Soft Gripper - miniaturisierter Pneumatik-Aktor

Die Anwendungsfelder der Soft Robotics sind noch am Anfang, das Potential ist jedoch vielversprechend groß.

Roboter sind fester Bestandteil in der Industrie und aus den Fertigungshallen nicht mehr wegzudenken. Der Einsatz erfordert jedoch strenge Sicherheitsmaßnahmen, besonders wenn sie sich in Kontakt mit Menschen befinden. Eine neue Generation von Robotern minimiert die Verletzungsgefahr drastisch und bietet zudem noch andere Vorteile: Diese neuartigen Roboter bestehen aus einem flexiblen Material, wie beispielsweise Silikon. Die Bewegung des Roboters entsteht durch ein gezieltes Füllen und Leeren (meist mit Druckluft bzw. Vakuum) von Hohlräumen.

Die Fertigung dieser flexiblen Greifer stellt eine Herausforderung dar. Denn die komplexen Geometrien und die vielen Hohlräume machen eine Herstellung im Spritzguss sehr aufwändig bis unmöglich. Abhilfe kann die additive Fertigung durch ihre hohe Gestaltungsfreiheit verschaffen. Schon mit nur sehr geringem Aufwand kann, dank dem hohen Grad der Automatisierung im 3D-Druck, eine Änderung der Geometrie realisiert werden. Dadurch eignet sich dieses Verfahren perfekt für die Erforschung und das Testen neuer Greiferkonzepte.

So geschehen im ViscoTec 3D-Technikum. Essenziell wichtig für das Gelingen des Druckes ist die sehr präzise Verarbeitung des gewünschten Materials, im Fall des Soft Grippers vorwiegend Silikon. Der vipro-HEAD 3/3 bzw. 5/5 ist fähig, sehr feine Strukturen aus Silikon aufzubauen – mit einer Schichtdicke von 0,2 mm. Durch das aktive Rückfördern von Material („retract“) tropft kein Material an ungewollte Stellen und man erhält ein Bauteil, das komplett luftdicht ist. Das Ergebnis der ersten Tests: Mithilfe des vipro-HEAD 3/3 bzw. 5/5 sind pneumatische Aktoren mit sehr kleinen Abmessungen fertigbar. Hochpräzise additiv gefertigte Funktionsbauteile aus Silikon.

Insbesondere im Feld der Medizintechnik werden die Anwendungsmöglichkeiten der Miniatur Greifer intensiv geprüft. Zum Beispiel im Bereich von minimal invasiven Eingriffen ist das geringere Verletzungsrisiko durch die „sanften“ Roboter ein bedeutender Vorteil gegenüber Werkzeugen aus Metall. Aus diesem Grund wurde für die Tests bei ViscoTec auch ein Medical Grade Silikon verwendet, um den Anforderungen gerecht zu werden.