Розмір шрифту: 

Пневматика - це галузь техніки, яка використовує гази або повітря, що знаходяться під тиском, для виконання певної рухової дії. Пневматика сягає корінням ери перших парових машин, оскільки пара - це свого роду газ, який передає потужність поршням, які в принципі є пневматичним циліндром. Пневматика дуже схожа на гідравліку, в якій потужність передається через рідину, а не через газ.
У наш час пневматичні циліндри рідко використовуються для приводу у рух великих машин, тоді як електричні двигуни набагато ефективніші. Однак у двох аспектах пневматика та гідравліка кращі за електричні рішення. По-перше, обидва вони забезпечують легко досяжний лінійний рух (циліндри тощо). По-друге, вони могли б утримувати прикладену силу майже на невизначений час із мінімальними витратами енергії, у той час як електричні двигуни повинні постійно підтримувати потік магнітного поля, щоб це зробити. Крім того, в такому режимі роботи двигуни, як правило, перегріваються через збільшення струму, що протікає в котушках, тоді як деякі типи двигунів (синхронний двигун) взагалі не можуть підтримувати статичне навантаження.
Ця проблема особливо очевидна при створенні невеликих робото-технічних систем, в яких зазвичай використовуються малі електродвигуни. Не тільки такі системи потребують складних конструкцій для лінеаризації руху, але також вони не особливо довговічні або міцні [4]. Таку проблему можна було б вирішити за допомогою пневматичних (гідравлічних) приводів. У минулому використання мало-масштабної пневматики (гідравлічної) було неможливим, оскільки деталі виготовлялись на замовлення з алюмінієвих блоків, що зробило б систему занадто дорогою. Однак останні 7 років ознаменувались гігантським стрибком у розвитку та доступності 3D-принтерів. Більшість читачів цього тексту уже знають або бачили принтери для моделювання з плавленим нанесенням (FDM), і сказали б, що пневматичні компоненти не можуть бути надруковані таким чином. І справді, поверхня деталі, виготовленої за допомогою принтерів FDM, була б занадто шорсткою, створюючи занадто велике тертя та витік. "Якби тільки існував якийсь недорогий принтер, який не робить шари з тонкої розплавленої пластикової ковбаси".
Ось, 3D-принтер для стереолітографії (SLA) [1]. Має широкий вибір матеріалів для друку (від м’яких каучуків до твердих смол), роздільну здатність по горизонтальній осі 25 мкм і висоту вертикального шару 27 мкм, що повинно призвести до отримання гладкої дзеркальної поверхні в готовому виробі, що якраз і потрібно для пневматики циліндр.
Якщо нам потрібно зробити гідравлічну систему, деталь може бути надрукована зі спеціальної смоли для лиття металів, а потім відлита в метал, що значно здешевить виготовлення такої деталі. Крім того, принтери (SLA) можуть виготовляти конструкції з внутрішньою структурою порожнини, що неможливо у звичайних методах виготовлення, пневматичні (гідравлічні) лінії та фітинги можуть бути адаптовані для зменшення розміру готового виробу. Більше ні стирчащих кріплень, ні ліній на шляху інших деталей, все можна було зробити акуратно і компактно.
Тому 3D-друк SLA має величезний потенціал у компактних пневматичних системах, особливо у високоефективній робототехніці та інших додатках, що вимагають плавності дизайну та підходу на замовлення.
Це правда, що раніше існували невеликі циліндри, навіть із пластику, LEGO має свою пневматичну лінійку іграшок з 1984 року, але вона ніколи не була настільки універсальною або дешевою, як розробити модель у CAD і роздрукувати її [2].
Ми вважаємо, що метод друку на пневматичних пристроях може бути безпосередньо використаний у розробці пневматичних протезних або робототехнічних рук і може бути безпосередньо інтегрований з електричними системами контролера. В даний час розробляється прототип такого пристрою та схема напівконструктивного рішення.

Pneumatics; 3D printing; robotics