TPU (Poliuretano Termoplástico)Possui propriedades excepcionais, como flexibilidade, elasticidade e resistência ao desgaste, o que o torna amplamente utilizado em componentes-chave de robôs humanoides, como revestimentos externos, mãos robóticas e sensores táteis. Abaixo, seguem materiais detalhados em inglês, selecionados a partir de artigos acadêmicos e relatórios técnicos de referência: 1. **Design and Development of an Anthropomorphic Robotic Hand UsingMaterial TPU**Resumo:** Este artigo apresenta uma abordagem para solucionar a complexidade de uma mão robótica antropomórfica. A robótica é atualmente o campo de maior avanço, e sempre houve a intenção de imitar a atuação e o comportamento humanos. Uma mão antropomórfica é uma das abordagens para imitar operações semelhantes às humanas. Neste artigo, a ideia de desenvolver uma mão antropomórfica com 15 graus de liberdade e 5 atuadores foi elaborada, assim como o projeto mecânico, o sistema de controle, a composição e as peculiaridades da mão robótica foram discutidos. A mão possui aparência antropomórfica e também pode executar funcionalidades semelhantes às humanas, como preensão e representação de gestos com as mãos. Os resultados revelam que a mão foi projetada como uma peça única, não necessitando de qualquer tipo de montagem, e apresenta excelente capacidade de levantamento de peso, visto que é feita de poliuretano termoplástico flexível.Material (TPU)e sua elasticidade também garante que a mão seja segura para interação com humanos. Esta mão pode ser usada tanto em um robô humanoide quanto em uma prótese. O número limitado de atuadores torna o controle mais simples e a mão mais leve. 2. **Modificação de uma Superfície de Poliuretano Termoplástico para Criação de uma Garra Robótica Macia Usando um Método de Impressão Quadridimensional** > Uma das vias para o desenvolvimento da manufatura aditiva com gradiente funcional é a criação de estruturas impressas em quatro dimensões (4D) para preensão robótica macia, obtida pela combinação da impressão 3D por modelagem por deposição fundida com atuadores de hidrogel macio. Este trabalho propõe uma abordagem conceitual para a criação de uma garra robótica macia independente de energia, composta por um substrato de suporte impresso em 3D modificado, feito de poliuretano termoplástico (TPU), e um atuador baseado em um hidrogel de gelatina, permitindo deformação higroscópica programada sem o uso de construções mecânicas complexas. O uso de um hidrogel à base de gelatina a 20% confere funcionalidade biomimética para robótica flexível à estrutura e é responsável pela funcionalidade mecânica inteligente e responsiva a estímulos do objeto impresso, reagindo aos processos de intumescimento em ambientes líquidos. A funcionalização superficial direcionada do poliuretano termoplástico em um ambiente de argônio-oxigênio por 90 segundos, com potência de 100 W e pressão de 26,7 Pa, facilita alterações em seu microrrelevo, melhorando assim a adesão e a estabilidade da gelatina intumescida em sua superfície. O conceito desenvolvido de criação de estruturas em forma de pente biocompatíveis impressas em 4D para preensão robótica flexível subaquática macroscópica pode proporcionar preensão local não invasiva, transporte de pequenos objetos e liberação de substâncias bioativas ao intumescer na água. O produto resultante pode, portanto, ser usado como um atuador biomimético autossuficiente, um sistema de encapsulamento ou em robótica flexível. 3. **Caracterização de Partes Externas para Braço Robótico Humanoide Impresso em 3D com Diferentes Padrões e Espessuras** > Com o desenvolvimento da robótica humanoide, exteriores mais macios são necessários para uma melhor interação humano-robô. Estruturas auxéticas em metamateriais são uma maneira promissora de criar exteriores macios. Essas estruturas possuem propriedades mecânicas únicas. A impressão 3D, especialmente a fabricação por filamento fundido (FFF), é amplamente utilizada para criar tais estruturas. O poliuretano termoplástico (TPU) é comumente usado em FFF devido à sua boa elasticidade. Este estudo visa desenvolver uma cobertura externa macia para o robô humanoide Alice III usando impressão 3D FFF com um filamento de TPU Shore 95A. > > O estudo utilizou um filamento de TPU branco com uma impressora 3D para fabricar braços robóticos humanoides impressos em 3D. O braço robótico foi dividido em partes de antebraço e braço. Diferentes padrões (sólido e reentrante) e espessuras (1, 2 e 4 mm) foram aplicados às amostras. Após a impressão, foram realizados testes de flexão, tração e compressão para analisar as propriedades mecânicas. Os resultados confirmaram que a estrutura reentrante era facilmente dobrável em direção à curva de flexão e exigia menos tensão. Nos testes de compressão, a estrutura reentrante foi capaz de suportar a carga em comparação com a estrutura sólida. > > Após analisar todas as três espessuras, confirmou-se que a estrutura reentrante com 2 mm de espessura apresentava excelentes características em termos de propriedades de flexão, tração e compressão. Portanto, o padrão reentrante com 2 mm de espessura é mais adequado para a fabricação de um braço robótico humanoide impresso em 3D. 4. **Estas almofadas de TPU impressas em 3D, semelhantes à pele, conferem aos robôs um sentido de tato de baixo custo e alta sensibilidade** > Pesquisadores da Universidade de Illinois Urbana-Champaign desenvolveram uma maneira de baixo custo de dar aos robôs um sentido de tato semelhante ao humano: almofadas de pele macia impressas em 3D que também funcionam como sensores de pressão mecânicos. Sensores táteis robóticos geralmente contêm conjuntos de componentes eletrônicos muito complexos e são bastante caros, mas demonstramos que alternativas funcionais e duráveis podem ser fabricadas a baixo custo. Além disso, como se trata apenas de reprogramar uma impressora 3D, a mesma técnica pode ser facilmente adaptada a diferentes sistemas robóticos. O hardware robótico pode envolver grandes forças e torques, portanto, precisa ser bastante seguro para interagir diretamente com humanos ou ser usado em ambientes humanos. Espera-se que a pele macia desempenhe um papel importante nesse sentido, já que pode ser usada tanto para conformidade com a segurança mecânica quanto para sensoriamento tátil. O sensor da equipe é feito com almofadas impressas em poliuretano termoplástico (TPU) em uma impressora 3D Raise3D E2 comercial. A camada externa macia cobre uma seção interna oca e, à medida que a camada externa é comprimida, a pressão do ar em seu interior se altera, permitindo que um sensor de pressão Honeywell ABP DANT 005, conectado a um microcontrolador Teensy 4.0, detecte vibração, toque e aumento de pressão. Imagine que você queira usar robôs com pele macia para auxiliar em um ambiente hospitalar. Eles precisariam ser higienizados regularmente, ou a pele precisaria ser substituída com frequência. De qualquer forma, o custo seria enorme. No entanto, a impressão 3D é um processo altamente escalável, permitindo a fabricação de peças intercambiáveis a baixo custo e a fácil instalação e remoção de componentes do corpo do robô. 5. **Fabricação Aditiva de Redes Pneumáticas de TPU como Atuadores Robóticos Flexíveis** > Neste artigo, a fabricação aditiva (FA) de poliuretano termoplástico (TPU) é investigada no contexto de sua aplicação como componentes robóticos flexíveis. Comparado a outros materiais elásticos para FA, o TPU revela propriedades mecânicas superiores em relação à resistência e deformação. Por meio de sinterização seletiva a laser, atuadores pneumáticos de flexão (redes pneumáticas) são impressos em 3D como um estudo de caso em robótica flexível e avaliados experimentalmente em relação à deflexão sob pressão interna. O vazamento devido à estanqueidade ao ar é observado em função da espessura mínima da parede dos atuadores. Para descrever o comportamento de robôs flexíveis, é necessário incorporar descrições de materiais hiperelásticos em modelos de deformação geométrica, que podem ser analíticos ou numéricos, por exemplo. Este artigo estuda diferentes modelos para descrever o comportamento de flexão de um atuador robótico flexível. Testes mecânicos de materiais são aplicados para parametrizar um modelo de material hiperelástico que descreve o poliuretano termoplástico fabricado por manufatura aditiva. Uma simulação numérica baseada no método de elementos finitos é parametrizada para descrever a deformação do atuador e comparada a um modelo analítico recentemente publicado para um atuador semelhante. As previsões de ambos os modelos são comparadas com os resultados experimentais do atuador robótico flexível. Embora o modelo analítico apresente desvios maiores, a simulação numérica prevê o ângulo de flexão com desvios médios de 9°, apesar de as simulações numéricas levarem um tempo de cálculo significativamente maior. Em um ambiente de produção automatizado, a robótica flexível pode complementar a transformação de sistemas de produção rígidos em direção a uma manufatura ágil e inteligente.
Data da publicação: 25/11/2025