편집자 주: 이 게스트 포스트는 MIT 기계공학 졸업생이자 전 MIT 기계 공작소 & 설계 강사인 Charles Guan이 작성했습니다. 그는 ABC의 BattleBots 로봇 Overhaul 빌더이기도 합니다. 로봇공학 및 운송 엔지니어링 컨설턴트로 일하며 BattleBots 및 기타 로봇 대회 출전 위해 Markforged 후원받고 있습니다. 더 많은 내용은 그의 웹사이트와 Equals Zero Robotics 확인하세요!
휠은 6,000년 이상 존재해 왔지만 경쟁 로봇공학에서는 여전히 골칫거리일 수 있습니다. BattleBots 시즌 2에서 저는 정사각형 6륜 구동 섀시로 Overhaul 2.0을 구축해 순속으로 상대를 압도하려 했습니다. 검증된 로봇 전투 선택인 중간 경도 산업용 캐스터 휠(열가소성 엘라스토머 TPE 트레드)을 선택했습니다. 그러나 16마력 브러시리스 모터가 TPE를 빠르게 과부하시켜 휠이 녹고 아레나 잔해 위에서 미끄러졌습니다. Beta와의 경기에서 BattleBots가 D1 그랑프리와 동일하다는 내 가정이 틀렸음을 뼈저리게 느꼈습니다.
대회 후 안정적으로 동력 전달할 휠 필요성 깨달았습니다. 그게 현장에서 우레탄 휠을 붓는 경쟁자들로부터 영감받아 주조 가능 고무 화합물 조사로 이어졌습니다. 타이어 설계 경험 전무에도 불구하고 Mark Two로 프린트한 Overhaul 30파운드급 스케일 모델로 몰드 주조 휠 만들기에 나섰습니다.
디트로이트 메이커 페어에서 Smooth-On 담당자들에게 연락해 ReoFlex와 Simpact 시리즈 추천받았습니다. 높은 인열 저항과 인장 강도로 휠이 지속적으로 트레드를 전단하는 데 필수적. ReoFlex 50(50A 듀로미터, 신발 밑창과 유사) 입수해 몰드와 허브 설계 시작.
아레나 잔해 관찰해 심플한 나선형 트레드 패턴 추가해 페인트 플레이크와 느슨한 입자 제거. 최적화되진 않았지만 헬리컬 그루브가 접촉 패치에서 잔해를 바깥으로 유도. 허브는 스쿠터와 스케이트보드 휠에서 영감받아 관통 구멍과 테이퍼드 중앙 립 통합. 허브 소재로 Onyx 선택: 더 높은 강성과 미세하게 거친 수지 표면과의 더 나은 접착으로 가볍지만 견고한 허브 가능.
Autodesk Inventor 파라메트릭 기능으로 2인치 프론트 휠 몰드 제작해 작은 캐비티에서 수지 흐름 평가.
첫 테스트로 Mark Two에서 단순 비강화 나일론 몰드 프린트: 4월, 4지붕/바닥 층, 25% 인필, 0.2mm 층 높이. 정밀 정렬용 레지스트레이션 핀 구멍 추가.
몰드 반쪽을 단일 호스 클램프로 고정. 내부에서 허브가 어댑터 부싱 위에 앉아 중심 유지하고 리테이닝 너트로 바닥면 밀봉. 조립 전 몰드에 몰드 이형제 스프레이.
기포 제거 위해 진공 포트에서 혼합 수지 탈기. Smooth-On은 최소 갇힌 공기 광고하지만 기포 발생 발견. 몰드 전체가 아닌 컵 탈기로 몰드 변형 방지하고 매끄러운 트레드 보장.
주입 약 2분 소요. 혼합 컵을 지속적 흐름 유지할 만큼만 기울여 수지가 큰 기포 없이 고르게 안착.
3인치 휠과 2인치 휠 첫 배치 성공 후 추가 몰드 프린트해 주입당 4개 휠 수용하도록 생산 확대. 한 혼합 컵으로 3인치 휠 2개와 2인치 휠 2개 처리 가능, 이게 표준 배치 크기.
ReoFlex 50은 느린 실온 경화 후 65°C에서 4-8시간 가열 권장. ~70°C로 설정된 가열 챔버 사용. 가속 경화로 휠이 눈에 띄게 더 터프하고 터치에 더 탄력적.
일주일 실험 후 각 휠 크기별로 여러 개 확보. ReoFlex 50 소진으로 추가 투자 전 성능 평가 위해 일시 중단. 루틴: 밤새 몰드 주입, 아침에 탈형, 낮에 베이크. 완성된 휠들 아래 표시.
이 휠들은 이제 '30-Haul' Overhaul 변형에 장착. 빌드 상세 내 웹사이트 참조.
다음은? 생산 워크플로 확립으로 대체 화합물 탐색하고 Part II에서 도장 강철 바닥 트랙션 테스트. 그때까지 몇 번의 하드 드라이빙 경기 결과 즐기세요!
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3D 프린팅
나일론(폴리아미드, PA)은 내충격성, 유연성, 내화학성, 내열성이 뛰어나 전문 3D 프린팅에서 가장 널리 쓰이는 폴리머입니다. FDM용 필라멘트, SLS용 파우더 형태로 활용되며, 기능성 프로토타입부터 최종 파츠까지 제작 가능한 고강도 소재입니다. 대개 무착색 내추럴 상태(백색/아이보리)로 공급되어 용도상 색상 구현이 필요할 때가 많습니다. 합성 섬유이므로 합성 섬유용 염료(리트 다이 Rit Dye 등)를 사용해야 합니다. 다양한 색상과 혼합으로 커스텀 색상 구현 가능. 중요 전제: 나일론의 흡습성 나일론은 공기 중 수분 흡수(흡
3D 프린팅은 가구·인테리어·데코 분야에서도 강력한 존재감을 드러냅니다. 다양한 기술이 기존 제조법으론 불가능한 복잡 형상, 경량화와 고강도 양립, 독창적 디자인을 가능케 합니다. 3D 프린팅 가구의 5대 강점 디자인 자유도 다양한 소재와 조합으로 기존 공법으론 구현 불가한 복잡 기하학 구조 실현, 강도 유지하며 대폭 경량화. 인체공학(Ergonomics) 용도에 완벽 부합하는 가구 제작 가능. 3D 스캐너 활용 시 사용자 체형에 정확 밀착하는 맞춤형 제작도 용이. 개인화(Personalization) CAD 모델링+3D 프린팅으로
