Đã in 3D thành công robot trong một lần chạy duy nhất, không cần lắp ráp

Các robot tự chế DIY đã không phải là mới. Các bộ phận được in 3D cũng không còn là điều hiếm. Nhưng sự kết hợp giữa hai điều này là điều chưa từng nghe nói đến. Thậm chí ngày nay, ngay cả những robot với chức năng đơn giản vẫn được cung cấp rất hạn chế, bất chấp những tiến bộ trong hiểu biết về robot hay khả năng tiếp cận các phương pháp sản xuất mới. Vấn đề là ngay cả những robot đơn giản cũng cần phải được lắp ráp, và bản thân điều này cũng là một thách thức không nhỏ. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu tại MIT đã tạo ra một sự giải pháp thay thế: in 3D một con robot hoàn chỉnh ngay trong một lần chạy, không cần phải lắp ráp.

Con robot 6 chân được in 3D chỉ trong một lần in.

Tất nhiên, từ lâu in 3D đã có khả năng tạo ra các cấu trúc phức tạp, nhưng robot lại là một trường hợp đặc biệt. Hơn nữa, chúng đòi hỏi các bộ phận chuyển động, vốn rất khó khăn để có thể hoàn thành trong một lần in. Nhưng các nhà nghiên cứu đã giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng một hệ thống thủy lực, có thể in 3D trực tiếp mà không cần phải lắp ráp. Con robot sáu chân được dùng để trình diễn khả năng này, có một bộ các hộp xếp được in 3D ở bên trong, chuyển áp suất chất lỏng thành lực cơ khí.

Các hộp xếp in 3D để di chuyển chân robot.

Tuy nhiên, giải pháp này cũng có một vấn đề riêng, đó là in chất lỏng. Điều này nghe có vẻ kỳ quặc, thậm chí nghịch lý, nhưng khả năng in 3D chất lỏng là một trong những chén thánh của công nghệ sản xuất còn non trẻ này. Cho dù điều này là vẫn khả thi nhưng các phương pháp hiện tại đòi hỏi quá trình xử lý sau in, như làm tan chảy chất liệu in 3D rắn thành chất lỏng. Điều này đi ngược lại mục tiêu của việc tạo ra một robot hoàn toàn bằng in 3D mà không phải lắp ráp sau khi in.

Các nhà nghiên cứu tại MIT thử nghiệm một phương pháp in phun mực với một số chỉnh sửa của riêng mình. Họ sử dụng phương pháp in hàng loạt chất liệu khác nhau, vốn thường xem quá phức tạp và khó để triển khai. Một số chất liệu, như photopolymer (polyme nhạy sáng), sẽ cứng lại khi có tia UV cường độ cao chiếu vào. Ngược lại, một số chất liệu không đông khác được sử dụng để làm các bộ phận chất lỏng.

Robot in hoàn toàn bằng máy in 3D trong một lần chạy máy.

Kết quả là một con robot được in 3D trong vòng 22 tiếng đồng hồ, không đòi hỏi phải lắp ráp, và trên thực tế cũng không có các linh kiện điện tử. Vì vậy nó cần một viên pin và một động cơ DC, một cơ cấu trục khuỷu để bơm chất lỏng vào các chân của con robot. Cho dù 22 tiếng đồng hồ là thời gian tương đối ngắn cho cơ cấu phức tạp như con robot này, điều này vẫn chưa phải là lý tưởng. Việc rút ngắn hơn nữa thời gian chế tạo, cuối cùng sẽ phụ thuộc vào việc tạo ra các máy in 3D nhanh hơn.