Komponente jezgra humanoidnog robota: odabir materijala sa titanijumskim legurama

Različite vrste titanijumskih legura razlikuju se po performansama, obradivosti i scenarijima primjene i mogu precizno ispuniti zahtjeve osnovnih komponenti humanoidnih robota, služeći kao ključ za njihov lagani dizajn, visoku pouzdanost i masovnu{0}}proizvodnju velikih razmjera. Osnovne komponente humanoidnih robota imaju značajno različite materijalne zahtjeve, a čisti titanijum kao i legure titanijuma -tip, -tip i + -tip pokazuju jasnu kompatibilnost sa različitim komponentama.

I. + legure titanijuma

+ legure titanijuma kombinuju snagu, plastičnost i performanse na visokim-temperaturama, a njihova svojstva se mogu regulisati termičkom obradom. Oni su najrasprostranjeniji tip u osnovnim komponentama humanoidnih robota, predstavljen Gr5 i njegovim izvedenim razredima.

Gr5 (Ti6Al4V)ima vlačnu čvrstoću od 900–1100 MPa sa uravnoteženim performansama i cijenom, i obično se koristi u teškim-komponentama spojeva i nosivim-kosturima. Atlas V11 kompanije Boston Dynamics koristi ovu leguru za proizvodnju okvira za podršku kičmi, što uvelike poboljšava stabilnost tijela robota.

Gr5 ELI ima bolju plastičnost i biokompatibilnost, što ga čini pogodnim za komponente interakcije ljudi{1}}robota. Spretni zglobovi šaka UBTECH-ovog Walker X koriste ovu klasu i prošli su 2 miliona ciklusnih testova.

Ti6Al2Sn4Zr2Mo pokazuje superiorne performanse pri visokim-temperaturama i primjenjiv je na komponente koje generiraju -toplotu kao što su kućišta spojnih modula, pružajući zaštitu za elektronske upravljačke dijelove.

II. Titanijumske legure
legure titana se uglavnom sastoje od -stabilizujućih elemenata kao što su Mo, Nb, Ta i V sa dodatkom većim ili jednakim 10%. Nakon termičke obrade, njihova vlačna čvrstoća dostiže veću ili jednaku 1100MPa. Imaju odličnu hladnu obradivost i biokompatibilnost i nisu-toksični, što ih čini pogodnim za veliko-opterećenje i visoko{7}}precizne komponente jezgra humanoidnih robota.

Ti13Nb13Zr ne sadrži vanadij i aluminijum i ima dobru biokompatibilnost. Pogodan je za komponente kontakta s ljudima-mašinama robota za njegu i rehabilitaciju, koji mogu smanjiti zaštitu od stresa i poboljšati sigurnost i udobnost upotrebe.

Ti29Nb13Ta4.6Zr (TNZT) ima modul elastičnosti blizak onom kod ljudskih kostiju, sa odličnom čvrstoćom i otpornošću na koroziju. Uglavnom se koristi u bioničkim zglobovima i može smanjiti koncentraciju stresa, pogodan je za medicinske pomoćne robote.

Ti15Mo ima jaku otpornost na koroziju i primjenjiv je na zglobne ležajeve i aktuatore robota koji rade u složenim okruženjima kao što su vanjska i kemijska industrija, što može spriječiti koroziju i osigurati stabilan rad.

III. Titanijumske legure
legure titana se uglavnom sastoje od -stabilizujućih elemenata kao što su Al, Sn i Zr, sa jednostrukom -faznom strukturom na sobnoj temperaturi. Imaju dobru zavarljivost i otpornost na koroziju, a njihova čvrstoća je veća od one kod čistog titanijuma, sa maksimalnom radnom temperaturom pri visokoj-temperaturi od 500 stepeni. Pogodni su za male-i visoko{7}}precizne komponente humanoidnih robota, posebno za precizne senzorske sklopove.

Grade 9 (Ti-3Al-2.5V) ima izbalansiranu snagu i plastičnost, kao i odličnu obradivost, i može se izraditi u tankozidne dijelove debljine manje od 0,1 mm sa dobrim performansama elektromagnetne zaštite. Obično se koristi u kućištima senzora i zaštitnim navlakama za žice. Njemački Festo koristi ovaj materijal za pakovanje taktilnih senzora, smanjujući debljinu za 30% i postižući rezoluciju od 5μm, što uvelike poboljšava preciznost senzora bioničkih ruku.

Grade 23 (Ti-6Al-4V ELI) ima bolju plastičnost i biokompatibilnost smanjenjem intersticijskih elemenata, što ga čini pogodnim za fleksibilne senzorske komponente. Institut za automatizaciju u Shenyangu, Kineska akademija nauka, koristi ga kao podlogu za izradu fleksibilnih senzora pritiska koji se postavljaju na vrhove prstiju Xiaomi-jevog CyberOne, omogućavajući preciznu kontrolu sile i delikatne interaktivne pokrete.
IV. Komercijalno čisti titanijum

Komercijalno čisti titanijum ne sadrži dodatne legirajuće elemente, sa odličnom plastičnošću i otpornošću na koroziju i umerenom čvrstoćom. Pogodan je za pomoćne komponente sa niskim zahtjevima za čvrstoćom, ali visokim zahtjevima otpornosti na koroziju, pružajući osnovnu podršku za strukturu jezgra robota.

Grade 2 ima izbalansiranu sveobuhvatnu izvedbu sa kontrolisanom obradom i troškovima. Uglavnom se koristi za spajanje i zaptivanje komponenti kao što su prstenovi za brtvljenje spojeva i spojni vijci, a može se primijeniti i na kućišta kontrolera kako bi se postigao lagani dizajn i zaštita od -korozije.

Stepen 1 ima dobru plastičnost, ali nisku čvrstoću, i pogodan je za zaštitne dijelove sa tankim{1}}zidovima kao što su fleksibilni omoti senzora i zaštitni omoti za žice. Otporan je na koroziju-, nije ga lako oštetiti i ima duži vijek trajanja.

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