Ένα περίβλημα σύνδεσης εξωσκελετού συνήθως έχει πολλά κύρια μέρη: το κύριο κέλυφος του περιβλήματος, τις έδρες των ρουλεμάν, τις βάσεις ενεργοποιητή και κινητήρα, τις βάσεις αισθητήρων, τα εξαρτήματα στεγανοποίησης και συγκράτησης και τις διεπαφές συνδετήρων. Αυτό το εξωτερικό πλαίσιο συγκρατεί ενεργοποιητές, κινητήρες και συστήματα μετάδοσης και χειρίζεται τη μεταφορά φορτίου και τον έλεγχο κίνησης. Η παγκόσμια αγορά εξωσκελετών αναμένεται να αυξηθεί από 850 εκατομμύρια δολάρια το 2025 σε 2.2 δισεκατομμύρια δολάρια έως το 2030, επομένως η ακρίβεια και τα υλικά αυτών των εξαρτημάτων επηρεάζουν άμεσα την απόδοση. Η διαδικασία κατασκευής, οι απαιτήσεις ακρίβειας και οι επιλογές υλικών για κάθε εξάρτημα είναι κρίσιμες για την επίτευξη της αξιοπιστίας και της ανθεκτικότητας που απαιτούνται στους σύγχρονους εξωσκελετούς. Η κατανόηση αυτών των παραγόντων είναι το κλειδί για την παραγωγή αποτελεσματικών συνδέσεων.
Κύριο περίβλημα σε περίβλημα εξωσκελετού
Το κύριο κέλυφος του περιβλήματος είναι η κύρια φέρουσα δομή ενός εξωσκελετικού περιβλήματος σύνδεσης. Τυλίγεται γύρω από τον ενεργοποιητή, τον κινητήρα και το σύστημα μετάδοσης, επομένως δέχεται το κύριο βάρος κάθε φορτίου που δέχεται η σύνδεση. Σκεφτείτε το ως τον σκελετό του σκελετού. Εάν αυτό το κέλυφος κάμπτεται ή παραμορφώνεται, ολόκληρη η σύνδεση χάνει την ευθυγράμμισή της και τα φθειρόμενα εξαρτήματα στο εσωτερικό πληρώνουν το τίμημα.
Διαδικασίες κατασκευής για το κύριο κέλυφος
CNC κατεργασία από Billet
Η κατεργασία CNC από billet είναι η κορυφαία επιλογή για κελύφη υψηλής ακρίβειας. Ένα συμπαγές μπλοκ αλουμινίου AL6061-T6 σκαλίζεται στο τελικό σχήμα. Αυτό το κράμα εμφανίζεται συχνά σε εργασίες περιβλήματος εξωσκελετού επειδή κατεργάζεται καθαρά και διατηρεί στενές ανοχές. Η ροή εργασίας συνήθως ακολουθεί μια καθορισμένη σειρά:
- Επιλέξτε το υλικό — Το αλουμίνιο AL6061-T6 είναι ένα κοινό σημείο εκκίνησης για εφαρμογές στέγασης εξωσκελετών.
- Ελέγξτε τις διαστατικές ανοχές κατά την κατεργασία, ειδικά στα σημεία σύνδεσης και στις διεπαφές με άλλες μονάδες, ώστε όλα να ευθυγραμμίζονται κατά τη συναρμολόγηση.
- Διατηρήστε την δομική ακεραιότητα γύρω από περιοχές με λεπτά τοιχώματα και περίπλοκα χαρακτηριστικά για να αποτρέψετε παραμόρφωση ή εξασθένηση.
- Ολοκληρώστε την επιφάνεια — καθαρίστε πρώτα το εξάρτημα, στη συνέχεια αμμοβολήστε και ανοδιώστε το. Η αμμοβολή αφαιρεί τις διαδρομές των εργαλείων και τα σημάδια από τα σκαλοπάτια για μια ματ, ομοιόμορφη εμφάνιση. Η ανοδίωση προσθέτει αντοχή στη διάβρωση, μια σκληρή επιφάνεια ανθεκτική στις γρατσουνιές και μια καλύτερη εμφάνιση.
Χύτευση υπό πίεση και χύτευση επενδύσεων
Η χύτευση υπό πίεση και η χύτευση με επένδυση χρησιμοποιούνται επίσης για το κύριο κέλυφος. Η χύτευση υπό πίεση λειτουργεί καλά για μεγαλύτερους όγκους όπου το κόστος ανά εξάρτημα έχει σημασία. Η χύτευση με επένδυση χειρίζεται πολύπλοκη εσωτερική γεωμετρία. Και οι δύο μέθοδοι μειώνουν τον χρόνο κατεργασίας, αλλά μειώνουν κάποια ακρίβεια σε σύγκριση με την κατεργασία με μπιγιέτες.
Προσθετική Κατασκευή για Πρωτότυπα
Η προσθετική κατασκευή, ή τρισδιάστατη εκτύπωση, ξεχωρίζει κατά τη δημιουργία πρωτοτύπων. Η εκτύπωση επιτρέπει στους μηχανικούς να δοκιμάσουν την εφαρμογή και τη μορφή πριν δεσμευτούν για την κατασκευή εργαλείων. Μπορείτε να εκτυπώσετε ένα κέλυφος όλη τη νύχτα, να το βιδώσετε σε μια πλατφόρμα δοκιμών και να μάθετε κάτι μέχρι το πρωί. Το συμβιβασμό είναι σαφές: η εκτύπωση προσφέρει ταχύτητα και ελευθερία γεωμετρίας, αλλά οι μηχανικές ιδιότητες των τυπωμένων εξαρτημάτων συνήθως υπολείπονται αυτού του σφυρήλατου μετάλλου.
Απαιτήσεις ακριβείας για το κύριο κέλυφος
Διαστατικές και Γεωμετρικές ανοχές
Η ακρίβεια ξεκινά από τα σημεία διεπαφής. Οι οπές των μπουλονιών, οι οπές των ρουλεμάν και οι επιφάνειες σύνδεσης των μονάδων χρειάζονται αυστηρό έλεγχο. Μια ακανόνιστη ανοχή σε μία διεπαφή διαπερνά το συγκρότημα. Οι γεωμετρικές ανοχές καλύπτουν την επιπεδότητα, την καθετότητα και τη θέση, και αυτές οι υποδείξεις εμποδίζουν το κέλυφος να στρεβλωθεί και να αλλοιωθεί το σχήμα του.
Προδιαγραφές φινιρίσματος επιφάνειας
Το φινίρισμα της επιφάνειας επηρεάζει τη διάρκεια ζωής σε κόπωση και την απόδοση της στεγανοποίησης. Οι τραχιές επιφάνειες δημιουργούν ανυψωτήρες τάσης εκεί που ξεκινούν οι ρωγμές. Επίσης, φθείρουν τους δακτυλίους Ο και τις φλάντζες. Η αμμοβολή και η ανοδίωση βελτιώνουν την επιφάνεια, αλλά το υποκείμενο κατεργασμένο φινίρισμα εξακολουθεί να θέτει τη βασική γραμμή.
Υλικά για το κύριο κέλυφος
Η επιλογή υλικού καθορίζει το βάρος, το κόστος και την ανθεκτικότητα. Δείτε πώς συγκρίνονται οι συνηθισμένες επιλογές:
| Υλικα | Βασικά χαρακτηριστικά | τυπικές Εφαρμογές |
| Κράμμα αλουμινίου | Οικονομικό, εύκολο στην κατεργασία, καλό φινίρισμα επιφάνειας, φιλικό προς τον μεγάλο όγκο | Μαζικής παραγωγής περιβλήματα, ανταλλακτικά ευαίσθητα στο κόστος |
| Κράμα τιτανίου | Αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες, βιοσυμβατό, ανθεκτικό στη διάβρωση | Διαβρωτικά ή υψηλής θερμοκρασίας περιβάλλοντα |
| Πολυμερές ενισχυμένο με ίνες άνθρακα | Βέλτιστη αναλογία αντοχής προς βάρος, σχεδόν μηδενική θερμική διαστολή, υψηλή ακαμψία | Θήκες ακριβείας οργάνων, πλαίσια υψηλής απόδοσης |
Κράματα αλουμινίου 6061 και 7075
Τα αλουμίνια 6061 και 7075 αποτελούν τη βάση κραμάτων αλουμινίου για τα περισσότερα κελύφη. Η ποιότητα 6061 συγκολλάται και κατεργάζεται καλά. Η ποιότητα 7075 προσφέρει μεγαλύτερη αντοχή αλλά κοστίζει περισσότερο και είναι πιο ανταγωνιστική από τον κόφτη. Για παραγωγή μεγάλου όγκου και ευαίσθητη στο κόστος, το αλουμίνιο κερδίζει.
Κράμα τιτανίου Ti-6Al-4V
Το Ti-6Al-4V αντέχει τη θερμότητα και τη διάβρωση που το αλουμίνιο δεν μπορεί. Επίσης, διαθέτει βιοσυμβατότητα, η οποία έχει σημασία για τους ιατρικούς εξωσκελετούς. Το μειονέκτημα είναι η τιμή και η δυσκολία κατεργασίας.
Πολυμερή ενισχυμένα με ίνες άνθρακα
Το CFRP προσφέρει την καλύτερη αναλογία αντοχής προς βάρος της ομάδας. Επίσης, διατηρεί σχεδόν μηδενική θερμική διαστολή και υψηλή ακαμψία. Τα οπτικά και μετρητικά περιβλήματα ακριβείας το χρησιμοποιούν ακριβώς για αυτούς τους λόγους. Η αρχική τιμή είναι η υψηλότερη, αν και το κόστος συντήρησης παραμένει χαμηλό.
Κανένα υλικό δεν κερδίζει παντού. Η σωστή επιλογή εξαρτάται από τις συνθήκες λειτουργίας, τον όγκο και τον προϋπολογισμό. Οι μηχανικοί συχνά εκτελούν ανάλυση FEM για να συγκρίνουν τις διαδρομές τάσης σε διάφορα υποψήφια σχέδια και η ανάλυση FEM επικυρώνει επίσης εάν ένα κέλυφος πληροί τους στόχους αντοχής του πριν κοπεί οποιοδήποτε μέταλλο. Τα ελαφρύτερα υλικά όπως το ABS εμφανίζονται περισσότερο σε πρωτότυπα στηρίγματα παρά σε φέροντα κελύφη, καθώς η αντοχή τους δεν μπορεί να συγκριθεί με το μέταλλο. Από πρακτική άποψη, η διαδικασία κατασκευής και η επιλογή υλικού συνδέονται — δεν μπορείτε να διαχωρίσετε το ένα από το άλλο.
Έδρες και οπές ρουλεμάν σε περίβλημα σύνδεσης εξωσκελετού
Οι έδρες και οι οπές των ρουλεμάν βρίσκονται στο κέντρο κάθε περιβλήματος εξωσκελετού. Συγκρατούν τα ρουλεμάν που επιτρέπουν στην άρθρωση να περιστρέφεται ομαλά. Εάν αυτές οι έδρες είναι λανθασμένες, η άρθρωση σπαταλά ενέργεια και φθείρεται γρήγορα. Η εφαρμογή μεταξύ της οπής και του ρουλεμάν αλλάζει την απόδοση της άρθρωσης και την αντοχή στη φθορά. Μια χαλαρή οπή επιτρέπει στο ρουλεμάν να περιστρέφεται στη θέση του. Μια σφιχτή οπή συνθλίβει τον δακτύλιο του ρουλεμάν. Σε κάθε περίπτωση, η άρθρωση σπάει.
Διαδικασίες κατασκευής για έδρες ρουλεμάν
Ακριβής διάτρηση και γλυφανισμός
Η ακριβής διάτρηση κόβει την οπή σε ένα μικρό μέγεθος. Ένα εργαλείο μονής αιχμής περιστρέφεται μέσα στην οπή και ξύνει το υλικό. Ο χειριστής μπορεί να ρυθμίσει την κοπή σε μικρά βήματα. Αυτός ο έλεγχος καθιστά την διάτρηση ιδανική για εργασίες στενής ανοχής. Η διάτρηση πραγματοποιείται μετά τη διάτρηση, όταν η οπή χρειάζεται ένα πιο λείο φινίρισμα. Ένας διατρητής πολλαπλών ακμών αφαιρεί ένα λεπτό στρώμα υλικού και αφήνει μια καθαρή, στρογγυλή οπή. Μαζί, αυτά τα δύο βήματα χτίζουν τη βάση για μια σωστή έδραση ρουλεμάν.
Τρίψιμο και λείανση
Η λείανση αναλαμβάνει δράση όταν η οπή χρειάζεται ένα ακόμη πιο λεπτό φινίρισμα. Ένας λειαντικός τροχός περιστρέφεται στην επιφάνεια της οπής και αφαιρεί μικρές ποσότητες υλικού. Το αποτέλεσμα είναι μια πολύ λεία επιφάνεια με αυστηρό έλεγχο διαστάσεων. Η λείανση προχωρά ένα βήμα παραπέρα. Ένα εργαλείο λείανσης χρησιμοποιεί λειαντικές πέτρες για να γυαλίσει την οπή και να διορθώσει μικρά σφάλματα σχήματος. Αυτή η διαδικασία βελτιώνει την στρογγυλότητα και την ευθεία. Για ένα περίβλημα εξωσκελετού που βλέπει συνεχή κίνηση, αυτά τα βήματα έχουν σημασία. Μειώνουν την τριβή και αυξάνουν τη διάρκεια ζωής του ρουλεμάν.
Απαιτήσεις ακριβείας για έδρες ρουλεμάν
Διάμετρος οπής και στρογγυλότητα
Η ανοχή στη διάμετρο της οπής καθορίζει τον τρόπο εφαρμογής του ρουλεμάν. Πολύ μεγάλο διάκενο και το ρουλεμάν τρίζει. Πολύ μικρό και μπλοκάρει. Η στρογγυλότητα εμποδίζει την παραμόρφωση του δακτυλίου του ρουλεμάν υπό φορτίο. Μια εκτός κυκλικής διαμέτρου οπή συμπιέζει το ρουλεμάν σε ορισμένα σημεία. Αυτή η ανομοιόμορφη πίεση προκαλεί πρόωρη αστοχία. Η ακρίβεια που απαιτείται εδώ είναι από τις πιο σφιχτές σε ολόκληρο το περίβλημα.
Ομοαξονικότητα και Κάθετοτητα
Η ομοαξονικότητα διασφαλίζει ότι δύο ή περισσότερες οπές μοιράζονται την ίδια κεντρική γραμμή. Σε μια σύνδεση με ρουλεμάν και στις δύο πλευρές, η κακή ευθυγράμμιση αναγκάζει τον άξονα να λυγίσει. Αυτή η κάμψη φορτίζει τα ρουλεμάν ανομοιόμορφα. Η κάθετοτητα διατηρεί την οπή σε τετράγωνη θέση ως προς την επιφάνεια στήριξης. Εάν η οπή γέρνει, το ρουλεμάν φέρει ένα αξονικό φορτίο για το οποίο δεν έχει σχεδιαστεί. Και οι δύο ενδείξεις προστατεύουν το ρουλεμάν και τον άξονα. Διατηρούν επίσης την σύνδεση σε σταθερή λειτουργία για χιλιάδες κύκλους.
Υλικά για έδρες ρουλεμάν
Η επιλογή υλικού για τις έδρες των ρουλεμάν εξαρτάται από το φορτίο, την ταχύτητα και τη λίπανση. Δείτε πώς συγκρίνονται οι συνηθισμένες επιλογές:
| Υλικα | Χαρακτηριστικά | Μέγιστη θερμοκρασία σέρβις |
| Παρθένο PTFE | Υψηλή χημική αντοχή και λειτουργική απόδοση | 200 ℃ |
| HYPATITE® PTFE | Χαμηλότερη διαπερατότητα μονομερών και υψηλότερη αντοχή στη συμπίεση και την έρπουσα κίνηση από άλλα υλικά PTFE | 260 ℃ / 270 ℃ |
| PTFE γεμάτο με άνθρακα | Εξαιρετική αντοχή στη θερμότητα και την τριβή | 260 ℃ / 270 ℃ |
| ΦΙΛΤΙΤ® | Υψηλότερη αντοχή στη θερμότητα μεταξύ των υλικών με βάση το PTFE | 300 ℃ |
| γραφίτης | Εξαιρετικό για λειτουργία σε υψηλές θερμοκρασίες | 500 ℃ |
| Μέταλλο | Εξαιρετικό για υψηλές θερμοκρασίες και λειαντικές εργασίες | 500 ℃ / 525 ℃ |
| PEEK | Υψηλότερη αντοχή στη θερμότητα και μηχανική αντοχή | 270 ℃ |
| PTFE γεμάτο με ίνες γυαλιού με MoS2 | Υψηλότερη αντοχή στην τριβή και αποδοτικότητα λειτουργίας | 230 ℃ |
| Νάιλον με MoS2 | Υψηλότερη μηχανική αντοχή | 140 ℃ |
Ένθετα από σκληρυμένο χάλυβα
Τα ένθετα από σκληρυμένο χάλυβα αντέχουν τα βαρύτερα φορτία. Αντέχουν στη φθορά και διατηρούν το σχήμα τους υπό πίεση. Όταν κατασκευάζετε μια έδρα ρουλεμάν από σκληρυμένο χάλυβα, η οπή παραμένει σταθερή ακόμα και μετά από εκατομμύρια κύκλους. Αυτά τα ένθετα πιέζονται στο περίβλημα ή βιδώνονται στη θέση τους. Το υλικό του περιβλήματος μπορεί έτσι να είναι ελαφρύτερο και φθηνότερο. Αυτός ο σχεδιασμός με διαιρούμενα μέρη εξοικονομεί βάρος χωρίς να θυσιάζει την αντοχή.
Κράματα χαλκού και ορείχαλκου
Τα κράματα χαλκού και ορείχαλκου προσφέρουν καλή συμπεριφορά στα ρουλεμάν. Λειτουργούν καλά για την επαφή με κίνηση. Οι δακτύλιοι, τα χιτώνια, οι πλάκες φθοράς και τα συρόμενα μέρη συχνά βασίζονται σε αυτές τις ποιότητες. Ο χαλκός C93200 είναι μια συνηθισμένη επιλογή για αυτό το είδος εργασίας. Έχει καλή συμπεριφορά στα ρουλεμάν και χειρίζεται καλά την επαφή με κίνηση. Αυτά τα κράματα αντιστέκονται επίσης στη διάβρωση καλύτερα από τον χάλυβα σε ορισμένα περιβάλλοντα. Κοστίζουν λιγότερο από τον σκληρυμένο χάλυβα και κατεργάζονται εύκολα.
Μηχανικά Πλαστικά PEEK και PTFE
Το PEEK και οι γεμισμένες ενώσεις του, ειδικά εκείνες που περιέχουν PTFE, ανθρακονήματα ή χάλκινα πληρωτικά, έχουν χαμηλή τριβή και καλή αντοχή στη φθορά. Δεν χρειάζονται τη λίπανση που απαιτεί η επαφή μετάλλου με μέταλλο. Αυτό καθιστά το PEEK μια κοινή αντικατάσταση για τον μπρούντζο, τον ορείχαλκο και τον σκληρυμένο χάλυβα σε δακτυλίους, ρουλεμάν, γρανάζια και πλάκες φθοράς. Λειτουργεί καλά όπου η λίπανση είναι μη πρακτική, απαγορεύεται ή ενέχει κινδύνους μόλυνσης. Οι ενώσεις PEEK ποιότητας ρουλεμάν γεμισμένες με PTFE και γραφίτη ή ανθρακονήματα λειτουργούν στεγνές σε μεταλλικούς άξονες. Η απόδοση τριβής και φθοράς τους είναι συγκρίσιμη με τους χάλκινους δακτυλίους. Αποφεύγουν επίσης τα προβλήματα διάβρωσης και κατακράτησης λιπαντικού του μπρούντζου σε περιβάλλοντα έκπλυσης ή έκθεσης σε χημικές ουσίες. Για ένα περίβλημα σύνδεσης εξωσκελετού που χρησιμοποιείται σε καθαρούς χώρους ή ιατρικά περιβάλλοντα, αυτό έχει μεγάλη σημασία. Οι μηχανικές ιδιότητες του PEEK αντέχουν καλά σε επαναλαμβανόμενη κίνηση. Το PTFE προσφέρει ακόμη χαμηλότερη τριβή αλλά λιγότερη αντοχή. Οι μηχανικοί συχνά συνδυάζουν τα δύο για να εξισορροπήσουν την απόδοση.
Από πρακτική άποψη, η έδρα του ρουλεμάν καθορίζει τον χαρακτήρα της άρθρωσης. Μια καλοφτιαγμένη έδρα με το σωστό υλικό διατηρεί την ομαλή λειτουργία του περιβλήματος της εξωσκελετικής άρθρωσης για χρόνια. Μια κακή έδραση αποτυγχάνει νωρίς και παρασύρει μαζί της και το ρουλεμάν. Το εσωτερικό ρουλεμάν εξαρτάται από αυτήν την έδρα για ευθυγράμμιση και στήριξη. Αν κάνετε σωστά την οπή, τα ρουλεμάν θα κάνουν τη δουλειά τους. Αν κάνετε λάθος, καμία ακρίβεια αλλού δεν θα σώσει την άρθρωση. Η ίδια λογική ισχύει για κάθε ρουλεμάν στο συγκρότημα. Κάθε έδρα χρειάζεται μια έδρα που να ταιριάζει με την ανοχή και το προφίλ φορτίου του. Γι' αυτό η εργασία με την έδρα του ρουλεμάν αξίζει τόση προσοχή όσο και το κύριο κέλυφος.
Βάσεις ενεργοποιητή και κινητήρα σε περίβλημα εξωσκελετού
Οι αρθρώσεις εξωσκελετού κάτω άκρων προσαρμόζονται σε διαφορετικούς τύπους κινητήρων μέσα στο περίβλημα της άρθρωσης του εξωσκελετού. Οι κινητήρες BLDC χωρίς πλαίσιο εμφανίζονται σε αρθρώσεις αγκώνα, γόνατος και καρπού. Οι μηχανικοί χρησιμοποιούν επίσης κινητήρες με μειωτήρες ταχυτήτων, κινητήρες με καλώδια Bowden, πνευματικούς ενεργοποιητές και ενεργοποιητές σειράς ελαστικών. Οι κινητήρες πλανητικών γραναζιών υψηλής ροπής, οι ημι-άμεσες κινήσεις και οι κινήσεις υψηλής αναλογίας με αρμονικά γρανάζια συμπληρώνουν τη λίστα. Κάθε τύπος ενεργοποιητή χρειάζεται μια βάση που ευθυγραμμίζει τον ρότορα ακριβώς με το σύστημα μετάδοσης κίνησης. Μια βάση που δεν είναι ευθυγραμμισμένη σπαταλά ενέργεια και φθείρει γρήγορα τα εξαρτήματα.
Διαδικασίες κατασκευής για βάσεις ενεργοποιητή
Φρέζα και διάτρηση CNC
Η κατεργασία CNC αναλαμβάνει τις πλάκες ενεργοποιητή. Τέσσερις ξεχωριστές πλάκες κατεργάζονται στο CNC. Ο χαλύβδινος σύνδεσμος κινητήρα-κιβωτίου ταχυτήτων περιστρέφεται και φέρεται προς τα εμπρός στον τόρνο, στη συνέχεια τρυπιέται και διατράται αντίθετα στη φρέζα. Ο άξονας του κωδικοποιητή ακολουθεί τα ίδια βήματα — περιστρέφεται προς τα κάτω στον τόρνο, τρυπιέται στη φρέζα. Οι σύνδεσμοι ενεργοποιητή-ποδιού-συνδέσμου είναι κατασκευασμένοι από αλουμίνιο, περιστρέφονται στον τόρνο και τρυπώνται στη φρέζα. Αυτές οι λειτουργίες ελέγχουν τον τρόπο με τον οποίο οι οπές των μπουλονιών ευθυγραμμίζονται με το κέντρο της οπής.
Κατασκευή και συγκόλληση λαμαρίνας
Η λαμαρίνα μειώνει το κόστος για τα κομμάτια πλαισίου που δεν φέρουν βαριά φορτία. Τα περισσότερα κομμάτια είναι από λεπτά φύλλα αλουμινίου. Η εργασία καταλήγει στην κοπή ή τη διάτρηση της λαμαρίνας. Για το κρίσιμο μέρος του άξονα του κωδικοποιητή, ένας τόρνος λειτουργεί καλύτερα. Η τρισδιάστατη εκτύπωση υψηλής ανάλυσης λειτουργεί επίσης για πρωτότυπα. Η συγκόλληση ενώνει τα κομμάτια σε ένα υποπλαίσιο που βιδώνεται στο περίβλημα.
Απαιτήσεις ακριβείας για βάσεις ενεργοποιητή
Ανοχή θέσης οπών
Οι βάσεις στήριξης κινητήρα χρειάζονται ελεγχόμενη θέση οπών στο μοτίβο των μπουλονιών. Οι ανοχές πραγματικής θέσης εμποδίζουν τα μπουλόνια να τραβήξουν τον κινητήρα εκτός κέντρου. Ένας έλεγχος CMM ή πείρου διασφαλίζει ότι οι οπές ευθυγραμμίζονται. Η επιτυχία της συναρμολόγησης εξαρτάται από το GD&T που εφαρμόζεται σε αυτά τα χαρακτηριστικά. Να σημειώνετε πάντα την επιπεδότητα, την κάθετοτητα και την πραγματική θέση στα σχέδια της βάσης στήριξης του ενεργοποιητή. Χωρίς αυτές τις υποδείξεις, η βάση προκαλεί κραδασμούς από την πρώτη κιόλας ημέρα.
Επιπεδότητα και Γωνιακή Ευθυγράμμιση
Η επιπεδότητα της επιφάνειας στήριξης εμποδίζει τον κινητήρα να γείρει. Η οπή του οδηγού και το μοτίβο του μπουλονιού ελέγχονται σε σχέση με την ίδια επιφάνεια αναφοράς. Αυτός ο έλεγχος εντοπίζει την κλίση πριν βιδωθεί ο κινητήρας.
Η θέση της οπής από μόνη της δεν υπόσχεται γωνιακή ευθυγράμμιση. Ένα μικρό σφάλμα καθετότητας στη βάση της βάσης μετατρέπεται σε μεγαλύτερη μετατόπιση στο ύψος εργασίας του κινητήρα. Οι ανοχές καθετότητας και πραγματικής θέσης που συνδέονται με λειτουργικά σημεία αναφοράς ελέγχουν στενά αυτήν την ευθυγράμμιση. Οι πείροι ή οι μηχανικά κατεργασμένοι οδηγοί παρέχουν την απαιτούμενη υψηλή ακρίβεια. Οι οπές διάκενου δεν μπορούν να χειριστούν δυναμικά φορτία από έναν κινητήρα σε λειτουργία.
Υλικά για βάσεις ενεργοποιητή
Η επιλογή υλικών εξαρτάται από το φορτίο, το βάρος και το περιβάλλον.
Ανοξείδωτο ατσάλι
Ο ανοξείδωτος χάλυβας προσφέρει αντοχή στη διάβρωση και αντοχή. Αντέχει υψηλότερα φορτία από ισχυρούς ενεργοποιητές. Το μειονέκτημα είναι το βάρος. Για μια σύνδεση κάτω άκρου όπου η ανθεκτικότητα υπερτερεί του βάρους, ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι ιδανικός.
Κράματα αλουμινίου
Τα κράματα αλουμινίου εξισορροπούν την αντοχή και το βάρος. Κατασκευάζονται γρήγορα και κοστίζουν λιγότερο από τα ανοξείδωτα. Για βάσεις που φέρουν μέτρια φορτία, το αλουμίνιο είναι το πρότυπο. Τα ίδια κράματα που χρησιμοποιούνται στο κύριο κέλυφος - 6061 και 7075 - λειτουργούν και εδώ. Οι ιδιότητές τους ταιριάζουν στο εύρος φορτίου.
Νάιλον γεμάτο γυαλί
Το νάιλον με γέμιση γυαλιού προσφέρει καλές μηχανικές ιδιότητες σε μικρότερο βάρος από το μέταλλο. Αντέχει σε μέτρια φορτία και αντιστέκεται στην ολίσθηση υπό επαναλαμβανόμενες καταπονήσεις. Το υλικό είναι ιδανικό για ελαφρύτερες αρθρώσεις όπου κάθε γραμμάριο μετράει. Η χύτευση με έγχυση κάνει την παραγωγή γρήγορη.
Η ακρίβεια συγκρατεί ολόκληρη τη βάση. Ένας κινητήρας εκτός κέντρου δονείται, φθείρει τα ρουλεμάν και καταναλώνει ενέργεια. Η βάση αντιμετωπίζει τις ίδιες απαιτήσεις με το κύριο κέλυφος: διατήρηση της θέσης, αντοχή στα φορτία, αντοχή σε χιλιάδες κύκλους. Ορισμένα προηγμένα σχέδια προσθέτουν πλάκες που συνδέονται με το σύστημα μετάδοσης κίνησης, καθιστώντας την ευθυγράμμιση της βάσης ακόμη πιο κρίσιμη. Η βάση πρέπει να διατηρεί τους άξονες του κινητήρα και του συστήματος μετάδοσης κίνησης ευθυγραμμισμένους. Οι μηχανικοί εκτελούν ανάλυση FEM στο σχεδιασμό της βάσης για να ελέγξουν τις διαδρομές τάσης και να επιβεβαιώσουν την ακαμψία. Η αντοχή της βάσης εξαρτάται από το υλικό, τη γεωμετρία και τον τρόπο με τον οποίο οι συγκολλήσεις ή τα συνδετικά στοιχεία συνδέονται με το υπόλοιπο συγκρότημα. Αυτή η ικανότητα καθορίζει εάν η βάση αντέχει σε συνθήκες αιχμής και χιλιάδες κύκλους.
Βάσεις αισθητήρων σε περίβλημα εξωσκελετικής άρθρωσης
Οι βάσεις αισθητήρων και οι βάσεις κωδικοποιητή μέσα σε ένα περίβλημα εξωσκελετού χρειάζονται υψηλή επαναληψιμότητα και θερμική σταθερότητα. Γιατί; Η ανοχή τοποθέτησης καθορίζει πόση από την καθορισμένη ανάλυση ενός κωδικοποιητή παραμένει χρησιμοποιήσιμη μετά την εγκατάσταση. Εάν η τοποθέτηση δεν είναι επαναλήψιμη, τα κομμάτια χαμηλότερης ανάλυσης μπορεί να γίνουν ασταθή. Στη συνέχεια, οι μηχανικοί το διορθώνουν αυτό με στεγανοποίηση, μικρο-ευθυγράμμιση, επαναβαθμονόμηση ή φιλτράρισμα. Η θερμική σταθερότητα έχει εξίσου μεγάλη σημασία. Διαφορετικά υλικά διαστέλλονται με διαφορετικούς ρυθμούς, επομένως ο στόχος ανίχνευσης, ο στάτορας, το περίβλημα ή ο άξονας μπορούν να μετατοπιστούν το ένα σε σχέση με το άλλο. Ακόμα και η μικροσκοπική κίνηση βλάπτει την ποιότητα του σήματος. Αυτό το πρόβλημα είναι χειρότερο σε σχέδια κωδικοποιητών με κοίλο άξονα, χαμηλού προφίλ ή χωρίς πλαίσιο, όπου η σχέση ρότορα-στάτορα εξαρτάται από τη μηχανική στοίβα. Ένα σύστημα ευθυγραμμισμένο σε θερμοκρασία δωματίου μπορεί να χάσει τη σωστή γεωμετρία του σήματος μετά από θερμική διαστολή, αλλαγές προφόρτισης ρουλεμάν ή δομική παραμόρφωση.
Διαδικασίες κατασκευής για στηρίγματα αισθητήρων
CNC κατεργασία για μικρά χαρακτηριστικά
Η κατεργασία CNC χειρίζεται τα μικροσκοπικά χαρακτηριστικά που χρειάζονται οι βάσεις αισθητήρων. Οι μικρές τσέπες, οι σχισμές και οι οπές στερέωσης απαιτούν αιχμηρά εργαλεία και ελαφριές κοπές. Ένας μηχανικός μπορεί να κρατήσει σφιχτή θέση σε αυτά τα χαρακτηριστικά χωρίς ειδικά εργαλεία. Για μικρούς και μεσαίους όγκους, αυτή η διαδρομή προσφέρει την καλύτερη ακρίβεια. Το αλουμίνιο χωρίς τάσεις είναι ένα συνηθισμένο αρχικό υλικό επειδή παραμένει σταθερό μετά την κατεργασία.
Χύτευση με έγχυση για μεγάλο όγκο
Η χύτευση με έγχυση αναλαμβάνει την ευθύνη όταν η παραγωγή κλιμακώνεται. Ένα χαλύβδινο καλούπι σχηματίζει τη βάση με μία μόνο κίνηση και οι χρόνοι κύκλου μειώνονται σε δευτερόλεπτα. Το συμβιβασμό είναι το αρχικό κόστος εργαλείων. Η εκτύπωση λειτουργεί επίσης για πρωτότυπα, επιτρέποντας στους μηχανικούς να δοκιμάσουν την εφαρμογή πριν δεσμευτούν σε ένα καλούπι. Για παραγωγές μεγάλου όγκου, η χύτευση κερδίζει σε κόστος ανά τεμάχιο.
Απαιτήσεις ακριβείας για βάσεις αισθητήρων
Η τοποθέτηση των οπών στερέωσης πρέπει να είναι σφιχτή για να διασφαλίζεται η επαναληψιμότητα. Ο προσανατολισμός του αισθητήρα και η επιπεδότητα της επιφάνειας πρέπει να ελέγχονται εντός στενών ανοχών για να διατηρείται η ποιότητα του σήματος. Η επαναληψιμότητα των διαστάσεων διασφαλίζει ότι η τοποθέτηση παραμένει σταθερή μετά την αφαίρεση και την επανεγκατάσταση. Η θερμική σταθερότητα διατηρεί τον αισθητήρα ευθυγραμμισμένο καθώς η σύνδεση θερμαίνεται. Μια βάση που μεγαλώνει ή στρίβει με τη θερμοκρασία διαταράσσει την ένδειξη. Η επιλογή υλικού και η γεωμετρία παίζουν ρόλο εδώ.
Υλικά για βάσεις αισθητήρων
Η επιλογή υλικού εξισορροπεί το βάρος, την αντοχή και το κόστος. Οι συνήθεις επιλογές περιλαμβάνουν αλουμίνιο με μειωμένη τάση για ακρίβεια και σταθερότητα, καθώς και άλλα μέταλλα και πολυμερή για εφαρμογές βελτιστοποιημένου βάρους. Υλικά χύτευσης υπό πίεση, όπως κράματα αλουμινίου και μαγνησίου, χρησιμοποιούνται για ελαφριά μεταλλικά μέρη. Τα υλικά χύτευσης με έγχυση περιλαμβάνουν τα πλαστικά μηχανικής.
Κράματα αλουμινίου και μαγνησίου
Τα κράματα αλουμινίου και μαγνησίου προσφέρουν καλές μηχανικές ιδιότητες με χαμηλό βάρος. Το μαγνήσιο είναι ελαφρύτερο, αλλά διαβρώνεται πιο εύκολα. Το αλουμίνιο προσφέρει καλύτερη ισορροπία για τις περισσότερες βάσεις στήριξης.
ABS και πολυανθρακικό
Το ABS και το πολυανθρακικό είναι κατάλληλα για χυτευμένες βάσεις. Το ABS προσφέρει καλή αντοχή σε κρούσεις με χαμηλό κόστος. Το πολυανθρακικό προσθέτει αντοχή και διαύγεια. Και τα δύο είναι κατάλληλα για μέτρια φορτία.
PEEK για υψηλές θερμοκρασίες
Το PEEK αντέχει σε υψηλές θερμοκρασίες όπου άλλα πλαστικά φθείρονται. Διατηρεί την αντοχή και την ακαμψία του όταν η σύνδεση θερμαίνεται. Το κόστος είναι υψηλότερο, επομένως ταιριάζει σε απαιτητικές εφαρμογές.
Σφράγιση και συγκράτηση σε περίβλημα εξωσκελετού
Οι τσιμούχες και τα συγκρατητήρια λειτουργούν όπως το ανοσοποιητικό σύστημα ενός εξωσκελετικού περιβλήματος άρθρωσης. Εμποδίζουν την εισχώρηση σκόνης, νερού και βρωμιάς στο εσωτερικό. Χωρίς αυτά, τα ρουλεμάν σκουριάζουν, οι αισθητήρες χάνουν την ακρίβεια και οι ενεργοποιητές παρουσιάζουν πρόωρη βλάβη. Μια καλή στεγανοποίηση διατηρεί επίσης το λιπαντικό στη θέση του. Τα εξαρτήματα συγκράτησης διατηρούν τα πάντα ενωμένα. Αποτρέπουν τις τσιμούχες από το να πεταχτούν έξω και τα ρουλεμάν από το να μετακινηθούν από τη θέση τους.
Διαδικασίες κατασκευής για στεγανοποιήσεις και συγκρατητήρες
Οι στεγανοποιήσεις και τα συγκρατητήρια παράγονται μέσω διαδικασιών χύτευσης ή κατεργασίας, ανάλογα με το υλικό και τον όγκο. Η χύτευση με συμπίεση είναι συνηθισμένη για τις ελαστομερείς στεγανοποιήσεις, ενώ η τόρνευση με CNC χρησιμοποιείται για τους δακτυλίους συγκράτησης.
Συμπιεστική χύτευση για ελαστομερείς σφραγίδες
Η χύτευση με συμπίεση διαμορφώνει τις ελαστικές σφραγίδες χρησιμοποιώντας θερμότητα και πίεση. Ένα κομμάτι καουτσούκ τοποθετείται σε ένα θερμαινόμενο καλούπι. Το καλούπι κλείνει και το καουτσούκ απλώνεται για να γεμίσει το σχήμα. Μετά τη σκλήρυνση, η σφράγιση έχει το σωστό σχήμα. Αυτή η διαδικασία λειτουργεί για δακτυλίους Ο, φλάντζες και προσαρμοσμένες σφραγίδες χείλους. Χειρίζεται καλά μεγάλους όγκους και διατηρεί το κόστος των εργαλείων σε λογικά επίπεδα.
CNC τόρνευση για δακτυλίους συγκράτησης
Η τόρνευση με CNC κατασκευάζει δακτυλίους συγκράτησης από μέταλλο ή πλαστικό υλικό. Ένας τόρνος κόβει το σχήμα του δακτυλίου, τις αυλακώσεις και τις άκρες σε ένα βήμα. Για τους δακτυλίους ασφάλισης και τους σπειροειδείς δακτυλίους, η τόρνευση δημιουργεί το βασικό σχήμα. Επιπλέον βήματα κόβουν το κενό ή την εγκοπή. Η τόρνευση παρέχει αυστηρό έλεγχο του πάχους και της διαμέτρου του δακτυλίου. Αυτός ο έλεγχος είναι σημαντικός όταν ο δακτύλιος ασφαλίζει σε μια αυλάκωση με τη σωστή δύναμη.
Απαιτήσεις ακριβείας για στεγανοποιήσεις και συγκρατητήρες
Διαστάσεις αυλακώσεων και φινίρισμα επιφάνειας
Οι διαστάσεις της αυλάκωσης καθορίζουν πόσο καλά λειτουργεί μια στεγανοποίηση. Μια αυλάκωση που είναι πολύ βαθιά επιτρέπει στην στεγανοποίηση να κινείται. Μια αυλάκωση που είναι πολύ ρηχή πιέζει την στεγανοποίηση πολύ δυνατά. Και τα δύο προβλήματα προκαλούν διαρροές. Το φινίρισμα της επιφάνειας στο εσωτερικό της αυλάκωσης έχει επίσης σημασία. Μια τραχιά αυλάκωση καταστρέφει το χείλος της στεγανοποίησης κατά την εγκατάσταση. Μια λεία αυλάκωση επιτρέπει στην στεγανοποίηση να γλιστρήσει στη θέση της χωρίς να υποστεί ζημιά. Η ίδια λογική ισχύει και για τις αυλακώσεις του δακτυλίου συγκράτησης. Μια τραχιά αυλάκωση μπορεί να προκαλέσει τάση που θα ραγίσει τον δακτύλιο.
Ανοχές προσαρμογής παρεμβολών
Οι παρεμβολές συγκρατούν τα συγκρατητήρια και τις τσιμούχες στη θέση τους χωρίς βίδες ή μπουλόνια. Το εξωτερικό μέρος είναι ελαφρώς μεγαλύτερο από το εσωτερικό μέρος. Το πάτημα τους μεταξύ τους δημιουργεί μια λαβή. Η υπερβολική παρεμβολή προκαλεί ρωγμές στο περίβλημα. Η ελάχιστη παρεμβολή αφήνει το εξάρτημα να πέσει έξω. Οι μηχανικοί υπολογίζουν τη σωστή ποσότητα με βάση τα υλικά και το φορτίο. Για ένα περίβλημα εξωσκελετικής άρθρωσης, οι κραδασμοί καθιστούν αυτήν την εφαρμογή ακόμη πιο σημαντική. Ένα χαλαρό συγκρατητήριο μπορεί να κροταλίσει κατά το περπάτημα.
Υλικά για στεγανοποιήσεις και συγκρατητήρες
Η επιλογή υλικού εξισορροπεί την ευκαμψία, την χημική αντοχή και την αντοχή. Τα συνηθισμένα υλικά για τις στεγανοποιήσεις περιλαμβάνουν τα ελαστομερή. Τα συγκρατητήρες συχνά χρησιμοποιούν μέταλλα ή πλαστικά.
Νιτριλικό καουτσούκ και βιτόν
Το καουτσούκ νιτριλίου λειτουργεί καλά με λάδι και γράσο. Κοστίζει λιγότερο από το Viton. Το Viton μπορεί να αντέξει υψηλότερη θερμότητα και ισχυρότερα χημικά. Για μια ένωση που εκτίθεται σε καθαριστικά ή σε πολύ ζεστές συνθήκες, το Viton είναι ασφαλέστερο. Το συμβιβασμό είναι η τιμή.
Δακτύλιοι συγκράτησης από ανοξείδωτο χάλυβα
Οι δακτύλιοι από ανοξείδωτο χάλυβα έχουν υψηλή αντοχή και είναι ανθεκτικοί στη διάβρωση. Αντέχουν στους κραδασμούς και στην επαναλαμβανόμενη συναρμολόγηση. Το υλικό διατηρεί το σχήμα του καλύτερα από τους πλαστικούς δακτυλίους. Για βαριά φορτία, ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι η τυπική επιλογή.
PTFE και UHMWPE
Το PTFE έχει χαμηλή τριβή και είναι ανθεκτικό στις χημικές ουσίες. Το UHMWPE έχει υψηλή αντοχή στη φθορά. Και τα δύο λειτουργούν καλά ως εφεδρικοί δακτύλιοι ή εξαρτήματα φθοράς. Προστατεύουν την κύρια στεγανοποίηση από το να σπρώχνεται έξω ή να καταστρέφεται. Σε ένα περίβλημα εξωσκελετού σύνδεσης, αυτά τα υλικά κάνουν την σύνδεση να διαρκεί περισσότερο. Οι μηχανικοί συχνά εκτελούν ανάλυση FEM για να ελέγξουν πώς συμπεριφέρονται οι στεγανοποιήσεις και οι συγκρατητήρες υπό φορτίο. Η αντοχή του συστήματος συγκράτησης εξαρτάται από το υλικό, το σχήμα και την εφαρμογή. Ένα αδύναμο συγκρατητήρα αποτυγχάνει πριν από τη στεγανοποίηση. Αυτή η αστοχία επιτρέπει την είσοδο βρωμιάς και καταστρέφει και τα ρουλεμάν. Το ίδιο ισχύει για κάθε ρουλεμάν στο συγκρότημα. Κάθε ένα χρειάζεται μια στεγανοποίηση και ένα συγκρατητήρα που να ταιριάζουν με την ανοχή και το προφίλ φορτίου του. Στην πράξη, η στεγανοποίηση και η συγκράτηση αξίζουν τόση προσοχή όσο και το κύριο κέλυφος. Μια φθηνή στεγανοποίηση μπορεί να καταστρέψει μια ακριβή σύνδεση.
Μηχανική κατεργασία για περίβλημα σύνδεσης εξωσκελετού
Υπάρχουν πολλοί τρόποι για να κατασκευάσετε ένα περίβλημα εξωσκελετού. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε κανονική κατεργασία CNC και χύτευση με έγχυση. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε προσθετική κατασκευή. Κάθε μέθοδος σας προσφέρει διαφορετικά επίπεδα ακρίβειας και επιλογές σχήματος. Η καλύτερη επιλογή εξαρτάται από το πόσα χρειάζεστε, τον προϋπολογισμό σας και την απόδοση που θέλετε. Εταιρείες όπως η NOBLE, μια κορυφαία εταιρεία κατασκευής στην Κίνα, προσφέρουν όλες αυτές τις επιλογές σε ένα μέρος. Οι δεξιότητές τους στην κατεργασία βοηθούν τους πελάτες να μεταβούν από ένα πρωτότυπο σε πλήρη παραγωγή χωρίς να αλλάξουν προμηθευτές.
Αφαιρετικές Διαδικασίες
Κατεργασία CNC 3 και 5 αξόνων
Η τριαξονική κατεργασία CNC δημιουργεί βασικά σχήματα. Το εργαλείο κινείται σε Χ, Υ και Ζ ενώ το εξάρτημα παραμένει ακίνητο. Λειτουργεί καλά για απλές βάσεις και επίπεδες επιφάνειες. Η πεντααξονική κατεργασία προσθέτει δύο άξονες περιστροφής. Το εργαλείο μπορεί να φτάσει σε υποκοπές και γωνιακές επιφάνειες με μία μόνο ρύθμιση. Αυτό βοηθάει πολύ για ένα περίβλημα σύνδεσης εξωσκελετού με σύνθετες καμπύλες. Λιγότερες ρυθμίσεις σημαίνουν καλύτερη ακρίβεια. Η φρεζάρισμα πέντε αξόνων είναι μια συνηθισμένη επιλογή για προσαρμοσμένα περιβλήματα συνδέσεων αλουμινίου. Τα δυναμικά σχέδια φρεζαρίσματος βοηθούν στην κατεργασία λεπτών τοιχωμάτων, εμποδίζοντας την κούνημα των λεπτών τμημάτων κατά την κοπή.
Λειτουργίες τόρνευσης και τόρνευσης
Η τόρνευση κόβει στρογγυλά χαρακτηριστικά σε έναν τόρνο. Οι έδρες των ρουλεμάν, οι οπές του άξονα και οι αυλακώσεις του δακτυλίου συγκράτησης εξαρτώνται όλα από την τόρνευση. Το εξάρτημα περιστρέφεται ενώ το εργαλείο κινείται κατά μήκος του. Οι λειτουργίες τόρνευσης συνδυάζουν την τόρνευση και το φρεζάρισμα σε μία μηχανή. Αυτό μειώνει τον χρόνο χειρισμού και ευθυγραμμίζει καλύτερα τα στρογγυλά και τα επίπεδα χαρακτηριστικά. Η ακριβής τόρνευση προσφέρει την σφιχτή στρογγυλότητα που χρειάζονται οι έδρες των ρουλεμάν.
Τεχνολογία Προσθετικής και Τρισδιάστατης Εκτύπωσης
Κατασκευή πρόσθετων μετάλλων
Η κατασκευή προσθέτων μετάλλων κατασκευάζει εξαρτήματα από μεταλλική σκόνη. Ένα λέιζερ λιώνει κάθε στρώμα και το συντήκει στο στρώμα που βρίσκεται από κάτω. Το αποτέλεσμα είναι ένα πλήρως πυκνό μεταλλικό εξάρτημα. Αυτή η τεχνολογία λειτουργεί καλά για πολύπλοκα εσωτερικά κανάλια που δεν μπορούν να κατεργαστούν. Το μειονέκτημα είναι το φινίρισμα της επιφάνειας. Οι τυπωμένες επιφάνειες χρειάζονται μετεπεξεργασία για τις έδρες των ρουλεμάν και τις αυλακώσεις στεγανοποίησης.
Κατευθυνόμενη Εναπόθεση Ενέργειας
Η κατευθυνόμενη εναπόθεση ενέργειας τροφοδοτεί μεταλλική σκόνη ή σύρμα σε μια δέσμη λέιζερ. Το υλικό λιώνει όταν αγγίζει το εξάρτημα. Η DED λειτουργεί καλύτερα για την προσθήκη χαρακτηριστικών ή την επιδιόρθωση φθαρμένων περιοχών. Είναι λιγότερο συνηθισμένη για ολόκληρα περιβλήματα, αλλά χρήσιμη για υβριδική κατασκευή. Κατεργάζεστε ένα βασικό κέλυφος και προσθέτετε τυπωμένα χαρακτηριστικά στην κορυφή.
Η μοντελοποίηση με εναπόθεση με σύντηξη παίζει επίσης ρόλο, ειδικά στα αρχικά στάδια της ανάπτυξης. Η FDM κατασκευάζει εξαρτήματα από τηγμένο νήμα σε στρώσεις. Αυτά τα τρισδιάστατα εκτυπωμένα στοιχεία λειτουργούν καλά για πρωτότυπα και εξαρτήματα χαμηλής τάσης. Η FDM παρέχει στους μηχανικούς έναν γρήγορο τρόπο ελέγχου της εφαρμογής και της μορφής. Αυτά τα φέροντα φορτία τρισδιάστατα εκτυπωμένα στοιχεία από την FDM χρησιμεύουν ως λειτουργικά δοκιμαστικά κομμάτια. Σας επιτρέπουν να ελέγχετε την απόσταση και τη συναρμολόγηση πριν κόψετε μέταλλο. Η μοντελοποίηση με εναπόθεση με σύντηξη προσφέρει έναν αξιόπιστο τρόπο για να δοκιμάσετε σχέδια χωρίς να περιμένετε τα εργαλεία.
Διαδικασίες διαμόρφωσης και χύτευσης
Επένδυση
Η χύτευση με επένδυση ξεκινά με ένα μοτίβο κεριού. Το μοτίβο επικαλύπτεται με κεραμικό. Αφού σκληρύνει το κεραμικό, το κερί λιώνει. Το μέταλλο γεμίζει τον κενό χώρο που απομένει. Αυτή η διαδικασία χειρίζεται πολύπλοκα εσωτερικά σχήματα που η μηχανική κατεργασία δεν μπορεί να φτάσει. Το φινίρισμα της επιφάνειας και η ακρίβεια εμπίπτουν μεταξύ εκτύπωσης και χύτευσης.
Injection Molding
Η χύτευση με έγχυση ωθεί το λιωμένο πλαστικό σε ένα χαλύβδινο καλούπι. Λειτουργεί γρήγορα, με χρόνους κύκλου κάτω από ένα λεπτό. Το αρχικό κόστος εργαλείων είναι υψηλό, αλλά το κόστος ανά εξάρτημα μειώνεται με τον όγκο. Για ένα περίβλημα σύνδεσης εξωσκελετού μεγάλου όγκου, η χύτευση κερδίζει. Η διαδικασία παρέχει σταθερές διαστάσεις σε χιλιάδες εξαρτήματα. Η NOBLE φέρνει όλες αυτές τις μεθόδους σε έναν μόνο προμηθευτή. Αυτό σημαίνει ότι μπορείτε να δημιουργήσετε πρωτότυπα με εκτύπωση, να επικυρώσετε με χύτευση και να κλιμακώσετε με χύτευση ή κατεργασία.
Σκέψεις σχεδιασμού για ένα περίβλημα σύνδεσης εξωσκελετού
Ένα περίβλημα εξωσκελετικής άρθρωσης πρέπει να φέρει φορτία χωρίς να λυγίζει. Πρέπει επίσης να παραμένει ελαφρύ. Κάθε επιπλέον γραμμάριο σημαίνει ότι οι κινητήρες εργάζονται πιο σκληρά. Οι μηχανικοί εξισορροπούν αυτές τις δύο απαιτήσεις σε κάθε βήμα.
Δομική Ακεραιότητα και Βελτιστοποίηση Βάρους
Βελτιστοποίηση Τοπολογίας και Ραβδώσεις
Η βελτιστοποίηση τοπολογίας εντοπίζει πού χρειάζεται περισσότερο υλικό. Το λογισμικό ξεκινά με ένα μπλοκ υλικού. Αφαιρεί οτιδήποτε δεν φέρει τάση. Αυτό που απομένει μοιάζει με μια φυσική δομή, λεπτή και αποτελεσματική. Η νευρωση προσθέτει ακαμψία σε λεπτά τοιχώματα. Οι νευρώσεις που τοποθετούνται κατά μήκος των διαδρομών φορτίου εμποδίζουν την κάμψη των τοίχων. Ένα καλό μοτίβο νευρώσεων μπορεί να αυξήσει σημαντικά την ακαμψία ενός κελύφους. Η αντοχή ολόκληρου του περιβλήματος εξαρτάται από τον τρόπο με τον οποίο οι νευρώσεις συνδέονται με τις έδρες των εδράνων και τα πέλματα στήριξης.
Επικύρωση Ανάλυσης Πεπερασμένων Στοιχείων
Η ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων ελέγχει τον σχεδιασμό πριν από την κοπή του μετάλλου. Οι μηχανικοί δημιουργούν ένα πλέγμα μικρών στοιχείων στο εξάρτημα. Εφαρμόζουν φορτία και περιορισμούς. Το λογισμικό υπολογίζει την τάση και την παραμόρφωση σε κάθε σημείο. Εντοπίζει έγκαιρα τις αδύναμες περιοχές. Για τα εξαρτήματα από ανθρακονήματα, οι μηχανικοί χρησιμοποιούν ένα ορθοτροπικό μοντέλο υλικού που λαμβάνει υπόψη διαφορετικές τιμές ακαμψίας σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Η μέθοδος πεπερασμένων στοιχείων βοηθά στη σύγκριση επιλογών. Η εκτέλεση της ίδιας ανάλυσης σε αλουμίνιο, τιτάνιο και ανθρακονήματα δείχνει ποιο υλικό χειρίζεται καλύτερα το φορτίο. Η μέθοδος πεπερασμένων στοιχείων επικυρώνει επίσης την τοποθέτηση των νευρώσεων. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης FEM καθοδηγούν την τελική επιλογή σχήματος και υλικού.
Θερμική Διαχείριση και Αντοχή στη Φθορά
Διαδρομές απαγωγής θερμότητας
Η θερμότητα προέρχεται από διάφορες πηγές μέσα στο περίβλημα. Οι ενεργοποιητές και οι κινητήρες παράγουν θερμότητα κατά τη χρήση. Τα ηλεκτρονικά στο εσωτερικό προσθέτουν περισσότερη θερμότητα. Η θερμότητα του σώματος του χρήστη επιδεινώνει την κατάσταση. Τα σημεία επαφής των αρθρώσεων θερμαίνονται από την τριβή και την καταπόνηση. Ο περιορισμένος αερισμός γύρω από τις αρθρώσεις παγιδεύει τη θερμότητα. Τα μονωτικά στρώματα στην επένδυση εμποδίζουν την απομάκρυνση της θερμότητας. Η υγρασία από τον ιδρώτα μειώνει την ψύξη και προκαλεί ερεθισμό του δέρματος. Η δυναμική λειτουργία δημιουργεί μεταβλητά θερμικά φορτία. Οι μηχανικοί σχεδιάζουν διαδρομές για τη ροή της θερμότητας. Χρησιμοποιούν πτερύγια, αγώγιμα μαξιλαράκια και κανάλια ροής αέρα για να απομακρύνουν τη θερμότητα από τα ευαίσθητα μέρη.
Επεξεργασίες Επιφανειών και Επιστρώσεις
Τα εξωτερικά κελύφη χρησιμοποιούν πλαστικό ABS, ίνες άνθρακα ή κράματα αλουμινίου. Κάθε υλικό άγει και μονώνει τη θερμότητα διαφορετικά. Τα εσωτερικά στρώματα επαφής χρησιμοποιούν αφρό μνήμης και πλέγμα. Αυτά τα υλικά προστατεύουν τον χρήστη αλλά και παγιδεύουν τη θερμότητα. Τα οργανικά πολυμερή με υφάσματα αυξάνουν τη θερμομόνωση. Αυτή η αυξημένη μόνωση αλλάζει τη θερμική απόκριση ολόκληρης της σύνδεσης. Επιστρώσεις όπως η σκληρή ανοδίωση στο αλουμίνιο προσθέτουν ένα στρώμα ανθεκτικό στη φθορά. Βελτιώνουν την αντοχή στη διάβρωση για ιατρική ή εξωτερική χρήση.
Προσβασιμότητα Συναρμολόγησης και Συντήρησης
Αρθρωτός σχεδιασμός για αντικατάσταση πεδίου
Ο αρθρωτός σχεδιασμός επιτρέπει σε έναν τεχνικό να αντικαθιστά γρήγορα ένα κατεστραμμένο κέλυφος. Οι τυπικοί σύνδεσμοι και συνδετήρες μειώνουν τον χρόνο διακοπής λειτουργίας. Η αρθρωτή σύνδεση πρέπει να ταιριάζει με την αρχική σχεδίαση σε αντοχή. Οι δοκιμές αποδεικνύουν ότι η σύνδεση αντέχει σε επαναλαμβανόμενα φορτία. Αυτή η προσέγγιση υποστηρίζει επίσης αναβαθμίσεις. Ένας νεότερος ενεργοποιητής μπορεί να χωρέσει στο ίδιο περίβλημα.
Διαχείριση στοίβας ανοχής
Οι ανοχές αθροίζονται σε όλο το συγκρότημα. Μια οπή άξονα στο υψηλό όριό της με ένα ρουλεμάν στο χαμηλό όριό της δημιουργεί χαλαρή εφαρμογή. Αυτή η χαλαρή εφαρμογή προκαλεί κραδασμούς και θόρυβο. Η ανάλυση ανοχής στοίβαξης προβλέπει το χειρότερο κενό. Οι μηχανικοί προσαρμόζουν τις μεμονωμένες ανοχές για να διατηρήσουν την τελική συναρμολόγηση στις προδιαγραφές. Η ακρίβεια της τελικής σύνδεσης εξαρτάται από τη διαχείριση αυτών των στοιβών. Η αντοχή των βιδωτών συνδέσεων βασίζεται στη σωστή προφόρτιση. Ένα χαλαρό μπουλόνι μειώνει την αντοχή της σύνδεσης. Ένα σφιχτό μπουλόνι αφαιρεί τα σπειρώματα. Η καλή διαχείριση του στοίβαξης διατηρεί κάθε συνδετήρα σωστή λειτουργία.
Συνήθως χρησιμοποιούμενα υλικά για στέγαση αρθρώσεων εξωσκελετού
Τα υλικά σε ένα περίβλημα εξωσκελετικού συνδέσμου καλύπτουν ένα ευρύ φάσμα. Συνήθεις επιλογές περιλαμβάνουν κράματα αλουμινίου και χάλυβα για την υψηλή αναλογία αντοχής προς βάρος και την αντοχή τους στην κόπωση. Εμφανίζονται επίσης πολυμερή όπως το ABS, κυρίως για τρισδιάστατα εκτυπωμένα πρωτότυπα. Κάθε υλικό προσφέρει διαφορετικούς συμβιβασμούς.
Μέταλλα
Αλουμίνιο 6061-T6 και 7075-T6
Τα αλουμίνια 6061-T6 και 7075-T6 είναι δύο από τα πιο συνηθισμένα κράματα για περιβλήματα αρμών. Κατεργάζονται καλά και προσφέρουν καλή αντοχή. Αλλά διαφέρουν σε βασικά σημεία. Ακολουθεί μια σύγκριση:
| Ιδιοκτησία | 6061‑T6 | 7075‑T6 / 7075‑T651 |
| Αντοχή σε εφελκυσμό | 276 MPa | 503 MPa |
| Δύναμη κόπωσης | 96 MPa | 160 MPa |
| Μέτρο ελαστικότητας | 71.0 GPa | 71.7 GPa |
| Αντίσταση στη διάβρωση | Αυτοπαθητικοποιούμενη μεμβράνη οξειδίου Al₂O₃ (σταθερή) | Περιέχει 1.2–2.0% χαλκό· απαιτεί επικάλυψη |
| Απαίτηση επίστρωσης | Κανένα για σκληρά περιβάλλοντα | Πρέπει να είναι παθητικοποιημένο ή επικαλυμμένο |
Η αλλαγή από 6061 σε 7075 μειώνει την εγκάρσια διατομή κατά περίπου 45% για το ίδιο φορτίο εφελκυσμού. Η ακαμψία παραμένει σχεδόν η ίδια. Εάν ο σχεδιασμός ελέγχεται από την κάμψη, το 7075 δεν προσφέρει κανένα όφελος. Για χρήση υψηλού κύκλου, το 7075 ή οι ίνες άνθρακα είναι η καλύτερη επιλογή. Οι προηγμένες θερμοσκληρυνόμενες ή ανοδιωμένες πολυστρωματικές επιστρώσεις σφραγίζουν τους μικροπορώδεις πόρους στο 7075-T6. Αυτές οι επιστρώσεις εμποδίζουν τη ρωγμάτωση λόγω διάβρωσης λόγω καταπόνησης που προκαλείται από την υγρασία υπό κυκλική φόρτιση υψηλής συχνότητας πέραν των 10 εκατομμυρίων κύκλων βάδισης. Οι σφραγισμένες σκληρά ανοδιωμένες επιφάνειες αντέχουν επίσης σε πάνω από 2,000 ώρες δοκιμών ψεκασμού με αλάτι χωρίς να δημιουργούν κοιλότητες.
Τιτάνιο Ti-6Al-4V
Το τιτάνιο Ti‑6Al‑4V είναι ισχυρότερο από τα κράματα αλουμινίου και ελαφρύτερο από τον χάλυβα. Αντέχει καλά τη θερμότητα και τη διάβρωση. Οι ιατρικοί εξωσκελετοί το χρησιμοποιούν συχνά επειδή λειτουργεί με το ανθρώπινο σώμα. Το μειονέκτημα είναι το κόστος και η δυσκολία στην κατεργασία. Το τιτάνιο ανταγωνίζεται τον κόφτη και κοστίζει περισσότερο ανά λίβρα. Αλλά για χρήσεις όπου το βάρος και η αντοχή στη διάβρωση έχουν τη μεγαλύτερη σημασία, καλύπτει ένα κενό που το αλουμίνιο δεν μπορεί.
Ανοξείδωτο ατσάλι 17-4 PH
Ο ανοξείδωτος χάλυβας 17‑4 PH εμφανίζεται σε εξαρτήματα περιβλημάτων αρθρώσεων που παρουσιάζουν υψηλή φθορά. Χρησιμοποιείται σε περιβλήματα ρουλεμάν, πείρους αρθρώσεων και σημεία περιστροφής. Είναι βαρύς αλλά ανθεκτικός και φθηνός. Ορισμένοι παθητικοί εξωσκελετοί χρησιμοποιούν ελατηριωτό χάλυβα για ελαστική αποθήκευση ενέργειας. Τα ειδικά κράματα χειρίζονται ακραία κυκλικά φορτία. Ο χάλυβας δεν είναι η πρώτη επιλογή για σχέδια κρίσιμων για το βάρος, αλλά όσον αφορά την ανθεκτικότητα διατηρεί τη θέση του.
Πολυμερή και Σύνθετα Υλικά
PEEK και PEI
Τα PEEK και PEI (πωλούνται ως Ultem) είναι μηχανικά πλαστικά που χρησιμοποιούνται για δακτυλίους σύνδεσης και επιφάνειες εδράνων. Αντέχουν στη φθορά χωρίς γράσο. Αυτό μειώνει το βάρος και το κόστος. Μπορούν επίσης να διαμορφωθούν σε σχήματα που θα ήταν ακριβά στην κατεργασία από αλουμίνιο. Για ένα περίβλημα σύνδεσης εξωσκελετού, αυτά τα πλαστικά λειτουργούν καλά όπου η λίπανση δεν είναι πρακτική.
Σύνθετα υλικά από ίνες άνθρακα και ίνες γυαλιού
Τα πολυμερή ενισχυμένα με ίνες άνθρακα έχουν εξαιρετική αναλογία αντοχής προς βάρος. Είναι όμως εύθραυστα. Αντέχουν εύκολα σε φθορές από κρούσεις. Τα υλικά της μήτρας διασπώνται υπό την επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας, των μεταβολών της θερμοκρασίας και της υγρασίας. Αυτό προκαλεί αποκόλληση και απώλεια αντοχής. Τα σύνθετα υλικά από ίνες γυαλιού κοστίζουν λιγότερο αλλά ζυγίζουν περισσότερο. Και τα δύο χρειάζονται προσεκτικό σχεδιασμό για να αποφευχθεί η ξαφνική αστοχία.
PLA και ABS για τρισδιάστατα εκτυπωμένα πρωτότυπα
Για πρωτότυπα πρώιμου σταδίου, τα ABS και PLA είναι συνηθισμένα. Οι μηχανικοί χρησιμοποιούν μοντελοποίηση με σύντηξη εναπόθεσης (FDM) για να εκτυπώσουν αυτά τα εξαρτήματα γρήγορα. Το πολυμερές νήμα τροφοδοτείται μέσω ενός θερμαινόμενου ακροφυσίου και συσσωρεύεται σε στρώσεις. Αυτά τα στοιχεία τρισδιάστατης εκτύπωσης που φέρουν φορτίο λειτουργούν καλά για τον έλεγχο της εφαρμογής και της απόστασης. Δεν προορίζονται για τελική παραγωγή. Αλλά η μοντελοποίηση με σύντηξη εναπόθεσης παρέχει έναν γρήγορο τρόπο δοκιμής σχημάτων. Οι μηχανικοί βασίζονται στην εκτύπωση για ταχύτητα και χαμηλό κόστος. Οι ιδιότητες των υλικών αυτών των εκτυπωμένων εξαρτημάτων είναι αρκετά καλές για τη δημιουργία πρωτοτύπων. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η εκτύπωση με ABS είναι τόσο συνηθισμένη από νωρίς.
Κριτήρια Επιλογής και Ανταλλαγές Ισχύος
Αναλογία δύναμης προς βάρος
Υπάρχει ένας βασικός συμβιβασμός μεταξύ αντοχής, βάρους και ανθεκτικότητας. Τα κράματα αλουμινίου είναι ελαφριά, αλλά τείνουν να παρουσιάζουν αστοχία υπό επαναλαμβανόμενα φορτία. Ο χάλυβας προσφέρει καλύτερη αντοχή, αλλά προσθέτει βάρος που μειώνει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας και την άνεση του χρήστη. Τα σύνθετα υλικά από ανθρακονήματα έχουν εξαιρετικές αναλογίες αντοχής προς βάρος, αλλά παρουσιάζουν αστοχία με τρόπους που είναι δύσκολο να προβλεφθούν.
Κόστος και μηχανική κατεργασία
Το κόστος και ο όγκος παραγωγής καθορίζουν την επιλογή των υλικών. Το 6061 είναι φθηνό και εύκολο στην προμήθεια. Οι ίνες άνθρακα είναι δαπανηρές και αργές στην παραγωγή. Οι κατασκευές χαμηλού όγκου ευνοούν το κατεργασμένο μέταλλο. Η παραγωγή μεγάλου όγκου δικαιολογεί το πλαστικό με χύτευση με έγχυση. Η κατεργασιμότητα έχει επίσης σημασία. Το αλουμίνιο κόβει γρήγορα. Το τιτάνιο φθείρει τα εργαλεία.
Αντοχή στη διάβρωση και την κόπωση
Η αντοχή στη διάβρωση διατηρεί τη σύνδεση σε δύσκολες συνθήκες. Το αλουμίνιο 6061 σχηματίζει από μόνο του ένα σταθερό στρώμα οξειδίου. Το 7075 χρειάζεται επίστρωση λόγω της περιεκτικότητάς του σε χαλκό. Η αντοχή στην κόπωση είναι εξίσου κρίσιμη. Το αλουμίνιο 6061‑T6 έχει αντοχή στην κόπωση 96 MPa. Το 7075‑T6 φτάνει τα 160 MPa. Για χρήση υψηλού κύκλου, το 7075 ή οι ίνες άνθρακα κερδίζουν. Οι ίδιοι οι μηχανισμοί των συνδέσμων είναι συχνά το σημείο αστοχίας. Τα κανονικά ρουλεμάν και οι δακτύλιοι φθείρονται γρήγορα υπό φόρτιση υψηλής συχνότητας. Ένα ρουλεμάν μέσα στο περίβλημα αντιμετωπίζει τις ίδιες ανάγκες. Τα ρουλεμάν πρέπει να αντέχουν επαναλαμβανόμενους κύκλους χωρίς να φθείρονται. Η έλλειψη αποτελεσματικών αυτολιπαινόμενων υλικών αυξάνει τις ανάγκες συντήρησης. Οι μηχανικοί εξετάζουν μηχανικές ιδιότητες όπως η αντοχή στην κόπωση κατά την επιλογή ενός υλικού. Η αντοχή ολόκληρου του συγκροτήματος εξαρτάται από τη σωστή επιλογή. Εκτελούν επίσης ανάλυση μεθόδου πεπερασμένων στοιχείων για να ελέγξουν τη συμπεριφορά υπό φορτίο. Οι ιδιότητες του υλικού καθοδηγούν κάθε απόφαση. Η σωστή επιλογή καθορίζει μεταξύ μιας σύνδεσης που διαρκεί και μιας που αποτυγχάνει νωρίς.
Η εξειδίκευση της NOBLE σε στέγαση αρθρώσεων εξωσκελετού
Η NOBLE είναι ένας συνεργάτης κατασκευής που ασχολείται με μέταλλο και πλαστικό. Κατασκευάζουμε εξαρτήματα περιβλημάτων αρθρώσεων εξωσκελετού για ομάδες που χρειάζονται αυστηρές ανοχές και σταθερή ποιότητα. Το καταστήμα μας χειρίζεται μεταλλικές και πλαστικές εργασίες. Αυτός ο συνδυασμός έχει σημασία, επειδή ένα περίβλημα αρθρώσεων σπάνια χρησιμοποιεί μόνο ένα υλικό.
Δυνατότητες επεξεργασίας μετάλλων και πλαστικών
CNC μηχανουργική κατεργασία, χύτευση και χύτευση με έγχυση
Αναλαμβάνουμε κατεργασία CNC, χύτευση και χύτευση με έγχυση, όλα σε ένα μέρος. Αυτό σημαίνει ότι ένα κέλυφος από κατεργασμένο αλουμίνιο, μια χυτή βάση ενεργοποιητή και μια χυτευμένη βάση αισθητήρα μπορούν όλα να προέρχονται από εμάς. Αποφεύγετε το παιχνίδι των ευθυνών που συμβαίνει όταν τρεις προμηθευτές κουνούν ο ένας το δάχτυλο στον άλλον. Για τα πλαστικά εξαρτήματα, χυτεύουμε ABS και άλλες μηχανικές ποιότητες. Υποστηρίζουμε επίσης την εκτύπωση για πρώιμες συναρμολογήσεις και εξαρτήματα. Εάν χρειάζεστε ένα γρήγορο πρωτότυπο πριν από την κατασκευή εργαλείων, η εκτύπωση σας εξασφαλίζει γρήγορα ένα ανταλλακτικό.
Υπηρεσίες Σχεδιασμού, Πρωτοτυποποίησης και Συναρμολόγησης
Η ομάδα μας βοηθάει με το σχεδιασμό, τη δημιουργία πρωτοτύπων και τη συναρμολόγηση. Εξετάζουμε τα σχέδιά σας, επισημαίνουμε χαρακτηριστικά που είναι δύσκολο να κατεργαστούν και προτείνουμε αλλαγές που μειώνουν το κόστος. Έπειτα ακολουθούν τα πρωτότυπα και στη συνέχεια η πλήρης συναρμολόγηση. Συμπιέζουμε τις έδρες των ρουλεμάν, τοποθετούμε δακτυλίους συγκράτησης και ελέγχουμε την εφαρμογή πριν από την αποστολή οποιουδήποτε αντικειμένου. Η αντοχή της τελικής μονάδας εξαρτάται από αυτά τα βήματα, επομένως αντιμετωπίζουμε τη συναρμολόγηση ως μέρος της παραγωγής και όχι ως κάτι που προσθέτουμε αργότερα.
Πιστοποιήσεις και Διασφάλιση Ποιότητας
Διαθέτουμε σχετικές πιστοποιήσεις διαχείρισης ποιότητας, συμπεριλαμβανομένων εκείνων για ιατροτεχνολογικά προϊόντα. Αυτές οι πιστοποιήσεις δεν είναι απλώς διακοσμήσεις τοίχων. Διαμορφώνουν τον τρόπο με τον οποίο καταγράφουμε την εργασία, εκπαιδεύουμε το προσωπικό και χειριζόμαστε τις εντολές αλλαγών.
Πλήρης Ιχνηλασιμότητα και Πρωτόκολλα Επιθεώρησης
Κάθε παρτίδα μπορεί να εντοπιστεί από το πιστοποιητικό υλικού και το αρχείο καταγραφής μηχανημάτων. Επιθεωρούμε το εισερχόμενο απόθεμα, τα χαρακτηριστικά που βρίσκονται σε εξέλιξη και τα τελικά εξαρτήματα. Οι έλεγχοι CMM επιβεβαιώνουν τη διάμετρο της οπής, τη θέση της οπής και την επιπεδότητα. Εάν μια διάσταση μετατοπιστεί, την εντοπίζουμε πριν γίνει πρόβλημα στοίβαξης. Αυτή η πειθαρχία προστατεύει την αντοχή κάθε σύνδεσης και την αντοχή του προγράμματός σας.
Από το Σχεδιασμό στη Συναρμολόγηση
Συνεργατική Τεχνική Υποστήριξη
Εργαζόμαστε ως επέκταση της ομάδας μηχανικών σας. Στείλτε μας ένα μοντέλο και θα σας πούμε για ποια μηχανήματα πρόκειται, πόσο κοστίζει και πού μπορεί να παρουσιάσει βλάβη. Αυτή η ανταλλαγή πληροφοριών εξοικονομεί κύκλους αναθεώρησης.
Ολοκληρωμένη Παραγωγή και Δοκιμές
Από το πρώτο προϊόν έως την πλήρη παραγωγή, αναλαμβάνουμε την κατεργασία, τη χύτευση, το φινίρισμα και τις δοκιμές. Έχετε έναν συνεργάτη, ένα σύστημα ποιότητας και ένα σημείο επαφής. Αυτή είναι όλη η ιδέα πίσω από την NOBLE.
Κάθε περίβλημα εξωσκελετικής σύνδεσης αποτελείται από τα ίδια βασικά μέρη: το κύριο κέλυφος, τις έδρες των ρουλεμάν, τις βάσεις ενεργοποιητή και κινητήρα, τις βάσεις αισθητήρων και τα εξαρτήματα στεγανοποίησης και συγκράτησης. Κάθε ένα έχει τη δική του διαδικασία κατασκευής, στόχους ακριβείας και επιλογές υλικών. Αυτές οι επιλογές πρέπει να ταιριάζουν με το φορτίο, το βάρος και το περιβάλλον που θα αντιμετωπίσει η σύνδεση.
Η μηχανική κατεργασία, η χύτευση, η διαμόρφωση και η τρισδιάστατη εκτύπωση παίζουν ρόλο εδώ. Το ίδιο και η επιλογή υλικού, η οποία εξισορροπεί την αντοχή, το βάρος, το κόστος και την αντοχή στη διάβρωση. Αν επιλέξετε το σωστό περίβλημα, η σύνδεση θα λειτουργήσει σωστά.
Συχνές ερωτήσεις σχετικά με τη στέγαση με εξωσκελετική άρθρωση
Από τι είναι κατασκευασμένο ένα περίβλημα άρθρωσης εξωσκελετού;
Τα περιβλήματα εξωσκελετικών συνδέσεων κατασκευάζονται συχνά από κράματα αλουμινίου όπως το 6061‑T6. Το τιτάνιο Ti‑6Al‑4V χρησιμοποιείται σε ιατρικά ή διαβρωτικά περιβάλλοντα. Τα πολυμερή ενισχυμένα με ίνες άνθρακα παρέχουν την καλύτερη αναλογία αντοχής προς βάρος. Το PEEK είναι κατάλληλο για δακτυλίους και επιφάνειες εδράνων. Η επιλογή εξαρτάται από το φορτίο, το βάρος και το περιβάλλον.
Γιατί η ακρίβεια της έδρας του ρουλεμάν έχει τόσο μεγάλη σημασία;
Εάν η οπή είναι χαλαρή, το ρουλεμάν μπορεί να περιστραφεί στη θέση του. Εάν είναι πολύ σφιχτό, ο δακτύλιος συνθλίβεται. Και στις δύο περιπτώσεις, η σύνδεση σπαταλά ενέργεια και φθείρεται γρήγορα. Η διάμετρος της οπής, η στρογγυλότητα, η ομοαξονικότητα και η καθετότητα προστατεύουν το ρουλεμάν. Κάντε τα σωστά και η σύνδεση θα λειτουργεί ομαλά για χιλιάδες κύκλους.
Μπορείτε να εκτυπώσετε σε 3D μια θήκη άρθρωσης εξωσκελετού;
Μπορείτε να εκτυπώσετε πρωτότυπα, αλλά τα τυπωμένα εξαρτήματα δεν είναι τόσο ανθεκτικά όσο το σφυρήλατο μέταλλο. Η μοντελοποίηση με εναπόθεση με σύντηξη (FDM) είναι ιδανική για πρώιμους ελέγχους εφαρμογής και απόστασης. Η προσθετική κατασκευή μετάλλων δημιουργεί πυκνά μεταλλικά εξαρτήματα με πολύπλοκα εσωτερικά κανάλια. Αυτά τα εξαρτήματα χρειάζονται ακόμα μηχανική κατεργασία μετά την εκτύπωση για έδρες ρουλεμάν και αυλακώσεις στεγανοποίησης.
Ποιες ανοχές χρειάζονται οι βάσεις αισθητήρων;
Η τοποθέτηση των οπών στήριξης, ο προσανατολισμός του αισθητήρα, η επιπεδότητα της επιφάνειας και η επαναληψιμότητα πρέπει να ελέγχονται αυστηρά. Η θερμική σταθερότητα έχει επίσης σημασία, επειδή τα υλικά διαστέλλονται με διαφορετικούς ρυθμούς.
Πώς προστατεύουν οι τσιμούχες και τα συγκρατητήρια την άρθρωση;
Οι τσιμούχες κρατούν έξω τη σκόνη, το νερό και τη βρωμιά. Κρατούν επίσης μέσα το λιπαντικό. Οι συγκρατητήρες εμποδίζουν την έξοδο των τσιμουχών και την κίνηση των ρουλεμάν. Τα υλικά στεγανοποίησης επιλέγονται με βάση το περιβάλλον. Οι μεταλλικοί δακτύλιοι αντέχουν καλά στους κραδασμούς και στην επαναλαμβανόμενη συναρμολόγηση.
Τι είναι η βελτιστοποίηση τοπολογίας στο σχεδιασμό κατοικιών;
Η βελτιστοποίηση της τοπολογίας ξεκινά με ένα συμπαγές μπλοκ υλικού. Το λογισμικό αφαιρεί όλο το υλικό που δεν φέρει τάση. Το αποτέλεσμα είναι ένα λεπτό, αποτελεσματικό σχήμα που φαίνεται φυσικό. Η νευρωση κάνει τα λεπτά τοιχώματα πιο άκαμπτα. Ένα καλό μοτίβο νευρώσεων μπορεί να αυξήσει σημαντικά την ακαμψία ενός κελύφους.
Γιατί χρειάζεται επίστρωση το αλουμίνιο 7075;
Το αλουμίνιο 7075 περιέχει χαλκό, ο οποίος εμποδίζει τον σχηματισμό του φυσικού στρώματος οξειδίου. Χωρίς αυτό το στρώμα, η υγρασία μπορεί να προκαλέσει ρωγμές λόγω διάβρωσης λόγω καταπόνησης. Μια παθητικοποιημένη ή ανοδιωμένη επίστρωση σφραγίζει την επιφάνεια. Οι σφραγισμένες σκληρά ανοδιωμένες επιφάνειες μπορούν να αντέξουν πάνω από 2,000 ώρες δοκιμών ψεκασμού αλατιού χωρίς να δημιουργήσουν κοιλότητες.
Πότε πρέπει να επιλέξετε τιτάνιο έναντι αλουμινίου;
Το τιτάνιο Ti‑6Al‑4V μπορεί να αντέξει τη θερμότητα και τη διάβρωση σε αντίθεση με το αλουμίνιο. Είναι επίσης βιοσυμβατό, κάτι που έχει σημασία για τους ιατρικούς εξωσκελετούς. Τα μειονεκτήματα είναι το κόστος και η δυσκολία στην κατεργασία. Για κρίσιμες για το βάρος αρθρώσεις σε σκληρές ή ιατρικές συνθήκες, το τιτάνιο λειτουργεί ενώ το αλουμίνιο όχι.
