Titanyum endüstriyel ömrünün büyük bir kısmını malzeme performansının malzeme maliyetinden daha önemli olduğu yerlerde geçirmiştir. Uçak yapıları, motor bileşenleri ve tıbbi implantların tümü aynı temel nedenlerden dolayı titanyuma dayanır: düşük yoğunluk, yüksek mukavemet ve korozyona karşı mükemmel direnç.
Bu talepler titanyumun daha önce gördüğü bir şey. Bir robottaki yapısal parçalar tekrarlanan yükleri görür. Zaman içinde pozisyonlarını doğru bir şekilde korumaları gerekiyor. Ve hafif kalmaları gerekiyor. Titanyum, bir uçak gövdesine uyduğu kadar doğal bir şekilde bu taleplere de uyar.
Bunlar titanyumun ilk etapta geliştirildiği koşullardır.
İnsansı bir robot dışarıdan elektronik bir ürün gibi görünebilir ancak mekanik yapısı onun gerçek- dünyadaki yeteneklerinin çoğunu belirler. Çerçeveler, bağlantı destekleri, bağlantı parçaları ve aktüatör gövdeleri çalışma sırasında sürekli harekete maruz kalır. Her adım, uzanma ve dönme, zamanla biriken yapı-stresine stres katar.
Bu, yapısal malzeme seçimini özellikle önemli kılmaktadır.
Robotik Yapılarda Titanyum Neden Dikkat Çekiyor?
Mobil sistemlerde ağırlığın azaltılmasından sürekli olarak bahsediliyor ve bunun iyi bir nedeni var. Yürüme döngüsünde daha ağır bir yapıyı zorladığınızda motorlardan daha fazla güce, akülerden daha fazla kapasiteye, eklemlerden daha fazla torka ihtiyacınız olur. Çelik, onu her yerde tutan-güç ve kullanılabilirliğe sahiptir. Alüminyum ağırlıktan tasarruf sağlar ve bu da onu popüler kılar. Ancak bu üçüne de ihtiyacınız olduğunda-düşük ağırlık, yüksek dayanıklılık ve yorulmaya karşı dayanıklılık-aday listesi kısalır.
Titanyum çeliğin yaklaşık yüzde altmışı kadar bir yoğunlukta bulunur. Mukavemet, birçok yüksek-mukavemetli çeliğe yakındır. Bu kombinasyon, mekanik performansı kaybetmeden bir bileşenin ağırlığını azaltmanıza olanak tanır. Bağlantılar, destek braketleri, hareketli bağlantılar-tekrar tekrar yüklenen parçalar-bundan doğrudan yararlanır.
Kütleyi bir parçadan kestiğinizde sistemin geri kalanı bunu hisseder. Daha az atalet, hızlanma ve yavaşlama için daha az kuvvet anlamına gelir. Motorlar daha az akım çeker. Şanzımanlar daha az gerilimle çalışır. Aynı robotu binlerce hareket döngüsü boyunca çalıştırdığınızda, döngü başına bu küçük-tasarruflar-daha iyi verimlilik, daha uzun bileşen ömrü sağlamaya başlar.
Tasarım araçları, basit makineyle işlenmiş şekiller çağını geride bıraktı. Modern simülasyon yazılımı, bir parça boyunca yük yollarını haritalar. Kuvvetlerin nereden girip nereden çıktığını görebilirsiniz. Bu size malzemeyi nerede tutacağınızı ve onu nereden kesebileceğinizi söyler.
Titanyumun güç-ağırlık-oranı, geometriyle yapabileceklerinizi değiştirir. Daha ince duvarlar çalıştırabilir, içi boş bölümler açabilir, alüminyum veya çelikte işe yaramayacak formlar oluşturabilirsiniz-ve yine de sağlam kalan bir parçaya sahip olabilirsiniz.
Robotik uygulamalar için bu yaklaşım, ağırlık ve gücün dengelenmesi gereken yapısal çerçevelerde, bağlantı bileşenlerinde, aktüatör desteklerinde ve diğer hassas parçalarda kullanılabilir.
Üretim Teknolojisi Titanyum Uygulamalarını Genişletiyor
Titanyumun teknik avantajları hiçbir zaman sorgulanmadı. Bariyer her zaman işleniyordu. Bunu çelik veya alüminyumla karşılaştırdığınızda fark açıktır. Titanyum kesme kenarında daha sıcak çalışır. Aletler daha hızlı aşınır. Üretim daha yavaş ilerliyor.
Ancak bu değişiyor. Katmanlı üretim, makineyle hiçbir zaman oluşturulamayan iç yapılara sahip,-kafes tasarımları, entegre destekler, eskiden montaj gerektiren işlevleri birleştiren parçalar içeren titanyum bileşenler üretmenin yeni yollarını açtı. Robotik uygulamaları, yük altında bile dayanabilen kompakt tasarımlar gerektirir. Titanyumla katmanlı üretim, bu gereksinimlerin her ikisini de aynı anda karşılamaya bir adım daha yaklaşmanızı sağlar.
Daha küçük hassas parçalar için Metal Enjeksiyon Kalıplama farklı bir yol sunar. Üretim adetleri büyüdüğünde ve boyutların parçadan parçaya tutarlı kalması gerektiğinde, MIM her parçanın işlenmesinden daha anlamlı olmaya başlar.
Robotlar, haftalarca gece gündüz çalıştıkları uygulamalara giriyor. Mekanik yapı sürekli yükleme görüyor. Sıcaklık dalgalanmaları. Nem. Kir.
Titanyum bu koşullarla iyi başa çıkar. Havada doğal olarak oluşan yüzey tabakası stabildir. Yüzeye zarar verirsiniz ve oksit tabakası kendiliğinden oluşur. Kaplama yok. Hiçbir-rötuş yok.
Havacılık ve tıp endüstrileri, korozyon arızalarını karşılayamayacağınız-uygulamalarda yıllardır buna güvenmektedir. Fabrikalardaki, depolardaki veya açık hava sahalarındaki robotlar da aynı kaygıyı taşıyor.
Yorulma performansı da önemlidir. Yürüyen bir robotun ekleminde, ayağın yere her basışında stres görülür. Makinenin ömrü boyunca bu, milyonlarca döngü anlamına gelir. Titanyum bu işi hallediyor.
Hiç kimse titanyumun insansı bir robotun her parçası için varsayılan malzeme olmasını beklemiyor. Çelik ve alüminyum,-maliyet, üretilebilirlik ve özel performans gereksinimlerinin anlamlı olduğu durumlarda kullanımda kalacaktır. Ancak bazı bileşenler için titanyum, diğer malzemelerin eşleşmediği özelliklerin bir kombinasyonunu sunar.
Düşük ağırlığın, yüksek mukavemetin ve dayanıklılığın birlikte ele alınması gereken uygulamalar vardır. Bu durumlarda titanyum, mühendislere diğer malzemelerin sağlayamadığı bir seçenek sunar. İnsansı robot teknolojisi titanyuma yeni bir alan kazandırıyor. Tasarımlar daha sofistike hale geldikçe ve üretim gelişmeye devam ettikçe, titanyum daha yapısal ve hassas rollerde kendine yer bulacak.
Bu titanyumun kontrolü ele almasıyla ilgili değil. Titanyumun doğru yerlerde ortaya çıkmasıyla ilgili.
