עמוד שדרה קשוח במיוחד של Humanoid Robots-: סגסוגות טיטניום

עם השקת מוצרים כמו Tesla Optimus Gen3, Huawei Kuafu ו-UBtech Walker X, התעשייה נכנסה לשלב חדש. לרובוטים דמויי אדם יש דרישות גבוהות ביותר לתנועה, סיבולת ויציבות, ומתכות מסורתיות בקושי יכולות לעמוד בדרישות כאלה.סגסוגות טיטניוםהרחיבו את היישומים שלהם מתעשיית התעופה והחלל לרובוטים דמויי אדם, והפכו לחומר ה"שלדי" המרכזי שקובע את דיוק התנועה, יכולת העומס וחיי השירות של הרובוטים.

 

 

הליבה של עיצוב רובוט דמוי אדם הוא ליצור איזון בין ביצועים כמו-אנושיים וביצועים גבוהים: תנועה גמישה, חוסן ואמינות, כמו גם עיצוב קל משקל להפחתת עומס המנוע ולשיפור הסיבולת.

 

חוזק ספציפי גבוה

החוזק שלו קרוב לזה של הפלדה, בעוד שהצפיפות שלו היא רק 60% מהפלדה. לדוגמה, UBtech Walker X מאמצת מסגרת מסגסוגת טיטניום עם משקל כולל של 55 ק"ג בלבד; אם נעשה שימוש בפלדה, המשקל יעלה על 80 ק"ג, מה שיוביל לירידה משמעותית בגמישות.

 

עייפות ועמידות בפני קורוזיה

סגסוגות טיטניום יכולות לעמוד בעשרות אלפי סיבובים בתדירות גבוהה- של מפרקים, עם חיי עייפות פי שלושה מזה של נירוסטה, מה שמבטיח פעולה יציבה-לטווח ארוך. הם גם כוללים עמידות מצוינת בפני קורוזיה, מה שהופך אותם למתאימים לסביבות מורכבות.

 

תאימות ביולוגית טובה

הם אינם- דוחים רקמות אנושיות, מה שהופך אותם מתאימים לתרחישי אינטראקציה של-מכונות אנושיות כגון רובוטי שיקום רפואי ושלדים חיצוניים, ומשמשים כחומר מפתח למימוש סימביוזה של-מכונה אנושית.

 

תאימות תהליכים חזקה

ניתן להפוך מסגסוגות טיטניום לחלקי מבנה מורכבים באמצעות הדפסת תלת מימד, הזרקת מתכת ותהליכים אחרים. יתר על כן, הם אינם-מגנטיים ולא יפריעו לדיוק של חיישנים ומערכות בקרה.

 

חלקי סגסוגת טיטניום ברובוטים מסוג Huamoid

 

 

עומס-מסגרת נושאת ומפרקי ליבה

מסגרות נושאות עומס- ומפרקי הליבה הם תרחישי היישום העיקריים של סגסוגות טיטניום, הקובעים ישירות את יכולת העומס וגמישות התנועה של רובוטים דמויי אדם. חלקים כמו עמוד השדרה, הירכיים והברכיים של הרובוט צריכים לעמוד בדרישות של חוזק גבוה, קשיחות גבוהה וקל משקל בו זמנית, מה שהופך את סגסוגת הטיטניום לבחירת החומר האופטימלית.

 

Tesla Optimus Gen3 מאמצת עמוד שדרה מסגסוגת טיטניום שנוצר באופן אינטגרלי על ידי הדפסה תלת מימדית, כשהחוזק שלו גדל ב-20% בהשוואה למבנים מסורתיים; מפרקי הירכיים והברך שלו משתמשים בגלגלי שיניים מסגסוגת Ti-6Al-4V ובמבנים חלולים, ומשיגים הפחתת משקל של 40% למפרק בודד וחיי עייפות פי שלושה מזה של נירוסטה מסורתית.

 

רכיבי שידור והפעלה מדויקים

ברכיבי ההעברה וההפעלה המדויקים של רובוטים, סגסוגות טיטניום יכולות לשפר משמעותית את דיוק התנועה ואת העמידות

במונחים של אפקטורי קצה, היד הביונית של Festo מגרמניה משתמשת בנייר טיטניום בגודל 0.1 מ"מ לאריזת חיישני מישוש, המציע אפקט מיגון אלקטרומגנטי מצוין ודק יותר ב-30% מרדיד סגסוגת אלומיניום; מערך חיישני הלחץ הגמיש המבוסס על-טיטניום שפותח על ידי מכון שניאנג לאוטומציה של האקדמיה הסינית למדעים הוא בעל רזולוציה של 5μm והוא הוחל על מודול המישוש בקצות האצבעות של Xiaomi CyberOne, המאפשר אחיזה מדויקת.

 

בהסתמך על תהליך MIM, ניתן להשתמש בסגסוגות טיטניום לייצור גלגלי שיניים מיקרו בקוטר של פחות מ-20 מ"מ, תוך התאמה למבנה המורכב של ידיים זריזות, מימוש -דרגות{2}} של- חופש תנועה בחללים צרים, ואיזון עיצוב קל משקל וגמישות גבוהה.

 

התאמה לתרחיש מיוחד

עבור רכיבים במגע- ארוך טווח עם גוף האדם, כגון זרועות ההפעלה של רובוטי שיקום רפואי ותומכי מפרקים הניתנים להשתלה, נעשה שימוש בסגסוגות טיטניום מיוחדות כגון Ti6Al7Nb.

 

סגסוגת פלדיום טיטניום- Gr7 עמידה בפני קורוזיה על ידי הפחתת מדיה חומצית, מה שהופך אותה למתאימה לרובוטים מיוחדים כימיים;

ל-Ti5Al2.5Sn יש ביצועים יוצאי דופן בטמפרטורה-נמוכה, השומרת על קשיחות אפילו ב-253 מעלות. הרובוט המרובע הקוטבי TX3 של Titanobotics מנורבגיה מאמץ את מסגרת סגסוגת הטיטניום הזו ויכול לבצע ניטור רציף של קרחונים במשך 72 שעות ב-58 מעלות בגרינלנד.

 

 

Ti6Al4V (Gr5) לשימוש כללי-: הוא משיג את האיזון האופטימלי בין חוזק לעלות, עם תהליכי הדפסה, עיבוד וחישול תלת-ממדיים בוגרים, והוא משמש ברוב רכיבי העומס-הליבה.

 

Ti6Al4V ELI (Interstitial Low Extra Low Gr5): עם תכולת זיהומים נמוכה יותר, קשיחות ההשפעה שלו מוגברת ב-30% ב--40 מעלות, מה שהופך אותו למתאים לטמפרטורות-נמוכות-מיים עמוקות, עייפות- גבוהה ותרחישים בעלי השפעה גבוהה כגון תרחישים הרמוניים flexsplines ותפסנים של רובוטים רפואיים.

 

Ti10V2Fe3Al חוזק- גבוה: עוצב עבור תרחישי עומס-גבוהים ומומנט-גבוהים, הוא משמש בגלגלי שיניים מדויקים של רובוטים ומפרקים נושאי עומס- של רגליהם של רובוטים-כבדים.

 

סגסוגות טיטניום-גבוהות ומודולוס-נמוכים (למשל, TiNbTa, Ti24Nb4Zr8Sn): מודול האלסטיות שלהם קרוב יותר לזה של עצמות האדם, עם גמישות ותאימות ביולוגית יוצאת דופן. הם משמשים בעיקר במפרקים ביונים, מפעילים גמישים ורכיבים מבניים של רובוטים לבישים, שיכולים להפחית את ההשפעה ולשפר את ההתאמה לתנועה.

 

 

Ruihang Group מייצרת בעיקר את חומרי הגלם לייצור המדויק שלך. לפרטים נוספים נא לפנות אלינו למייל:Sam.Rui@bjrh-titanium.com