重塑机器人制造！3D打印技术如何助力机器人产业突破传统限制？

3D打印，亦称为增材制造，是一种革命性的生产技术。

它根据数字模型文件逐层构建物体，并利用可粘结材料，如金属粉未或塑料，通过层层叠加的方式，将复杂设计概念转化为实体物品。

在早期，3D打印主要被用于模具制作和工业设计领域，用以快速制造原型模型。随着时间的发展，这项技术已经扩展至直接生产各类成品。现如今，3D打印已广泛渗透到多个行业，包括珠宝设计、鞋类制造、建筑、工程与建设（AEC）、汽车制造、航空航太以及医疗产业等。

此外，在机器人这一许多人未曾预料的应用领域，3D打印也展现出其惊人的潜力。

▍3D打印技术 + 机器人？如何融合创新？

3D打印与机器人的结合，看似是两个不同领域的碰撞，但实际上，这种组合却蕴含着巨大的潜力和可能性。这种跨领域的融合不仅为双方带来了互补优势，还催生了一系列创新应用，推动了制造业、科研、教育等多个领域的进步。

机器人技术与3D打印技术的创新融合为具有自适应性和高度灵活性的复杂机械结构制作成为可能，这一进步不仅打破了传统制造技术的界限，更带来机械工程和材料科学的深度结合，开启了一个充满可能性的新纪元。

在机器人领域，3D打印技术正以革命性的方式重塑制造流程，实现从定制化机器人零件和外壳到功能性机械系统的快速生产。轻质且高强度的部件，根据特定任务量身打造，彰显出3D打印在设计灵活性上的独特优势。

例如，瑞士苏黎世联邦理工学院的研究团队此前在《Nature》发表的研究展示了利用视觉控制喷墨沉积工艺（VCJ）结合数字反馈回路，成功打造出具备高分辨率的复合系统和机器人。这项研究不仅推动了自动化、高通量的制造流程，还实现了多材料系统的精确构建。

通过将新工艺与3D打印相结合，研究人员3D打印了一只多材料肌腱驱动手，集成了传感器垫和气动信号线，使其能感知接触并实施精确抓握。此外，他们还创造了一台流体驱动步行机器人，以及类似心脏的流体泵，这些均体现了3D打印在创建复杂内部结构和功能装置方面的突破。

VCJ技术开辟了新的制造可能性，其非接触式打印方法可以创造出几乎任何内部几何形状，如内腔、3D流体流动通道等，大大扩展了工程师和科学家的设计空间。这种新型打印技术不仅为科学研究和实验设计提供了前所未有的便利，也为复杂原型设计和工业创新打开了新的大门。

此外，3D打印技术与机器人的结合还催生了软体机器人、柔性机器人等领域的发展。让这些由柔性材料制成、模仿生物柔软结构和运动方式的机器人，成为需要细微操作或在狭窄空间工作场合的新宠。随着对生命结构及运动机制理解的加深，研究者利用3D打印技术制造出更为复杂的软体机器人。

例如，香港中文大学的研究团队运用基于面投影微立体光刻的3D打印技术，创造了一种节肢型的水凝胶磁性软体机器人，其身体包含磁性和非磁性部分，能够通过时变电磁场诱导运动。这一突破性研究发表在《Advanced Materials》上，为软体机器人的设计和编程提供了新的视角。

美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校的研究人员则采用了另一种方法，他们使用商用3D打印机将复杂传感器嵌入软体机器人肢体中，利用多材料3D打印技术实现了部件的无缝集成。这一创新解决方案不仅提高了软体机器人的感知能力，也增强了其功能性和美观度。

此外，瑞士和美国的研究人员结合3D打印、激光扫描和反馈机制，成功打造出具有骨骼、韧带和肌腱的机器人手，展示了柔性机器人结构生产的巨大潜力。这一创新成果被发表在英国《自然》杂志上。

这些案例不仅证明了3D打印技术在软体和柔性机器人领域的应用价值，也为未来机器人技术的发展提供了新的方向和可能性。

在研发层面，3D打印技术使得原型机的快速迭代成为可能。工程师和研究人员能够迅速地将设计的机器人部件从数字模型转化为实体物件，并立即进行性能测试。根据测试结果，他们能够实时调整和优化设计，这不仅大幅加快了开发流程，还显著降低了研发成本。

以德国的Robolink公司为例，该公司运用3D打印技术制造了一个结构复杂的机械臂。这个机械臂由众多关节和连接器构成，这些部件都是通过3D打印精确制造的，以确保它们能够无缝协同工作。利用3D打印技术，Robolink能够在极短时间内将设计理念转化为可测试的功能性原型，快速发现并解决了设计初期的问题。这种快速迭代的能力不仅大幅缩短了产品从设计到上市的周期，还使得公司能够以更低的成本进行创新。

在教育领域，3D打印也被用来教授机器人工程的基础知识。例如，一些学校和教育机构使用3D打印机让学生设计和打印自己的机器人部件或整个机器人。这种实践性的学习方法不仅激发了学生的创造力，还让他们直观地理解了机器人设计和制造的复杂性。

Eezybotarm Mk2则是一款4-DOF（四度自由度）机械臂，它完全由3D打印制成，展现了集成设计的卓越能力。作为最简洁的手臂设计之一，用户可以通过计算机控制这个机械臂执行各种动作，并且可以编程存储伺服位置序列以便后续回放。即使没有电脑，机械臂也可以通过编程来按下按钮启动播放。这个项目不仅具有教育意义，而且在Thingiverse上拥有超过127个制作实例，证明了它的可复制性和可定制性。作为将机器人技术与3D打印相结合的杰出代表之一，这为探索和学习提供了新的途径。

随着3D打印技术在机器人产业的应用日益广泛，其多重优势逐渐凸显，已经成为推动整个行业进步的关键动力。

▍全产业链齐聚上海，召开亚洲3D打印盛会！

TCT展源于英国，是亚洲地区专业的3D打印技术展览会。作为TCT品牌全球巡展的重要一环，TCT亚洲展的使命不止于简单传播3D打印知识，而是从设计到生产制造的整个工艺流程中，发掘出增材制造技术100%的潜力。自2015年进入中国以来，TCT展已在中国成功举办8届。经过多年打磨，TCT亚洲展已逐渐成长为推动3D打印在亚洲市场的业务交流的重要平台和对外开放枢纽。

据机器人大讲堂了解，2024年TCT亚洲展将于2024年5月7日至9日在国家会展中心（上海）7.1&8.1馆举办，届时将展现给国内外观众一系列最前沿的技术、产品、材料和服务。

本届展会相较于往年有着显著的提升和扩展。通过精心规划的金属增材制造、材料与配套设备展区，以及创新打印服务专区，TCT主办方成功汇集了3D打印设备、材料、配套设备和服务的展商，以更为宏大的规模和更加强大的阵容，构建了一个完善的增材制造生态圈。参观者将有机会亲身体验到一个完整的产业链，从软件设计、材料加工与成型技术，再到后处理的各个环节。

• 7.1号馆：知名品牌荟萃，展示雄厚实力

本届展会，TCT主办方在7.1号馆进行了首次扩馆，这一举措为参展的众多业界知名厂商提供了更广阔的展示空间。行业领军品牌将以崭新面貌亮相，为观众呈现了一场关于3D打印、增材制造、工程软件、检验测量以及其他相关创新设备和工艺所引领的数字化浪潮的沉浸式探索体验。

从原型到制造的转变过程，从各种耗材、解决方案，到用于产品设计、开发和制造的扫描、数字化和检测软件等辅助科技，中国企业如铂力特、华曙高科、鑫精合&镭明、中科煜宸、中瑞、海天增材、西帝摩、大族激光、易加三维、中国钢研、中航迈特、汉邦科技、西空智造、航天增材、倍丰科技、英尼格玛、厦门汉印、康硕集团、汇乐智能、清研智束、赛纳三维、联泰科技、协同高科、金石三维、思看科技、盈普、极光创新等，都在展会上展示了其在加速工业级金属增材制造国产化进程中的雄厚实力。

• 8.1号馆：新面孔入局，呈现数字化浪潮

在8.1号馆的前半段区域，一众国内外知名品牌汇聚一堂，共同展示了来自工业级、消费级、桌面级、材料、软件等多个分类的精选展品。

参展商包括Stratasys、3D Systems、Raise3D复志科技、纵维立方、珠海三绿、远铸、EOS、容智三维、eSUN易生、创想三维、Markforged、融越、Anisoprint、共享智能装备、摩方精密、起迪、闪铸三维、先临三维、同异科技、乾度高科、北京十维、大业三维等。

这些展商纷纷呈现了各自独特的增材制造解决方案，为观众持续构建了一个充满创新思维的3D打印与增材制造世界。

同时，2024年TCT亚洲展也将迎来一些新面孔：

备受期待的消费级3D打印领域的黑马拓竹科技，以其深度的软件集成和先进的硬件技术，将为更广泛的用户群体带来卓越的桌面消费者3D打印体验。

创必得科技，作为推动3D打印技术前进的重要力量，带来了其创新的ChiTu系列工具链产品。

永昌和，一家集研发、生产、销售及拓展应用于一体的国家高新技术企业，将展出其创新型光固化新材料、高分子聚合物及3D打印设备。

希禾增材，国内首家绿光激光金属3D打印整体解决方案提供商，也将亮相本次展会。

雅科贝思，专业为半导体制造业、太阳能电池、PCB、平板显示器和生物医疗等广泛领域提供专业支持的公司，将展示其专业解决方案。

速维科技，国内首批专业桌面级和工业级3D打印设备供应商，旗下的CreatBot科瑞特系列3D打印机经过5年的市场开拓，现已成为国际知名品牌。

此外，杰普特激光、天弘激光、瑞通激光等新展商也将在本次展会上展现他们的新技术和产品，为行业带来新的活力和创新。

▍展会与论坛同期，助力行业发展！

值得注意的是，在8.1号馆还设有材料和配套设备两大展区，将材料供应商、设备制造商以及上下游配套企业齐聚一堂，全面展示3D打印和增材制造生态圈的各个方面。

材料展区集结了包括威拉里、Polymaker、eSun易生、巴斯夫Forward AM、诺思贝瑞宁波众远、江苏金物、南通金源、安徽中体、元嘉生物、赫格纳斯、浙江天钛、中山大简、飞而康、兵科院、爱的合成、河北依铂、辽宁冠达、湖南奥科、中天上材、宁波尚材、陕西鼎益、珠海三绿、NatureWorks、海正生物、雷孚斯、科碧恩、宇光飞利、欧中材料、威豪镁粉等在内的众多知名材料品牌，展现增材制造领域材料的创新与多元化趋势。

配套设备展区则汇聚了西门子、拓博、Materialise、漫格科技、IPG、创鑫激光、锐科激光、思创激光、纳维加特、菲镭泰克、安特激光、无锡质检、锐力斯、Fujifilm、泰索尼克、万晟智造、罗斯勒、金橙子、大威激光、安轮光学、费舍罗、水威、新乡市滤清器、天弘激光等业界领先的设备品牌，涵盖了从激光设备到质量控制，再到后处理技术等多个环节，为观众提供了一个全方位的设备支持和技术解决方案的平台。

此外，8.1号馆在去年的基础上新增设了“创新打印服务展区”，这一区域由初创企业和服务展商组成，旨在集中展示那些代表行业前沿方向和创新精神的产品和品牌企业。无论是行业巨头还是新兴品牌，这里都提供了一个展示曝光、建立联系和发现新商机的理想环境，促进了行业间的创新合作和业务机会的发掘。

展会期间，将举办近60多场论坛演讲，内容涵盖行业新品发布、重大研究突破、终端用户应用案例以及多角度市场分析与预测。

以“应用驱动变革”为主题的TCT亚洲峰会，TCT主办方也将联合转化医学国家重大科技基础设施(上海)数字医疗与生物3D打印实验室举办“3D打印医疗科学前沿与创新转化技术论坛”，并同期举行消费品与时尚论坛，为与会者带来了丰富的信息和灵感。

同时，国内外知名高等院校和研究院所的学科带头专家将在TCT科技讲台分享他们的专业知识，而TCT高端对话则汇聚了增材制造行业内具有影响力的企业家、研究机构专家、行业媒体及评论家，共同探讨行业多年的从业经验与前瞻性思考。

▍活动报名

为了进一步深化国际合作与交流，TCT主办方积极发布了最新的入境政策更新。中国目前已经对包括法国、德国、意大利在内的多国公民开展了免签入境政策，并且推行了更为简化的签证申请流程。这一新措施将极大地便利相关国家的参展者及观众前来参加2024年TCT亚洲展，从而增加展会的国际参与度和丰富性。

有意向参观者若需办理参观邀请函，可以直接通过TCT亚洲展官方邮箱：tctservice@globusevents.com 进行联系和办理。此外，展会还提供了在线预约服务，观众可以通过扫描官方二维码并完成登记，即可享受减免50元门票的优惠，并且有机会与业界领军人物进行面对面的线下交流，获取宝贵的行业信息和建立商业联系的机会。