współpraca: roboty mobilne firmy OMRON pomagają usprawnić procesy w zakładzie Danfoss Power Solutions
Zobacz więcej w kategorii: Gospodarka
Aktualności
Nowy hub logistyczny FedEx
Przemysł 4.0
Cyfrowe bliźniaki
Zasilanie, aparatura nn
ENERGETAB 2025 już za kilka dni! Oto krótki przewodnik targowy
Zasilanie, aparatura nn
Rynek transformatorów rozdzielczych
Roboty
Coboty UR wkraczają do mainstreamu: spawanie laserowe i cięcie plazmowe na FABTECH 2025
Roboty
RealMan Robotics otwiera w Pekinie największe centrum szkoleniowe dla robotów humanoidalnych

Szafa wydawcza JotKEl

Nowoczesny przemysł stanowi szczególne wyzwanie dla gospodarki magazynowej. Duże znaczenie ma zwłaszcza pozyskanie informacji zwrotnej o aktualnym stanie zasobów, co umożliwia optymalizację dostaw. Dobrze zorganizowana gospodarka magazynowa zapewnia ciągłość produkcji, a to bezpośrednio wpływa na redukcję kosztów postojów. Wychodząc naprzeciw tym wymaganiom i bazując na prawie 50-letnim doświadczeniu, firma JotKEl stworzyła system automatycznych mebli wydawczych.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów