Medizinroboter Miniaturisierter Soft-Roboter aus dem 3D-Drucker

Redakteur: Katharina Juschkat

Filigrane Softroboter bieten vor allem für die Medizin spannende Anwendungsmöglichkeiten. Doch die Herstellung der feinen Strukturen ist nicht einfach – nur mit 3D-Druck kann die gewünschte Präzision erreicht werden.

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Der winzige Soft-Gripper wurde 3D-gedruckt.
Der winzige Soft-Gripper wurde 3D-gedruckt.
(Bild: Viscotec)

Soft-Roboter sind erstaunlich vielfältig einsetzbar, denn sie minimieren das Verletzungsrisiko und haben aufgrund des weichen Materials weitere Vorteile. Doch die kleinen, weichen Greifer herzustellen, ist nicht einfach: Komplexe Geometrien und viele Hohlräume machen eine Herstellung im Spritzguss sehr aufwändig bis unmöglich. Weiterhelfen kann hier der 3D-Druck, wie ein aktuelles Beispiel zeigt.

Feine, dünne Strukturen drucken

Der Vipro-Head 3D-Druckkopf von Viscotec hat jetzt erfolgreich einen kleinen, filigranen Pneumatik-Aktor gedruckt, der als Soft-Gripper dienen kann. Essenziell wichtig für das Gelingen des Druckes ist die sehr präzise Verarbeitung des gewünschten Materials, was im Fall des Soft-Grippers vorwiegend Silikon ist. Der Druckkopf kann sehr feine Strukturen mit einer Schichtdicke von 0,2 mm aus Silikon aufbauen. Durch das aktive Rückfördern von Material („retract“) tropft kein Material an ungewollte Stellen und man erhält ein luftdichtes Bauteil. Das Video zeigt die Herstellung:

Softe Roboter für die Medizintechnik

Insbesondere für die Medizintechnik können die Miniatur-Greifer eine interessante Anwendung sein. Zum Beispiel im Bereich von minimal-invasiven Eingriffen ist das geringere Verletzungsrisiko durch die sanften Roboter ein Vorteil gegenüber Werkzeugen aus Metall. Aus diesem Grund wurde für die Tests bei Viscotec auch ein Medical Grade Silikon verwendet.

Die Bewegung des Roboters entsteht durch ein gezieltes Füllen und Leeren (meist mit Druckluft bzw. Vakuum) von Hohlräumen. Ein Beispiel für einen bereits in der Industrie verwendeten Soft-Roboter sind sogenannte pneumatische Greifer. Diese Aktoren können sich flexibel an verschiedene greifbare Formen anpassen und fragile Gegenstände zerstörungsfrei handhaben.

Zweikomponentiger Druckkopf Vipro-Head im Detail

Der Druckkopf Vipro-Head eignet sich für viskose zweikomponentige Medien. Dazu werden die Medien im geeigneten Mischungsverhältnis im Mischrohr vermengt und mit gleichbleibender Genauigkeit schichtweise aufgetragen. Die Antriebseinheit wird am Ende einer gedruckten Linie kurz umgekehrt, um ein Nachtropfen zu verhindern.

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