从柔到刚，高分子3D打印如何赋能『人形机器人』规模化量产？

7月3日，第二届人形机器人产业链论坛在深圳圆满落幕。

会上，中科三维（品牌“iSUN3D”）总经理石道昆发表了《从柔到刚，从验证到应用：高分子3D打印解决方案赋能机器人行业持续发展》的主题演讲。

一、为什么3D打印成为“必选项”

人形机器人产业持续火爆，高分子材料叠加3D打印技术，不仅让提高了从设计到生产的效率，也直接赋予了机器人“轻盈、高性能、智能和人性化”等关键特性。

具体来看，高分子3D打印的应用有以下四大优势：

材料全面： 满足从刚性骨骼到柔性皮肤的全面需求。

结构自由度高： 轻松实现复杂仿生结构。

迭代速度快： 无需开模，随时修改随时验证。

降低成本： 大幅降低试错与早期量产成本。

二、3D打印在人形机器人领域的应用探索

目前，主流的高分子3D打印技术，如FDM、光固化、SLS等，已在人形机器人的研发生产中得到诸多应用。

1.FDM技术——经济高效

优势特点：设备及材料门槛低，综合成本优势大，材料品类丰富完善，包括常规PLA、ABS材料到TPU、PEBA系列柔性材料，PA、PA碳纤、阻燃、抗静电等工程材料、以及PEEK等特种材料，均可应用于机器人制造。

主要应用：机器人外覆件、承重结构件、齿轮箱及人造肌肉。

2.光固化技术——高精度高性能

优势特点：具备出色的成型精度和优异的表面质量；树脂材料体系丰富，改性调控空间大。

主要应用：软体执行器、高精度末端夹爪、仿生皮肤及肌骨骼系统。

弹性树脂+仿生晶格设计

结合弹性树脂与仿生晶格设计，光固化技术可一体化打印出软硬结合的复杂组件。例如在仿生手、足制造中，不仅能打印出内置的高精度多孔骨架，还能通过外部晶格结构实现梯度刚度，让机械既有高承载力，又具备类人的柔软触感。

手掌区：为满足肤感特性，设置较细晶格，增加柔软度；并根据手掌垫设计思路建立分区晶格，满足“提、推、按、压”等场景需求。

手臂内窝：平时主要受压，且需要频繁折叠挤压，因此可选用强度较低的X晶格，增加手臂灵活性，同时增加大臂、小臂变形的延展能力。

大、小臂区：大臂、小臂在抬手、提物、支撑等情况时，承受了大部分的力量，需要的强度较高，采用极高强度的晶格设计，提供高弹性、高抗拉能力。

3.SLS技术——无支撑、轻量高强度

优势特点：依靠粉末床提供自支撑，契合复杂空间结构一体成型；采用工业级粉末，如尼龙PA12、PEBA，力学性能与耐磨性优异。

主要应用：精密传动结构、复杂关节组件及球关节。

三、从柔到刚——eSUN3D打印材料全矩阵解决方案

为了满足机器人行业对高性能复杂材料的需求缺口，eSUN易生依托强大的高分子材料研发平台，打造了“材料+设备+工艺+设计+制造服务”的一站式解决方案。

1.光固化树脂方案：打破传统，强韧兼备

eSUN易生光固化树脂产品硬度范围覆盖从55A到85D的区间，类别包括柔弹、水洗、通用刚性、高硬高韧等。

高硬高韧树脂： 打破传统树脂强度与韧性无法兼顾的瓶颈，可攻丝、抗冲击，已大规模用于工业制造。

FlexOne系列单组分弹性树脂：无需混合、即开即用，不受活化期的限制。其中FlexOne 55A弹性树脂具有极高的断裂伸长率、高回弹性及优异的耐弯折性，同时其通过了皮肤致敏与皮肤刺激性测试，非常符合人形机器人肌肉关节等应用场景。

2.FDM 3D打印方案：从超柔性到特种工程

eSUN易生提供涵盖通用、增强、超韧、轻质、抗静电、阻燃等全系列FDM线材：

高性能工程线材：如碳纤增强PA/ABS/PLA、工业级PEEK等，具备高强度、高刚性、耐高温、抗冲击等特性，完美适用于机器人机械臂、传动齿轮、承重骨架等。

柔性线材（PEBA、TPU等）： 满足机器人的软体执行器需求。

*eSUN易生FDM材料已成功应用于国内外竞赛机器人、月球车以及机械狗的设计应用。

3.全流程服务：iSUN3D 柔弹性制造解决方案

超大幅面高速光固化设备： 提供576*324mm超大幅面DLP打印机，最大打印高度可达650mm，仅需10小时即可完成机器人躯干的一体化打印！

晶格设计平台：

1）多种晶格可选、可调，让设计更丰富；

2）自动化填充，快速解析模型结构，一键生成晶格文件；

3）结构受力/分布分析，可实现非连续连接线/面填充，缺陷快速修复；

4）外观数据导入，不同受力区域针对性晶格快速填充。

从柔到刚，eSUN易生致力于以材料研发创新促进3D打印技术产业应用发展。期待与业界企业、设备与软件商以及高校院所开展深度合作，共建人形机器人3D打印应用生态，促进产业快速健康发展。