Los fluidos son un componente importante, aunque infravalorado, en la robótica moderna. Su principal papel es generar, controlar y transmitir la energía dentro de dispositivos complejos, una rama de la ingeniería conocida como la hidráulica.
Uno de los problemas de los componentes hidráulicos es que los conductos presurizados que necesitan para funcionar a menudo son tratados como un sistema más o menos independiente del resto del dispositivo.
Esto tiene unas importantes consecuencias en la manera en la que se diseñan y se fabrican los robots. La hidráulica aumenta drásticamente la complejidad y el tiempo requeridopara desarrollar, operar y mantener los robots.
Hoy, parece que esto está a punto de cambiar gracias al trabajo de Robert MacCurdy y sus compañeros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, en EEUU). El equipo ha modificado una impresora 3D para que sea capaz de incorporar la hidráulica a cualquier diseño.
Esto posibilita por primera vez el diseño y la fabricación de máquinas hidráulicas en un sólo paso. "Hasta ahora, no había existido ninguna manera de incorporar unos robustos elementos de transmisión de fuerza de alto rendimiento directamente en una pieza impresa en 3D", aseguran.
El enfoque es sencillo. Las impresoras 3D más avanzadas pueden emplear varios materiales de forma simultánea durante la impresión. Resulta útil, ya que permite incorporar materiales con distintas propiedades, como la flexibilidad y el color.
Estas impresoras 3D funcionan al crear formas en 3D capa por capa. Primero colocan una gota de tinta líquida para enfocarla inmediatamente después con una luz ultravioleta, para curarla, o dicho de otra manera, solidificarla. La próxima capa se aplica encima, y así sucesivamente.
La idea del equipo de MacCurdy es tratar el líquido hidráulico como cualquier otro material de impresión. Lo hacen al intercambiar una reserva de tinta de impresora curable con otra reserva de líquido que no se solidifica con la aplicación de luz ultravioleta y por tanto retiene su forma líquida. En lo que al diseño se refiere, este líquido recibe el mismo trato que los demás materiales.
Las ventajas son muchas. Este enfoque permite crear de forma inmediata objetos que contienen complejos circuitos llenos de líquidos. Puesto que estos circuitos están cerrados, aplicar presión en un extremo del circuito transmite la fuerza por todo el circuito.
Y la flexibilidad de materiales modernos significa que también resulta posible convertir este cambio de presión en un movimiento mecánico, y viceversa.
El equipo de MacCurdy probó la técnica con la impresión de varios dispositivos hidráulicos. Por ejemplo, imprimió una bomba de engranajes - en esencia un par de engranajes entrelazados dentro de un tubo que, mientras giran, desplazan el fluido en una dirección mientras evitan que vuelva porque los dientes de los engranajes encajan estrechamente.
También imprimió un actuador de fuelle para transmitir la fuerza a través de un líquido. Finalmente, imprimió un conjunto de pinzas de agarre accionadas por fluidos y hechas de una suave goma de silicona capaz de recoger objetos delicados como unos huevos.
De forma útil, el equipo de MacCurdy detalla lo que ha aprendido en una especie de guíahágalo-usted-mismo para que cualquiera pueda hacer los mismos trucos (aunque necesitaría también acceso al mismo tipo de impresora de gama alta - un Stratasys Objet260 Connex en este caso).
Es un trabajo impresionante que aumenta de forma significativa la capacidad de las técnicas de impresión 3D. "Este enfoque permite la fabricación automatizada de montajes robóticos complejos y funcionales de múltiples piezas que emplean la transmisión de fuerza hidráulica", afirma el equipo de MacCurdy.
