Podczas gdy robotyczny silikon i ludzki silikon są wysoce podobne pod względem podstawowych komponentów i podstawowej wydajności, ich scenariusze zastosowania prowadzą do znacznych różnic w funkcjonalnym nacisku, standardach bezpieczeństwa, procesach produkcyjnych i strukturach kosztów: . Poniższa analiza porównawcza koncentruje się na trzech wymiarach: właściwości materialne, właściwości materialne, scenariusze zastosowań i wymagania techniczne:
I . Komponenty podstawowe i podstawowe wydajność: wspólne źródło, ale różne kierunki optymalizacji
Skład materiałowy
Oba oparte są na dwuskładnikowym dodatku guza silikonowym (składnik A: Silikon + Component B: utwardzający), który tworzy miękki elastomer poprzez reakcję wulkanizacyjną . Komponentem jest polidimetylosiloksan (PDM), ale proporcje dodatków różnią się:
Robotyczny silikon może zawierać dodatkowe środki przeciw niszczeniowe i przeciwstarzeniowe, aby pomieścić długoterminowy ruch mechaniczny ., niektóre produkty zawierają materiały przewodzące (takie jak paste srebrne i nanorurki węglowe), aby osiągnąć dotykowe sprzężenie zwrotne .
Ludzki silikon podkreśla biokompatybilność, a dodatki muszą być certyfikowane zgodnie ze standardami medycznymi, takimi jak FDA i SGS, aby upewnić się, że są właściwości fizyczne nietoksyczne, pozbawione odwrotności i niealergiczne .
Zakres twardości: oba silikony mogą osiągnąć zakres twardości 0-50 brzeg A poprzez regulację preparatu, ale roboty silikony mają tendencję do średniej twardości (20-30 brzeg a), aby zrównoważyć elastyczność i obsługę ludzkiej silikony. ludzkie silikony obejmują szerszy zasięg ({3}} broń A), aby symulować człowieka ludzkie ludzkie silikony ludzkie ludzkie silikony tkanka .
Wytrzymałość na rozciąganie i łez: roboty silikony muszą wytrzymać wyższe naprężenia mechaniczne, zwykle o wytrzymałości na rozciąganie większej lub równej 5 MPa i wytrzymałości łzy większej lub równej 14 kN/m . silikony priorytetowo traktują miękkość, z wytrzymałością na rozciąganie w przybliżeniu 3-5} MPA i łzawią. kn/m .
II . Scenariusze aplikacji: Wymagania funkcjonalne Określ właściwości materiałowe
Robotyczny silikon
Podstawowe wymagania: Informacja zwrotna, trwałość i zdolność do adaptacji środowiskowej .
Czujniki dotykowe: Służąc jako miękki podłoże czujnika, materiały te można osadzać za pomocą materiałów tryboelektrycznych (takich jak PA66 i PTFE) lub MIKRONEEDLE Tablice, aby umożliwić wykrywanie siły wielokierunkowej (na przykład oparta na silikonie miękka czujnik opracowany przez zespół UBC do UBC może precyzyjnie uchwycić jaja) 250 stopni), odporność na korozję chemiczną (taką jak hydrofobowe nano powlekane dla środowisk tłustowych) i rozszerzone żywotność serwisową do 100, 000 cykli .
Dostosowywana produkcja: Obsługuje formowanie formy drukowania 3D, umożliwiając szybki rozwój złożonych struktur (takich jak bioniczne projekty kości i mikroprzepływowe systemy sprzężenia zwrotnego) .
Ludzki silikon
Podstawowe wymagania: biosa, realistyczny dotyk i łatwość przetwarzania .
Medical: Używany w urządzeniach protetycznych i rehabilitacyjnych, testowanie biokompatybilności ISO 10993 musi zostać przekazane, aby zapewnić długoterminowy kontakt międzyludzki bez odrzucenia .
Produkty dla dorosłych: Symuluj wyczucie ludzkiej skóry, wymagające wysokiej elastyczności (wydłużenie przy przerwie większej lub równej 500%), niskie uwalnianie oleju i certyfikat środowiskowy ROHS .
Rekwizyty filmowe i telewizyjne: podkreślają regulację kolorów (takie jak odcień skóry i przezroczystość) i szczegółowa reprodukcja (takie jak zmarszczki twarzy i tekstura naczyniowa) . III . Wymagania techniczne: Standardy bezpieczeństwa i różnice w procesie produkcji i różnice w procesie produkcji i różnice w procesie produkcji
Standardy bezpieczeństwa
Silikon dla robotyki: MUSI spełniać standardy przemysłowe (takie jak IP68 Water and Dust Resistance i UL94 Flame Resardancy) . Niektóre aplikacje robotów medycznych wymagają certyfikatu systemu zarządzania jakością urządzeń medycznych .
Silikon dla ludzkich zastosowań ciała: Muszą przejść FDA 21 CFR 177 . 2600 (klasa kontaktu z żywnością) i ISO 10993 (biokompatybilność) certyfikaty . Niektóre produkty muszą spełniać wymagania elektroniczne oparte na biodegradowałych (takie jak skóra elektroniczna na bazie chitozanu).
Proces produkcyjny
Silikon dla robotyki:
Multimodalna integracja wykrywania: Poprzez proces ko-kulowania silikon łączy się z piezorezysternymi i piezorezysternymi czujnikami pojemnościowymi, aby osiągnąć jednoczesne wykrywanie siły normalnej (0.1-10 n) i siłą ścinającą (± 50 stopni) .}
Opakowanie miniaturyzowane: Za pomocą technologii rozpylonej metalowej cienkiej warstwy odblaskowej warstwy odbijającej wizualna grubość czujnika dotykowego jest zmniejszona do mniej niż 3 mm, dostosowując się do kompaktowej struktury robotów . ludzkiego silikonu:
Precyzyjne formowanie infuzyjne: Maszyna odgazowująca próżniowe służy do wyeliminowania pęcherzyków i zapewnienia gładkości powierzchniowej mniejszej lub równej 0 . 1 mm dla protez kończyn i pleśni twarzy.
Technologia powlekania warstwowego: wielowarstwowa struktura silikonowa (taka jak czujnik cyfr 25 brzegów) równoważy miękkość i trwałość, zmniejszając koszty do jednej piątki tradycyjnych rozwiązań .
IV . Koszty i trendy rynkowe
Struktura kosztów
Silikon dla robotyki: Ze względu na potrzebę integracji czujników i materiałów przewodzących cena jednostkowa jest stosunkowo wysoka (około 80-120 yuan/kg) . jednak produkcja na dużą skalę może obniżyć koszty o 60% (na przykład, technologia drukowania 3D na podstawie cyfrowych bliźniaków może zmniejszyć cykli dostosowywania od 2 tygodni do 48 godzin)
Ludzki silikon: produkty klasy medycznej są drogie (w przybliżeniu 150-300 yuan/kg), ale standaryzowana produkcja w sektorze produktów dla dorosłych obniżyła ceny do 70-100 yuan/kg .
Wzrost rynku
Robotyka: Oczekuje się, że wielkość rynku globalnego osiągnie 47 USD . 8 miliardów w 2029 r., A czujniki na bazie silikonowe pokryją 90% potrzeb dotykowych rąk robotycznych . Pole medycy monitorowanie.