Sensori a sei assi stampati in metallo per mani robotiche: il caso BLT + Haptron
Alla TCT Asia 2025 di Shanghai, Bright Laser Technologies (BLT) e la start‑up Haptron Scientific (华力创科学) hanno mostrato due sensori di forza multi‑dimensionale pensati per robot umanoidi: Photon Finger, destinato alla punta delle dita, e Photon R40, per l’articolazione del polso. Entrambi misurano forze e momenti su sei gradi di libertà e sfruttano strutture metalliche ottenute tramite additive manufacturing. Il primo ha un diametro di 8,5 mm e uno spessore di 7 mm; il secondo introduce una geometria con foro centrale per semplificare il passaggio di cablaggi nell’asse del polso.
Perché il metallo stampato in 3D fa la differenza
La lavorazione in Laser Powder Bed Fusion (LPBF), tecnologia di punta di BLT (stock code 688333.SH), permette di integrare cavità per i cavi, alleggerire la struttura del sensore e ottenere pareti sottili con tolleranze ristrette. Haptron dichiara riduzioni di massa tra il 20% e il 30% sul Photon R40 grazie a design alleggeriti e materiali idonei, con ricadute dirette sull’inerzia dell’arto robotico e quindi sui consumi energetici del sistema. Specifiche tecniche che contano
Per il modello standard da 20 N, l’errore relativo indicato dall’azienda è nell’ordine dello 0,5% della scala (≈0,01 N), con frequenze di comunicazione nell’ordine dei kHz e immunità a campi magnetici intensi e temperature elevate.
Un principio di misura ottico, non a estensimetri
Haptron ha sviluppato una tecnologia di sensing “basata sulla luce” che rileva micro‑deformazioni con sorgenti non laser, differenziandosi dai classici trasduttori con estensimetri o piezoceramiche. La società la definisce “tecnologia di percezione multi‑modale ottica” e la applica a un’intera famiglia di sensori a sei assi.
Chi sono le aziende in gioco
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Bright Laser Technologies (BLT): fornitore cinese di soluzioni complete per la manifattura additiva metallica (macchine, polveri, servizi, software). Haptron Scientific (Shenzhen): fondata nel 2019, specializzata in sensori di forza multi‑dimensionali per robotica collaborativa, aerospazio, medicale e automotive.
Confronto con il mercato dei sensori 6‑DoF
I multi‑asse commerciali più diffusi (ATI Industrial Automation, OnRobot, Bota Systems, MinebeaMitsumi, Robotiq) usano strutture metalliche lavorate in sottrattivo e, spesso, estensimetri. L’ATI Nano17 è annunciato come il più piccolo trasduttore commerciale a sei assi, ma resta più grande del Photon Finger; OnRobot HEX‑E/H arriva a 200 N di capacità, Robotiq FT‑300 a ±300 N, Bota SensONE integra anche un’IMU, MinebeaMitsumi propone un 6‑assi di 9,6 mm di diametro e 3 g di massa. Le taglie, gli attacchi e i principi di misura cambiano in funzione dell’applicazione (cobot, finitura superficiale, test biomeccanici, ecc.).
Applicazioni: dalla tele‑manipolazione alla chirurgia robotica
Sensori compatti con sei componenti di forza e coppia aprono a manipolazioni fini su componenti elettronici, assistenza sanitaria, robot chirurgici e controllo remoto in ambienti pericolosi. Studi accademici mostrano come sensori 6‑DoF leggeri possano persino consentire il controllo di carrozzine elettriche con un dito.
Cosa resta da risolvere
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Calibrazione e decoupling: ridurre l’interferenza tra assi resta cruciale per l’affidabilità dei dati. (Inferenza basata sulle pratiche tipiche dei sensori 6‑DoF e sulle specifiche dei concorrenti.)
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Resistenza a fatica e cicli termici: le strutture stampate devono essere testate su lunga durata per evitare derive o micro‑cricche. (Inferenza a partire dall’uso di LPBF in componenti sottili.)
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Scalabilità produttiva: l’integrazione di elettronica e ottica in lotti elevati richiede processi di assemblaggio e collaudo automatizzati.
Numeri chiave (riassunto operativo)
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Diametro Photon Finger: 8,5 mm – spessore 7 mm.
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Photon R40: foro centrale dedicato all’instradamento dei cavi del polso.
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Riduzione peso sensore: 20–30% (design alleggerito).
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Range tipico: 20 N, risoluzione ~0,01 N.
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Frequenza di comunicazione: ordine dei kHz.
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Tecnologia di misura: ottica, non laser, multi‑modale.
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Processo produttivo: LPBF a cura di BLT.
