Ultra{0}}čvrsta okosnica humanoidnih robota: legure titana

Lansiranjem proizvoda kao što su Tesla Optimus Gen3, Huawei Kuafu i UBtech Walker X, industrija je zakoračila u novu fazu. Humanoidni roboti imaju iznimno visoke zahtjeve za kretanjem, izdržljivošću i stabilnošću, a tradicionalni metali teško mogu zadovoljiti te zahtjeve.Legure titanasu proširili svoje primjene iz zrakoplovne industrije na humanoidne robote, postavši ključni "skeletni" materijal koji određuje točnost kretanja, nosivost i radni vijek robota.

 

 

Srž dizajna humanoidnog robota je postizanje ravnoteže između performansi-nalik ljudskim i visokih performansi: fleksibilno kretanje, čvrstoća i pouzdanost, kao i lagani dizajn za smanjenje opterećenja motora i poboljšanje izdržljivosti.

 

Visoka specifična čvrstoća

Njegova je čvrstoća bliska onoj čelika, dok mu je gustoća samo 60% čelika. Na primjer, UBtech Walker X ima okvir od legure titana ukupne težine samo 55 kg; ako bi se umjesto toga koristio čelik, težina bi premašila 80 kg, što bi dovelo do značajnog pada fleksibilnosti.

 

Otpornost na zamor i koroziju

Legure titana mogu izdržati desetke tisuća visokofrekventnih-rotacija spojeva, s vijekom trajanja tri puta većim od nehrđajućeg čelika, osiguravajući stabilan dugotrajan-rad. Također imaju izvrsnu otpornost na koroziju, što ih čini prikladnima za složena okruženja.

 

Dobra biokompatibilnost

Oni nisu -odbojni za ljudska tkiva, što ih čini prikladnima za scenarije interakcije ljudi-sa strojem kao što su roboti za medicinsku rehabilitaciju i egzoskeleti, te služe kao ključni materijal za ostvarenje simbioze čovjeka-sa strojem.

 

Jaka kompatibilnost procesa

Legure titana mogu se izraditi u složene strukturne dijelove 3D ispisom, injekcijskim prešanjem metala i drugim postupcima. Štoviše, nisu-magnetski i neće ometati točnost senzora i kontrolnih sustava.

 

Dijelovi od legure titana u huamoid robotima

 

 

Opterećenje-Nosivi okvir i jezgreni spojevi

Nosivi-okviri i jezgreni spojevi najvažniji su scenariji primjene titanovih legura, izravno određujući nosivost i fleksibilnost kretanja humanoidnih robota. Dijelovi kao što su robotova kralježnica, kukovi i koljena moraju zadovoljiti zahtjeve visoke čvrstoće, velike žilavosti i male težine u isto vrijeme, što legure titana čini optimalnim izborom materijala.

 

Tesla Optimus Gen3 usvaja hrbat od legure titana integralno oblikovan 3D ispisom, čija je čvrstoća povećana za 20% u usporedbi s tradicionalnim strukturama; njegovi zglobovi kuka i koljena koriste zupčanike od legure Ti-6Al-4V i šuplje strukture, postižući smanjenje težine od 40% za jedan zglob i vijek trajanja tri puta veći od tradicionalnog nehrđajućeg čelika.

 

Precizni prijenos i komponente pokretanja

U komponentama preciznog prijenosa i pokretanja robota, legure titana mogu značajno poboljšati točnost kretanja i trajnost

Što se tiče krajnjih efektora, Festo bionic hand iz Njemačke koristi 0,1 mm titansku foliju za pakiranje taktilnih senzora, koja nudi izvrstan učinak elektromagnetske zaštite i 30% je tanja od folija od aluminijskih legura; niz-fleksibilnih senzora tlaka temeljen na titanu koji je razvio Institut za automatizaciju Shenyang Kineske akademije znanosti ima razlučivost od 5 μm i primijenjen je na taktilni modul na vrhu prsta Xiaomi CyberOne, omogućujući precizno hvatanje.

 

Oslanjajući se na MIM proces, legure titana mogu se koristiti za proizvodnju mikro zupčanika promjera manjeg od 20 mm, prilagođavajući se složenoj strukturi spretnih ruku, ostvarujući više-stupnjeva-{-slobode kretanja u uskim prostorima i balansirajući lagani dizajn i visoku fleksibilnost.

 

Posebna adaptacija scenarija

Za komponente u -dugotrajnom kontaktu s ljudskim tijelom, kao što su operativne ruke robota za medicinsku rehabilitaciju i implantabilni zglobni stentovi, koriste se posebne legure titana kao što je Ti6Al7Nb.

 

Gr7 legura titan-paladija otporna je na koroziju smanjenjem kiselosti medija, što je čini prikladnom za posebne kemijske robote;

Ti5Al2.5Sn ima izvanredne performanse na-niskim temperaturama, održavajući žilavost čak i na -253 stupnja. Polarni četveronožni robot TX3 tvrtke Titanobotics iz Norveške koristi ovaj okvir od legure titana i može obavljati neprekidno praćenje ledenjaka 72 sata na -58 stupnjeva na Grenlandu.

 

 

Ti6Al4V (Gr5)-opće namjene: Postiže optimalnu ravnotežu između čvrstoće i cijene, sa zrelim 3D ispisom, procesima strojne obrade i kovanja, a koristi se u većini komponenti koje-nose jezgru.

 

Ti6Al4V ELI (Extra Low Interstitial Gr5): S nižim sadržajem nečistoća, njegova udarna žilavost povećana je za 30% na -40 stupnjeva, što ga čini prikladnim za duboke-morske niske-temperature, visok-zamor i scenarije velikog udara kao što su harmonijski fleksibilni klinovi i hvataljke medicinskih robota.

 

Ti10V2Fe3Al-visoke čvrstoće: Dizajniran za scenarije visokog-opterećenja i visokog-okretnog momenta, koristi se u preciznim prijenosnim zupčanicima robota i-nosivim zglobovima nogu robota za teške-opterećenja.

 

Legure titana visoke-elastičnosti i niskog{1}}modula (npr. TiNbTa, Ti24Nb4Zr8Sn): Njihov modul elastičnosti bliži je modulu ljudske kosti, uz izvanrednu fleksibilnost i biokompatibilnost. Uglavnom se koriste u bioničkim zglobovima, fleksibilnim aktuatorima i strukturnim komponentama nosivih robota, koji mogu smanjiti udar i poboljšati usklađenost pokreta.

 

 

Ruihang Group uglavnom proizvodi sirovine za vašu preciznu proizvodnju. Za više detalja, obratite nam se na e-mail:Sam.Rui@bjrh-titanium.com