香港
在本次Formnext深圳展，华曙高科展示了其在机器人行业的创新应用，除此前已展示过的高分子材料应用，更有首次亮相的金属零件。
灵巧手-动部件
高精度、一体3D打印
这是华曙高科首次向业界展示其金属3D打印技术在机器人行业的应用——
它没有带来以往常见的大尺寸、复杂结构拓扑优化零件，而是重点展示了金属3D打印的高精度、一体式动部件制造能力。
金属3D打印直接制造可动部件，最终在机器人领域找到了应用场景！
机器人灵巧手手指部分的传统加工中，每个指节的近指节、中指节、远指节都需要独立加工，零件数量众多，组装工序冗长，装配间隙容易出现动作卡顿，控制精度会受到影响。
此外，这些零件的加工过程也并不容易。每个指节都是小型的薄壁壳体，内含走线通道，曲面多而且复杂，还需要在两端须加工出精密的枢轴孔，用于和其他指节连接。
而华曙高科将灵巧手手指中的部分组件设计成了一个整体，将其直接3D打印出来，无需后期装配多个零散的小零件。
从公开的组件可以看出，指节壳体、安装耳座、内部限位腔体，被整合为了单一打印件；关节转动结构的主体轮廓直接一体成型，不需要螺钉等外部拼装零件；零件内部具有空腔、预留孔等特征，且造型自由仿生，复刻人体手掌曲面。
与传统加工方案对比，3D打印最直接的结果是零件数量、组装环节均大幅减少，组件精度与可靠性得到了本质上的提升。此外组件采用钛合金制造，整体具有极致的轻量化特征。
为实现组件可动、减少后处理，华曙采用精细3D打印工艺，依靠小光斑和20μm超薄粉层工艺，按照垂直方向打印，将垂直面的粗糙度稳定控制在Ra3.2μm以内，零件尺寸精度能达到±0.05mm，能够满足关节部位的高频精密配合。
华曙高科指出，借助3D打印技术制造的轻量化灵巧手组件，能够减轻机器人手部自重；一体成型的结构特征使组件的运行稳定性更强，适配工业柔性装配、智能服务等多场景长期使用。
而华曙还展示了机器人的实操应用，这或许意味着该组件已经实现了场景化应用。
当前机器人行业的产品迭代速度极快，借助3D打印技术能够实现快速打样，并能实现中小批量快速交付，能够有效降低该行业企业的创新试错成本。
机器人外壳3D打印应用
在不久前举办的世界机器人大会上，笔者发现大量机器人企业已在使用3D打印技术制造机器人的包覆外壳。在Formnext展会上，华曙高科展示了两款高分子3D打印技术在该场景中的应用。
首先是采用PEBA（华曙牌号FS2101‑TA）3D打印的机器人外壳晶格样件，它主要用于覆盖机器人头部、胸部、手臂等关键部位，采用晶格结构设计，在保证结构强度的同时实现轻量化。
PEBA兼具高强度与高韧性，在‑20℃至120℃的宽温域内具有稳定性，因此耐候性极强，能满足机器人在多场景、长周期服役时的使用要求，可用于制造机器人仿生肌肉。
另一款应用是采用TPU 3D打印的机器人晶格柔性皮肤，可实现缓冲防护，贴合复杂曲面，适配关节弯曲运动。
3D打印晶格结构的优势是可以通过格参数调控实现分区软硬，实现仿生皮肤的力学性能，也可高精度复现人体各部位的形态特征，避免了传统材料通过冗余晶格堆叠维持形态的弊端，在保证结构强度的前提下大幅减重，降低驱动负载、提升续航。
此外，多孔晶格具有缓冲抗冲击、透气散热的效果，还可预留传感器安装通道，实现结构‑感知一体化，同时便于快速迭代原型，适配机器人定制化开发需求。
上述两款高分子零件分别采用华曙Flight403P高速3D打印机和HT403P高温3D打印机制造，实现了一体复杂曲面直接成型，无需开模。
此次华曙高科展示的机器人行业3D打印应用让人印象深刻。
尤其是直接可动精密部件，打破了金属3D打印只做结构的固有思路，为解决复杂运动机构的装配痛点提供了解决方案，但这同时需要高精度3D打印工艺的加持。
另一方面，机器人仿生外壳和皮肤成为华曙高科3D打印技术应用的另一细分场景，它同时也增强了该公司在机器人领域的影响力。
种种迹象表明，3D打印技术在机器人领域的应用，比我们看到的要更加深入。
注：本文由3D打印技术参考创作，未经授权，谢绝转载。
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