Титан провів більшу частину свого промислового життя в місцях, де характеристики матеріалу важливіші за вартість матеріалу. Конструкції літаків, компоненти двигунів і медичні імплантати покладаються на титан з однакових основних причин: низька щільність, висока міцність і чудова стійкість до корозії.
Такий набір вимог титан бачив раніше. Конструктивні частини робота сприймають повторювані навантаження. Вони повинні точно утримувати позицію протягом тривалого часу. І вони повинні залишатися легкими. Титан відповідає цим вимогам так само природно, як і корпус літака.
Саме для таких умов титан був розроблений в першу чергу.
Зовні робот-гуманоїд може виглядати як електронний продукт, але його механічна структура значною мірою визначає його-можливості в реальному світі. Під час роботи рами, опори з’єднань, з’єднувальні деталі та корпуси приводів постійно переміщуються. Кожен крок, будь-який рух і поворот створюють напругу в структурі-напруження, яке накопичується з часом.
Це робить вибір конструкційного матеріалу особливо важливим.
Чому титан привертає увагу в роботах
Про зниження ваги постійно говорять у мобільних системах, і це не дарма. Щоб штовхати важчу конструкцію під час циклу ходьби, вам знадобиться більше потужності від двигунів, більшої ємності від акумуляторів, більшого крутного моменту від з’єднань. Сталь має міцність і доступність,-що тримає її всюди. Алюміній зменшує вагу, що робить його популярним. Але коли вам потрібні всі три-мала вага, висока міцність і стійкість до втоми-список кандидатів стає коротким.
Титан має щільність близько шістдесяти відсотків сталі. Міцність наближається до багатьох-високоміцних сталей. Ця комбінація дозволяє зменшити вагу компонента без втрати механічних характеристик. З’єднання, опорні кронштейни, рухомі з’єднання-частини, які зазнають багаторазового навантаження-отримують від цього безпосередню користь.
Зріжте масу з однієї частини, і решта системи це відчує. Менша інерція означає меншу силу для прискорення та гальмування. Двигуни споживають менше струму. Трансмісія працює з меншим навантаженням. Проведіть того самого робота через тисячі циклів руху, і ця невелика економія за-цикл почне додавати-підвищену ефективність і довший термін служби компонентів.
Інструменти дизайну перейшли в епоху простих механічних форм. Сучасне програмне забезпечення для моделювання відображає шляхи навантаження через деталь. Ви можете побачити, де сили входять і де вони виходять. Це вкаже вам, де зберігати матеріал і де його можна відрізати.
Співвідношення міцності-до-ваги титану змінює ваші можливості з геометрією. Ви можете використовувати тонші стіни, відкривати порожнисті секції, формувати форми, які не працюватимуть з алюмінію чи сталі-і все одно мати частину, яка залишається жорсткою.
Для роботів цей підхід можна використовувати в структурних каркасах, компонентах з’єднань, опорах приводів та інших точних деталях, де потрібно збалансувати вагу та міцність.
Технологія виробництва розширює застосування титану
Технічні переваги Titanium ніколи не були під сумнівом. Шлагбаум завжди оброблявся. Порівняйте його зі сталлю чи алюмінієм, і різниця очевидна. Титан нагрівається на ріжучій кромці. Інструменти зношуються швидше. Виробництво йде повільніше.
Однак це змінюється. Адитивне виробництво відкрило нові способи виготовлення титанових компонентів із внутрішніми структурами, які ніколи не могли б створити-решітчасті конструкції, інтегровані опори, деталі, які поєднують функції, які раніше вимагали складання. Для програм робототехніки потрібні компактні конструкції, які витримують навантаження. Адитивне виробництво з титану наближає вас до задоволення обох цих вимог одночасно.
Для невеликих точних деталей лиття під тиском металу пропонує інший шлях вперед. Коли виробничі партії стають більшими, а розміри повинні залишатися незмінними від деталі до деталі, MIM починає мати більше сенсу, ніж механічна обробка кожної деталі.
Роботи потрапляють у програми, де працюють день і ніч, тиждень за тижнем. Механічна конструкція відчуває постійне навантаження. Перепади температури. Вологість. Бруд.
Титан добре справляється з цими умовами. Поверхневий шар, який природним чином утворюється на повітрі, стабільний. Пошкоджує поверхню, і оксидний шар відновлюється сам по собі. Без покриттів. Без ретуш-.
Аерокосмічна та медична промисловість роками покладаються на це-застосування, де ви не можете дозволити собі пошкодження корозією. Роботи на фабриках, складах або вуличних майданчиках мають те саме занепокоєння.
Показники втоми також мають значення. Суглоб крокуючого робота відчуває напругу кожного разу, коли нога приземляється. Протягом життя машини це становить мільйони циклів. Титан справляється з цим.
Ніхто не очікує, що титан стане основним матеріалом для кожної частини гуманоїдного робота. Сталь і алюміній продовжуватимуть використовуватися там, де це доцільно-вартість, технологічність, особливі вимоги до продуктивності. Але для деяких компонентів титан пропонує комбінацію властивостей, якої не мають інші матеріали.
У деяких сферах застосування низька вага, висока міцність і довговічність повинні розглядатися разом. У таких випадках титан дає інженерам можливість, якої інші матеріали не надають. Гуманоїдна робототехніка дає титану нову арену. У міру того, як дизайн стає все більш складним, а виробництво продовжує вдосконалюватися, титан знаходить свій шлях до більш структурних і точних ролей.
Мова йде не про захоплення титану. Йдеться про те, що титан з’являється в потрібних місцях.
