تیتانیوم بیشتر عمر صنعتی خود را در مکان هایی گذرانده است که عملکرد مواد بیشتر از هزینه مواد اهمیت دارد. ساختار هواپیما، اجزای موتور و ایمپلنتهای پزشکی همگی به دلایل اساسی یکسانی به تیتانیوم متکی هستند: چگالی کم، استحکام بالا و مقاومت عالی در برابر خوردگی.
مجموعه ای از خواسته ها چیزی است که تیتانیوم قبلاً دیده است. قطعات ساختاری در یک ربات بارهای مکرر را می بینند. آنها باید موقعیت خود را به طور دقیق در طول زمان حفظ کنند. و آنها باید سبک بمانند. تیتانیوم مطابق با مجموعه ای از خواسته ها به همان اندازه طبیعی است که متناسب با بدنه هواپیما است.
اینها شرایطی هستند که تیتانیوم در وهله اول برای آنها ساخته شد.
یک ربات انسان نما ممکن است از بیرون مانند یک محصول الکترونیکی به نظر برسد، اما ساختار مکانیکی آن بیشتر توانایی- دنیای واقعی آن را تعیین می کند. قاب ها، تکیه گاه های اتصال، قطعات اتصال و محفظه های محرک در حین کار در معرض حرکت مداوم هستند. هر قدم و رسیدن و پیچش باعث ایجاد استرس در ساختار-است که در طول زمان ایجاد میشود.
این امر انتخاب مصالح ساختاری را به ویژه مهم می کند.
چرا تیتانیوم در سازه های رباتیک توجه را به خود جلب می کند؟
در مورد کاهش وزن به طور مداوم در سیستم های تلفن همراه صحبت می شود و دلیل خوبی هم دارد. ساختار سنگینتری را در چرخه راه رفتن فشار دهید و به نیروی بیشتری از موتورها، ظرفیت بیشتر باتریها، گشتاور بیشتری از اتصالات نیاز دارید. فولاد قدرت و در دسترس بودن دارد-که آن را در همه جا نگه می دارد. آلومینیوم باعث کاهش وزن می شود و این باعث محبوبیت آن می شود. اما زمانی که به هر سه مورد نیاز دارید-وزن کم، استحکام بالا و مقاومت در برابر خستگی-لیست نامزدها کوتاه میشود.
تیتانیوم در چگالی حدود شصت درصد فولاد قرار دارد. استحکام به بسیاری از فولادهای با استحکام بالا نزدیک است. این ترکیب به شما امکان می دهد بدون از دست دادن عملکرد مکانیکی، وزن یک قطعه را کاهش دهید. اتصالات، براکتهای پشتیبانی، پیوندهای متحرک-قطعاتی که بارگذاری مکرر را مشاهده میکنند-مستقیماً از این سود میبرند.
جرم را از یک قسمت برش دهید و بقیه سیستم آن را احساس می کند. اینرسی کمتر به معنای نیروی کمتر برای شتاب و کاهش سرعت است. موتورها جریان کمتری می کشند. گیربکس ها با فشار کمتری کار می کنند. همان ربات را در هزاران چرخه حرکتی اجرا کنید و این صرفه جوییهای کوچک در هر چرخه شروع به افزایش-بازدهی بهتر، عمر بیشتر اجزا میکند.
ابزار طراحی از دوران اشکال ماشینکاری ساده گذشته است. نرم افزار شبیه سازی مدرن مسیرهای بار را از طریق یک قطعه نقشه می کشد. می توانید ببینید نیروها کجا وارد و از کجا خارج می شوند. این به شما می گوید که مواد را کجا نگه دارید و کجا می توانید آن را برش دهید.
نسبت قدرت-به وزن تیتانیوم کاری را که میتوانید با هندسه انجام دهید تغییر میدهد. میتوانید دیوارهای نازکتری را اجرا کنید، بخشهای توخالی را باز کنید، شکلهایی را شکل دهید که در آلومینیوم یا فولاد کار نمیکنند-و همچنان قسمتی سفت باقی میماند.
برای کاربردهای روباتیک، این رویکرد میتواند در قابهای سازهای، اجزای مفصلی، تکیهگاههای محرک و سایر بخشهای دقیقی که وزن و استحکام باید متعادل شود، استفاده شود.
فناوری ساخت در حال گسترش کاربردهای تیتانیوم است
مزایای فنی تیتانیوم هرگز مورد سوال قرار نگرفته است. مانع همیشه در حال پردازش بوده است. آن را با فولاد یا آلومینیوم مقایسه کنید و تفاوت آن مشخص است. تیتانیوم در لبه برش گرمتر می شود. ابزارها سریعتر فرسوده می شوند. تولید کندتر حرکت می کند.
با این حال، این در حال تغییر است. تولید افزودنی راههای جدیدی را برای تولید اجزای تیتانیوم با ساختارهای داخلی باز کرد که ماشینکاری هرگز نمیتوانست-طرحهای مشبک، تکیهگاههای یکپارچه، قطعاتی که عملکردهایی را که قبلاً نیاز به مونتاژ داشتند ایجاد کند. برنامه های رباتیک به طرح های فشرده ای نیاز دارند که هنوز تحت بار باقی می مانند. تولید افزودنی با تیتانیوم شما را به برآورده کردن هر دوی این نیازها به طور همزمان نزدیک می کند.
برای قطعات دقیقتر کوچکتر، قالبگیری تزریقی فلز مسیر متفاوتی را به جلو ارائه میدهد. هنگامی که دوره های تولید بزرگتر می شوند و ابعاد باید از قسمتی به قسمت دیگر ثابت بماند، MIM نسبت به ماشینکاری هر قطعه منطقی تر می شود.
ربات ها در برنامه هایی قرار می گیرند که در آن روز و شب، هفته به هفته کار می کنند. ساختار مکانیکی بارگذاری مداوم را می بیند. نوسانات دما رطوبت. خاک
تیتانیوم به خوبی از پس این شرایط برمی آید. لایه سطحی که به طور طبیعی در هوا تشکیل می شود پایدار است. آسیب به سطح و لایه اکسیدی خود به خود اصلاح می شود. بدون پوشش. بدون تماس{4}}.
صنایع هوافضا و پزشکی برای سالها{0}}به این برنامهها تکیه کردهاند که در آنها نمیتوانید از عهده خرابیهای خوردگی برآیید. رباتها در کارخانهها، انبارها یا سایتهای بیرونی نیز همین نگرانی را دارند.
عملکرد خستگی نیز اهمیت دارد. یک مفصل در ربات راه رفتن هر بار که پا فرود می آید استرس را می بیند. در طول عمر دستگاه، میلیونها چرخه اضافه میشود. تیتانیوم آن را کنترل می کند.
هیچ کس انتظار ندارد که تیتانیوم به ماده پیش فرض برای هر قسمت از یک ربات انسان نما تبدیل شود. فولاد و آلومینیوم در مواردی که قیمت، قابلیت ساخت، الزامات عملکرد خاص معقول باشد، استفاده خواهند شد. اما برای اجزای خاص، تیتانیوم ترکیبی از خواصی را ارائه می دهد که سایر مواد با آن مطابقت ندارند.
کاربردهایی وجود دارد که در آنها وزن کم، استحکام بالا و دوام باید با هم مورد بررسی قرار گیرند. در این موارد، تیتانیوم گزینهای را در اختیار مهندسان قرار میدهد که مواد دیگر آن را فراهم نمیکنند. روباتیک انسان نما به تیتانیوم عرصه جدیدی می دهد. همانطور که طرح ها پیچیده تر می شوند و تولید همچنان در حال بهبود است، تیتانیوم راه خود را به نقش های ساختاری و دقیق تر پیدا می کند.
این در مورد تسخیر تیتانیوم نیست. این در مورد نشان دادن تیتانیوم در مکان های مناسب است.
