Bahan Komposit Serat Karbon VS Bahan Paduan Ringan Untuk Lengan Robot
Dibandingkan dengan struktur ringan, dampak material ringan pada robot lebih langsung. Penggunaan material ringan untuk robot dapat membantu mengurangi konsumsi energi pengoperasian, meningkatkan kecepatan pengoperasian, dan meningkatkan efisiensi kerja. Selain itu, bobot sendiri yang lebih ringan juga memiliki manfaat nyata bagi robot untuk mengurangi inersia gerak dan meningkatkan akurasi gerakan. Paduan aluminium, paduan magnesium, dan bahan komposit serat karbon adalah bahan ringan yang umum digunakan untuk robot. Meskipun efek ringan dari ketiganya relatif jelas, masih ada perbedaan kinerja tertentu dalam aplikasi tertentu.
Paduan aluminium di lengan robot
Selain memiliki sifat umum aluminium, berbagai jenis dan jenis paduan aluminium menunjukkan karakteristik kinerja yang berbeda karena penambahan elemen paduan. Kepadatan paduan aluminium kecil, kekuatannya tinggi, kekuatan spesifiknya mendekati baja paduan tinggi, kekakuan spesifik melebihi baja, kinerja pengecoran dan kemampuan kerja plastik yang baik, dan juga ideal dalam hal konduktivitas listrik, konduktivitas termal, ketahanan korosi dan kemampuan las, dan dapat digunakan sebagai struktur. penggunaan bahan.
Selain itu, biaya aplikasi paduan aluminium relatif rendah, sehingga banyak digunakan. Namun, stabilitas termalnya tidak ideal. Di beberapa lingkungan kerja yang ekstrim, creep rentan terjadi. Bila digunakan pada bagian-bagian penting pengoperasian robot, maka akan mempengaruhi keakuratan pengoperasian robot. Oleh karena itu, bahan paduan aluminium lebih cocok untuk model dan robot pendidikan, tetapi tidak untuk pengecoran, proteksi kebakaran, dan industri lainnya.
Paduan magnesium dalam lengan robot
Magnesium adalah yang paling ringan dari logam praktis. Berat jenisnya sekitar 2/3 aluminium dan 1/4 besi. Untuk komposit polikarbonat yang mengandung 30 persen serat kaca, densitas magnesium tidak melebihi 10 persen . persen. Paduan magnesium adalah paduan yang terdiri dari magnesium dan elemen lainnya. Paduan ini memiliki kepadatan rendah, kekuatan tinggi, modulus elastisitas besar, disipasi panas dan penyerapan goncangan yang baik, kapasitas beban impak yang lebih besar daripada paduan aluminium, dan ketahanan korosi yang kuat terhadap zat organik dan alkali.
Cangkang ASIMO generasi ketiga perusahaan Jepang terbuat dari paduan magnesium, yang sangat mengurangi berat sendiri robot. Kecepatan berjalan meningkat dari semula 1,6 km/jam menjadi 2,5 km/jam, dan kecepatan lari maksimum telah mencapai 3 km/jam.
Namun, kekuatan dan ketangguhan paduan magnesium masih lebih rendah daripada paduan baja dan aluminium, dan masih ada kesenjangan antara persyaratan kinerja bahan robot, dan tidak mungkin untuk sepenuhnya menggantikan baja, paduan aluminium, dan bahan lainnya. Karena keterbatasan kekuatan, paduan magnesium sebagai bahan robot juga secara langsung mempengaruhi kinerja pemrosesan seperti pengecoran dan pengelasan, dan tidak dapat memenuhi persyaratan aplikasi penanganan beban besar. Hal ini umumnya digunakan untuk bagian robot tugas ringan seperti perawatan medis dan rumah tangga.
Komposit serat karbon dalam lengan robot
Bahan komposit serat karbon memiliki kekuatan tinggi, ringan, creep rendah, dan kekuatan spesifik puluhan kali lipat dari baja. Misalnya, Noen Composites membuat cangkang robot yang dapat ditarik untuk robot inspeksi stasiun distribusi listrik State Grid. Bobot yang sangat ringan dapat sangat mengurangi konsumsi energi mekanik, memperpanjang waktu kerja, dan membuat robot lebih stabil dan aman saat bergerak. .
Dibandingkan dengan bahan paduan magnesium dan paduan aluminium, karakteristik kinerja bahan komposit serat karbon lebih cocok untuk robot industri kecil dan menengah, dan dapat digunakan di lingkungan dengan beban tinggi, keausan tinggi, dan frekuensi penggunaan tinggi. Meskipun biaya penerapannya tinggi, keunggulan kinerjanya yang unik tidak dapat diabaikan dalam proses industri cerdas di masa depan.
Singkatnya, pengembangan robot ringan adalah tren. Ada banyak jenis robot yang terlibat. Lingkungan kerja yang berbeda dan komponen di posisi yang berbeda memiliki persyaratan material yang berbeda. Kami menyarankan bahwa pemilihan material robot perlu dipertimbangkan secara komprehensif dari berbagai perspektif seperti kualitas, kekakuan, dan inersia gerak. Misalnya, lengan robot adalah bagian yang bergerak dan perlu dikontrol dengan baik, sehingga bahan lengan robot harus tidak terlalu besar.
Pada saat yang sama, bahan lengan robot harus memiliki kekuatan dan kekakuan yang cukup untuk menahan beban, dan tidak boleh ada regangan dan patah. Dalam hal ini, bahan komposit serat karbon lebih cocok daripada paduan magnesium dan paduan aluminium. Selain itu, ketika memilih dan memilih sesuai dengan kondisi kerja dan biaya komprehensif lengan robot, perlu memperhatikan penerapan terintegrasi dari berbagai bahan, sehingga nilai ringan lengan robot dapat tercermin secara efektif.
