Titaan on suurema osa oma tööstuslikust elueast veetnud kohtades, kus materjali jõudlus on olulisem kui materjali maksumus. Õhusõidukite konstruktsioonid, mootorikomponendid ja meditsiinilised implantaadid toetuvad titaanile samadel põhjustel: madal tihedus, kõrge tugevus ja suurepärane korrosioonikindlus.
Seda nõuete kogumit on titaan varem näinud. Roboti konstruktsiooniosad näevad korduvaid koormusi. Nad peavad aja jooksul täpselt positsiooni hoidma. Ja nad peavad jääma kergeks. Titaan vastab sellele nõudmistele sama loomulikult kui lennuki kerega.
Just sellistel tingimustel töötati titaan välja.
Humanoidrobot võib väljastpoolt tunduda elektroonikatootena, kuid selle mehaaniline struktuur määrab suure osa selle tegelikust -võimekusest. Raamid, liigenditoed, ühendusosad ja täiturmehhanismi korpused on töötamise ajal avatud pidevale liikumisele. Iga samm ja ulatus ja keerd tekitab stressi struktuuris-, mis aja jooksul koguneb.
See muudab konstruktsioonimaterjali valiku eriti oluliseks.
Miks köidab titaan robotkonstruktsioonides tähelepanu?
Kaalu vähendamisest räägitakse mobiilsüsteemides pidevalt ja seda mõjuval põhjusel. Lükake raskem konstruktsioon läbi kõndimistsükli ja vajate mootoritelt rohkem jõudu, akudelt rohkem võimsust ja liigenditelt rohkem pöördemomenti. Terasel on tugevus ja kättesaadavus,-mis hoiab seda kõikjal. Alumiinium säästab kaalu ja see muudab selle populaarseks. Kuid kui vajate kõiki kolme -madalat kaalu, suurt tugevust ja väsimuskindlust-, jääb kandidaatide nimekiri lühikeseks.
Titaani tihedus on umbes kuuskümmend protsenti terasest. Tugevus on lähedal paljudele ülitugevatele{1}}terastele. See kombinatsioon võimaldab teil komponendi kaalust alla võtta ilma mehaanilist jõudlust kaotamata. Ühendused, tugiklambrid, liikuvad ühenduslülid-osad, mis näevad korduvat laadimist-, saavad sellest otsest kasu.
Lõika mass ühest osast ja ülejäänud süsteem tunnetab seda. Väiksem inerts tähendab vähem jõudu kiirendamiseks ja aeglustamiseks. Mootorid võtavad vähem voolu. Jõuülekanded töötavad väiksema pingega. Käitage sama robotit tuhandeid liikumistsükleid ja see väike tsükli -sääst hakkab suurendama-tõhusust ja pikemat komponentide eluiga.
Disainitööriistad on lihtsate töödeldud kujundite ajastust mööda läinud. Kaasaegne simulatsioonitarkvara kaardistab laadimisteed läbi detaili. Näete, kuhu jõud sisenevad ja kust väljuvad. See ütleb teile, kus materjali hoida ja kust seda ära lõigata.
Titaani tugevuse-ja-massi suhe muudab geomeetriaga tehtavaid võimalusi. Saate juhtida õhemaid seinu, avada õõnsaid sektsioone, vormida vorme, mis ei töötaks alumiiniumist või terasest-ja osa jääb siiski jäigaks.
Robotirakenduste puhul saab seda lähenemist kasutada konstruktsiooniraamides, liigendkomponentides, täiturmehhanismide tugedes ja muudes täppisosades, kus kaal ja tugevus peavad olema tasakaalus.
Tootmistehnoloogia laiendab titaani rakendusi
Titaani tehnilisi eeliseid pole kunagi küsitud. Barjäär on alati olnud töötlemine. Võrrelge seda terase või alumiiniumiga ja erinevus on selge. Titaan jookseb lõikeservas kuumemaks. Tööriistad kuluvad kiiremini. Tootmine liigub aeglasemalt.
See on aga muutumas. Lisatootmine avas uusi viise sisemiste struktuuridega titaankomponentide tootmiseks, mida mehaaniline töötlemine ei suutnud kunagi luua-võrekujundusi, integreeritud tugesid, osi, mis ühendavad funktsioone, mis nõudsid kokkupanemist. Robootikarakendused nõuavad kompaktseid konstruktsioone, mis peavad ikka koormuse all vastu. Titaaniga lisatootmine viib teid mõlema nõude korraga täitmisele lähemale.
Väiksemate täppisosade jaoks pakub metallipritsevormimine teistsugust teed edasi. Kui tootmistsüklid muutuvad suuremaks ja mõõtmed peavad jääma osade lõikes järjepidevaks, hakkab MIM-il olema rohkem mõtet kui iga detaili töötlemine.
Robotid satuvad rakendustesse, kus nad töötavad päeval ja öösel, nädalast nädalasse. Mehaaniline struktuur näeb pidevat laadimist. Temperatuuri kõikumised. Niiskus. Mustus.
Titaan talub neid tingimusi hästi. Õhus looduslikult tekkiv pinnakiht on stabiilne. Kahjustada pinda ja oksiidikiht uueneb iseenesest. Ei mingeid katteid. Puuduvad-parandused.
Lennundus- ja meditsiinitööstus on sellele tuginenud aastaid{0}}rakendustes, kus te ei saa endale lubada korrosioonitõrkeid. Robotid tehastes, ladudes või välitingimustes on sama murega.
Samuti on oluline väsimusjõudlus. Kõndimisroboti liigend näeb stressi iga kord, kui jalg maandub. Masina eluea jooksul teeb see kokku miljoneid tsükleid. Titaan saab sellega hakkama.
Keegi ei oota, et titaanist saaks humanoidroboti iga osa vaikematerjal. Teras ja alumiinium jäävad kasutusse seal, kus on mõistlik-kulu, valmistatavus ja konkreetsed jõudlusnõuded. Kuid teatud komponentide puhul pakub titaan kombinatsiooni omadustest, millele teised materjalid ei vasta.
On rakendusi, kus väike kaal, suur tugevus ja vastupidavus tuleb lahendada koos. Sellistel juhtudel annab titaan inseneridele võimaluse, mida teised materjalid ei paku. Humanoidrobootika annab titaanile uue areeni. Kuna disainilahendused muutuvad keerukamaks ja tootmine paraneb, leiab titaan tee struktuursematesse ja täpsematesse rollidesse.
See ei puuduta titaani võimu ülevõtmist. See puudutab titaani ilmumist õigetesse kohtadesse.
