Egy külső vázú ízületi ház általában több fő részből áll: a fő házhéjból, csapágyülésekből, aktuátor- és motortartókból, érzékelőkonzolokból, tömítő- és rögzítőelemekből, valamint rögzítőelemekből. Ez a külső keret tartja az aktuátorokat, motorokat és erőátviteli rendszereket, és kezeli a terhelésátadást és a mozgásvezérlést. A globális külső vázú piac várhatóan a 2025-ös 850 millió dollárról 2030-ra 2.2 milliárd dollárra fog növekedni, így ezeknek az alkatrészeknek a pontossága és anyagai közvetlenül befolyásolják a teljesítményt. Az egyes alkatrészek gyártási folyamata, a pontossági követelmények és az anyagválasztás kritikus fontosságú a modern külső vázakban megkövetelt megbízhatóság és tartósság eléréséhez. Ezen tényezők megértése kulcsfontosságú a hatékony ízületek létrehozásához.
Fő házhéj egy külső vázú közös házban
A fő házhéj az exoskeleton ízületi ház fő teherhordó szerkezete. Körbeveszi az aktuátort, a motort és az erőátviteli rendszert, így minden terhelést felvesz, ami az ízületet éri. Gondolj rá úgy, mint a váz vázára. Ha ez a héj meghajlik vagy deformálódik, az egész ízület elveszíti az illeszkedését, és a benne lévő kopó alkatrészek megfizetik az árát.
A fő héj gyártási folyamatai
CNC megmunkálás Billettől
A tuskóból történő CNC megmunkálás a legjobb választás a nagy pontosságú héjak esetében. Egy tömör AL6061-T6 alumínium tömböt faragnak le a végső formára. Ez az ötvözet gyakran megjelenik külső vázú házaknál, mivel tisztán megmunkálható és szigorú tűréshatárokat tart. A munkafolyamat általában egy meghatározott sorrendet követ:
- Válassza ki az anyagot — Az AL6061-T6 alumínium gyakori kiindulópont az exoskeleton házakhoz.
- A megmunkálás során, különösen a csatlakozási pontoknál és a más modulokkal való illesztéseknél, szabályozza a mérettűréseket, hogy az összeszerelés során minden egy vonalban legyen.
- Őrizze meg a szerkezeti integritást a vékony falú területek és a bonyolult jellemzők körül a deformáció vagy gyengülés megelőzése érdekében.
- A felület befejezése – először tisztítsa meg az alkatrészt, majd homokfúvással és eloxálással tisztítsa meg. A homokfúvás eltávolítja a szerszámnyomokat és a lépcsőnyomokat, matt, egyenletes megjelenést biztosítva. Az eloxálás korrózióállóságot, kemény, karcálló felületet és szebb megjelenést biztosít.
Présöntés és befektetési öntés
A fő héjhoz présöntést és finomöntést is használnak. A présöntés jól működik nagyobb volumenű gyártásoknál, ahol az alkatrészenkénti költség számít. A finomöntés összetett belső geometriát kezel. Mindkét eljárás csökkenti a megmunkálási időt, de a tuskómegmunkáláshoz képest némi pontosságvesztéssel jár.
Additív gyártás prototípusokhoz
Az additív gyártás, vagy 3D nyomtatás, a prototípusgyártás során ragyog. A nyomtatás lehetővé teszi a mérnökök számára az illeszkedés és az alak tesztelését, mielőtt a szerszámozásra vetemednének. Kinyomtathatunk egy héjat egy éjszaka alatt, felcsavarozhatjuk egy tesztberendezésre, és reggelre tanulhatunk valamit. A kompromisszum egyértelmű: a nyomtatás sebességet és geometriai szabadságot kínál, de a nyomtatott alkatrészek mechanikai tulajdonságai általában elmaradnak a kovácsolt fémétől.
A fő héj pontossági követelményei
Méret- és geometriai tűrések
A precizitás az illesztési pontoknál kezdődik. A csavarlyukak, a csapágyfuratok és a modul illesztési felületei mind szigorú ellenőrzést igényelnek. Az egyik illesztési ponton lévő hanyag tűréshatár átterjed az egész összeállításra. A geometriai tűréshatárok lefedik a síkfelületet, a merőlegességet és a pozíciót, és ezek a követelmények megakadályozzák, hogy a héj elcsavarodjon.
Felületkezelési specifikációk
A felületkezelés befolyásolja a kifáradási élettartamot és a tömítés teljesítményét. Az érdes felületek feszültségemelőket hoznak létre ott, ahol repedések kezdődnek. Emellett szétrágják az O-gyűrűket és a tömítéseket. A homokfúvás és az eloxálás javítja a felületet, de az alatta lévő megmunkált felület továbbra is meghatározza az alapot.
Anyagok a fő héjhoz
Az anyagválasztás befolyásolja a súlyt, a költségeket és a tartósságot. Íme, hogyan viszonyulnak egymáshoz a leggyakoribb lehetőségek:
| Anyag | Főbb jellemzők | Tipikus alkalmazások |
| Alumínium ötvözet | Költséghatékony, könnyen megmunkálható, jó felületminőséget biztosít, nagy volumenű gyártást tesz lehetővé. | Tömeggyártású házak, költségérzékeny alkatrészek |
| Titánötvözet | Magas hőmérsékleti ellenállás, biokompatibilis, korrózióálló | Korrozív vagy magas hőmérsékletű környezetek |
| Szénszállal erősített polimer | Legjobb szilárdság-tömeg arány, közel nulla hőtágulás, nagy merevség | Precíziós műszerházak, teljesítménykeretek |
6061 és 7075 alumíniumötvözetek
A legtöbb héj alumíniumötvözetének alapját a 6061-es és 7075-ös alumínium alkotja. A 6061-es minőség jól hegeszthető és megmunkálható. A 7075-ös minőség nagyobb szilárdságot biztosít, de drágább és nehezebben forgácsolható. Költségérzékeny, nagy volumenű gyártás esetén az alumínium a legjobb választás.
Titán ötvözet Ti-6Al-4V
A Ti-6Al-4V úgy tűri a hőt és a korróziót, mint az alumínium. Emellett biokompatibilitással is rendelkezik, ami fontos az orvosi külső vázak esetében. Hátránya az ár és a megmunkálási nehézségek.
Szénszállal erősített polimerek
A CFRP a csoport legjobb szilárdság-tömeg arányát kínálja. Emellett közel nulla hőtágulással és nagy merevséggel rendelkezik. Pontosan ezért használják a precíziós optikai és mérőházakban. A kezdeti ár a legmagasabb, bár a karbantartási költségek alacsonyak maradnak.
Nincs egyetlen anyag, ami mindenhol nyerő lenne. A megfelelő választás az üzemi körülményektől, a mennyiségtől és a költségvetéstől függ. A mérnökök gyakran végeznek végeselem-analízist (FEM), hogy összehasonlítsák a feszültségutakat a jelölttervek között, és a végeselem-analízis azt is ellenőrzi, hogy egy héj megfelel-e a szilárdsági céloknak, mielőtt bármilyen fémet megvágnának. A könnyebb anyagok, mint az ABS, inkább a prototípus konzolokban jelennek meg, mint a teherhordó héjakban, mivel szilárdságuk nem érheti el a fém szilárdságát. Gyakorlati szempontból a gyártási útvonal és az anyagválasztás összefügg - nem lehet elválasztani őket a másiktól.
Csapágyülések és furatok egy külső vázú illesztési házban
A csapágyülések és furatok minden külső vázú ízületi ház közepén helyezkednek el. Ezek tartják a csapágyakat, amelyek lehetővé teszik az ízület sima forgását. Ha ezek az illeszkedések rosszak, az ízület energiát pazarol és gyorsan elkopik. A furat és a csapágy közötti illeszkedés megváltoztatja az ízület hatékonyságát és kopásállóságát. A laza furat lehetővé teszi a csapágy elfordulását a helyén. A szoros furat pedig összenyomja a csapágygyűrűt. Akárhogy is, az ízület eltörik.
Csapágyülések gyártási folyamatai
Precíziós fúrás és dörzsárolás
A precíziós furatkiesztergálás szűk méretre vágja a furatot. Az egypontos szerszám forog a furatban és leforgácsolja az anyagot. A kezelő apró lépésekben állíthatja be a vágást. Ez a szabályozás tökéletessé teszi a furatkiesztergálást a szűk tűrésű munkákhoz. A dörzsárolás fúrásról fúrásra történik, amikor a furatnak simább felületre van szüksége. A többélű dörzsár egy vékony anyagréteget távolít el, és tiszta, kerek furatot hagy maga után. Ez a két lépés együttesen teremti meg a megfelelő csapágyülés alapját.
Köszörülés és hónolás
A köszörülés akkor veszi át a szerepet, amikor a furatnak még finomabb megmunkálásra van szüksége. Egy csiszolókorong forog a furat felületén, és kis mennyiségű anyagot távolít el. Az eredmény egy nagyon sima felület, pontos méretszabályozással. A honolás egy lépéssel tovább megy. A hónolószerszám csiszolóköveket használ a furat polírozására és a kis alakhibák kijavítására. Ez a folyamat javítja a kerekséget és az egyenességet. Egy állandó mozgást mutató külső vázú ízületi ház esetében ezek a lépések fontosak. Csökkentik a súrlódást és meghosszabbítják a csapágy élettartamát.
Csapágyülések pontossági követelményei
Furatátmérő és kerekítés
A furatátmérő tűrése határozza meg, hogyan illeszkedik a csapágy. Túl nagy hézag esetén a csapágy csörög. Túl kicsi hézag esetén beszorul. A kerekdedség megakadályozza, hogy a csapágygyűrű terhelés alatt deformálódjon. A nem kerek furat bizonyos pontokon összenyomja a csapágyat. Ez az egyenetlen nyomás korai meghibásodáshoz vezet. Az itt szükséges pontosság az egész házban a legszűkebbek közé tartozik.
Koaxialitás és merőlegesség
A koaxialitás biztosítja, hogy két vagy több furat ugyanazon a középvonalon legyen. Egy olyan illesztésnél, ahol mindkét oldalon csapágyak vannak, az eltolódás a tengelyt hajlításra kényszeríti. Ez a hajlítás egyenetlenül terheli a csapágyakat. A merőlegesség biztosítja, hogy a furat merőleges legyen a felfogatási felületre. Ha a furat dől, a csapágy olyan axiális terhelést visel, amelyre nem tervezték. Mindkét jelölés védi a csapágyat és a tengelyt. Emellett több ezer cikluson keresztül is biztosítják a kötés helyes működését.
Csapágyülések anyagai
A csapágyülések anyagválasztása a terheléstől, a sebességtől és a kenéstől függ. Íme, hogyan viszonyulnak egymáshoz a gyakori opciók:
| Anyag | Jellemzők | Maximális üzemi hőmérséklet |
| Szűz PTFE | Magas vegyszerállóság és működési hatékonyság | 200 ℃ |
| HYPATITE® PTFE | Alacsonyabb monomer-áteresztőképesség és nagyobb ellenállás a nyomó- és kúszási ellenállással szemben, mint más PTFE anyagok | 260 ℃ / 270 ℃ |
| Szénnel töltött PTFE | Kiváló hő- és kopásállóság | 260 ℃ / 270 ℃ |
| FILLTITE® | A legmagasabb hőállóság a PTFE alapú anyagok között | 300 ℃ |
| Grafit | Kiváló magas hőmérsékletű kiszolgálásra | 500 ℃ |
| Fém | Kiváló magas hőmérsékletű és abrazív alkalmazásokhoz | 500 ℃ / 525 ℃ |
| KANDIKÁL | Nagyobb hőállóság és mechanikai szilárdság | 270 ℃ |
| Üvegszállal töltött PTFE MoS2-vel | Nagyobb kopásállóság és működési hatékonyság | 230 ℃ |
| Nejlon MoS2-vel | Nagyobb mechanikai szilárdság | 140 ℃ |
Edzett acélbetétek
Az edzett acélbetétek a legnagyobb terheléseket is elviselik. Ellenállnak a kopásnak és nyomás alatt is megtartják alakjukat. Amikor edzett acélból gyártunk csapágyülést, a furat több millió ciklus után is hű marad. Ezek a betétek a házba préselhetők vagy csavarozhatók. A ház anyaga így könnyebb és olcsóbb lehet. Ez az osztott kialakítás súlyt takarít meg anélkül, hogy a szilárdságból le kellene mondania.
Bronz és sárgaréz ötvözetek
A bronz és sárgaréz ötvözetek jó teherbírásúak. Jól működnek mozgó érintkezés esetén. A perselyek, hüvelyek, kopólemezek és csúszó alkatrészek gyakran igényelnek ilyen minőségeket. A C93200 bronz gyakori választás az ilyen típusú munkákhoz. Jó teherbírású és jól kezeli a mozgó érintkezést. Ezek az ötvözetek bizonyos környezetekben jobban ellenállnak a korróziónak, mint az acél. Kevesebbe kerülnek, mint az edzett acél, és könnyen megmunkálhatók.
Műszaki műanyagok PEEK és PTFE
A PEEK és töltött vegyületei, különösen a PTFE-t, szénszálat vagy bronz töltőanyagokat tartalmazók, alacsony súrlódásúak és jó kopásállósággal rendelkeznek. Nem igényelnek olyan kenést, mint a fém-fém érintkezés. Ez teszi a PEEK-et a bronz, sárgaréz és edzett acél gyakori helyettesítőjévé perselyekben, csapágyakban, fogaskerekekben és kopólemezekben. Jól működik ott, ahol a kenés nem praktikus, tiltott, vagy szennyeződési kockázatot jelent. A PTFE-vel és grafittal vagy szénszállal töltött csapágyminőségű PEEK vegyületek szárazon futnak a fémtengelyeken. Súrlódási és kopási teljesítményük összehasonlítható a bronz perselyekével. Emellett elkerülik a bronz korróziós és kenőanyag-visszatartási problémáit lemosási vagy vegyi anyagoknak kitett környezetben. Egy tiszta helyiségekben vagy orvosi környezetben használt külső vázú ízületi ház esetében ez nagyon fontos. A PEEK mechanikai tulajdonságai jól bírják az ismételt mozgást. A PTFE még alacsonyabb súrlódást eredményez, de kisebb szilárdságot. A mérnökök gyakran párosítják a kettőt a teljesítmény kiegyensúlyozása érdekében.
Gyakorlati szempontból a csapágyülés határozza meg a csatlakozás jellegét. Egy jól elkészített, megfelelő anyagból készült csatlakozás évekig simán működik egy külső vázú csatlakozási háznál. Egy rossz csatlakozás korán meghibásodik, és magával rántja a csapágyat is. A benne lévő csapágy ettől a csatlakozástól függ az illesztés és a megtámasztás szempontjából. Ha a furat megfelelő, a csapágyak elvégzik a dolgukat. Ha rosszul van megválasztva, akkor semmilyen precizitás nem menti meg a csatlakozást. Ugyanez a logika vonatkozik az összeállításban lévő összes csapágyra. Mindegyiknek olyan tömítésre van szüksége, amely megfelel a tűréshatárának és a terhelési profiljának. Ezért a csapágyülés munkája ugyanolyan figyelmet érdemel, mint a fő csapágyház.
Működtető és motortartók egy külső vázú közös házban
Az alsó végtagi külső váz ízületek különböző motortípusokhoz illeszkednek az külső váz ízületi házán belül. A keret nélküli BLDC motorok könyök-, térd- és csuklóízületekben jelennek meg. A mérnökök sebességváltós motorokat, bowden-kábeles motorokat, pneumatikus aktuátorokat és soros rugalmas aktuátorokat is használnak. A listát nagy nyomatékú bolygókerekes hajtóműves motorok, kvázi-direkt hajtások és harmonikus fogaskerekekkel ellátott nagy áttételű hajtások teszik teljessé. Minden aktuátortípushoz szükség van egy olyan rögzítésre, amely pontosan egy vonalba hozza a rotort a hajtáslánccal. A nem megfelelően beállított rögzítés energiát pazarol, és gyorsan elhasználja az alkatrészeket.
Működtetőszerkezetek gyártási folyamatai
CNC marás és fúrás
A működtető lapokat CNC megmunkálják. Négy különálló lap kerül megmunkálásra a CNC-n. Az acél motor-sebességváltó tengelykapcsolót esztergálják és síkmunkálják az esztergán, majd fúrják és süllyesztik a marógépen. Az enkóder tengelye is ugyanazokon a lépéseken megy keresztül – leesztergálják az esztergán, fúrják a marógépen. A működtető-láb-összekötő tengelykapcsolókat alumíniumból készítik, esztergálják az esztergán, majd fúrják a marógépen. Ezek a műveletek szabályozzák, hogy a csavarlyukak hogyan illeszkednek a furatközépponthoz.
Lemezmegmunkálás és hegesztés
A lemezlemez csökkenti a nehéz terheket nem hordozó vázelemek költségeit. A legtöbb darab vékony alumíniumlemezből készül. A munka a lemez vágására vagy fúrására korlátozódik. A kritikus jeladótengely-alkatrészhez az esztergapad működik a legjobban. A nagy felbontású 3D nyomtatás prototípusoknál is működik. A hegesztés egy alvázzá köti össze a darabokat, amely a házhoz csavarozódik.
Működtetőelemek pontossági követelményei
Furatpozíció-tűrés
A motortartókhoz ellenőrzött furatpozícióra van szükség a csavarmintázatban. A valódi pozíciótűrések megakadályozzák, hogy a csavarok elhúzzák a motort a középponttól. Egy koordináta-mérőgép vagy csapszeg-ellenőrzés biztosítja, hogy a furatok egy vonalban legyenek. Az összeszerelés sikere a GD&T alkalmazásától függ. A működtető tartórajzain mindig tüntesse fel a síkfelületet, a merőlegességet és a valódi pozíciót. Ezen előírások nélkül a tartó az első naptól kezdve rezgést okozna.
Síkfelület és szögillesztés
A rögzítőfelület sík felülete megakadályozza a motor dőlését. A vezetőfurat és a csavarelrendezés összehasonlítása ugyanazzal az alapfelülettel történik. Ez az ellenőrzés a dőlést a motor rögzítése előtt rögzíti.
A furat elhelyezkedése önmagában nem garantálja a szögbeli beállítást. A tartó aljánál egy kis merőlegességi hiba nagyobb eltolódássá nő a motor munkamagasságánál. A funkcionális adatpontokhoz kötött merőlegességi és valós pozíciótűrések szorosan szabályozzák ezt az beállítást. A dübelek vagy a megmunkált vezetőcsapok biztosítják a szükséges nagy pontosságot. A hézagfuratok nem tudják kezelni a működő motor dinamikus terheléseit.
Anyagok működtetőelemekhez
Az anyagok kiválasztása a terheléstől, a súlytól és a környezettől függ.
Rozsdamentes acél
A rozsdamentes acél korrózióállóságot és szilárdságot biztosít. Nagyobb terheléseket is elbír az erős aktuátoroktól. A kompromisszum a súly. Az alsó végtag ízületeinél, ahol a tartósság fontosabb a súlynál, a rozsdamentes acél jól működik.
Alumínium ötvözetek
Az alumíniumötvözetek egyensúlyban tartják a szilárdságot és a súlyt. Gyorsan megmunkálhatók és olcsóbbak, mint a rozsdamentes acél. A mérsékelt terhelést hordozó tartókhoz az alumínium a szabvány. Ugyanazok az ötvözetek működnek itt, amelyeket a fő héjban használnak – 6061 és 7075. Tulajdonságaik illeszkednek a terhelési tartományhoz.
Üveggel töltött nylon
Az üvegszállal töltött nejlon jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, de kisebb súlyú, mint a fém. Mérsékelt terheléseket is elbír, és ismételt igénybevétel esetén is ellenáll a kúszásnak. Az anyag jól használható könnyebb kötésekhez, ahol minden gramm számít. A fröccsöntés gyors gyártást tesz lehetővé.
A precízió tartja egyben az egész tartót. Egy excentrikus motor rezeg, csapágyakat koptat és energiát fogyaszt. A tartónak ugyanazokkal az igényekkel kell szembenéznie, mint a fő héjnak: megtartani a pozícióját, ellenállni a terheléseknek, és több ezer ciklust kibírni. Néhány fejlett kialakítás lemezeket is hozzáad, amelyek a hajtáslánchoz csatlakoznak, így a tartó beállítása még kritikusabb. A tartónak a motor és a hajtáslánc tengelyeit egy vonalban kell tartania. A mérnökök végeselem-analízist végeznek a tartó tervén, hogy ellenőrizzék a feszültségutakat és megerősítsék a merevséget. A tartó szilárdsága az anyagtól, a geometriától és attól függ, hogy a hegesztések vagy rögzítőelemek hogyan kapcsolódnak a szerelvény többi részéhez. Ez a kapacitás dönti el, hogy a tartó kibírja-e a csúcsterhelést és a több ezer ciklust.
Szenzorkonzolok egy külső vázú illesztési házban
Az exoskeleton illesztési házban lévő érzékelőkonzoloknak és kódoló-rögzítéseknek nagy ismétlési pontosságra és hőstabilitásra van szükségük. Miért? A rögzítési tűréshatár határozza meg, hogy a kódoló megadott felbontásának mekkora része marad használható a telepítés után. Ha a rögzítés nem megismételhető, az alacsonyabb felbontású bitek instabillá válhatnak. A mérnökök ezt alátétekkel, mikro-igazítással, újrakalibrálással vagy szűréssel korrigálják. A hőstabilitás ugyanilyen fontos. A különböző anyagok eltérő sebességgel tágulnak, így az érzékelési célpont, az állórész, a ház vagy a tengely elmozdulhat egymáshoz képest. Még a legkisebb mozgás is rontja a jel minőségét. Ez a probléma a legrosszabb az üreges tengelyű, alacsony profilú vagy keret nélküli kódoló-kialakításoknál, ahol a rotor-sztátor kapcsolat a mechanikus kötegtől függ. Egy szobahőmérsékleten beállított rendszer elveszítheti a megfelelő jelgeometriát a hőtágulás, a csapágy-előterhelés változásai vagy a szerkezeti alakváltozás után.
Szenzorkonzolok gyártási folyamatai
CNC megmunkálás kis alkatrészekhez
A CNC megmunkálás kezeli az érzékelőkonzolokhoz szükséges apró részeket. A kis zsebekhez, hornyokhoz és rögzítőfuratokhoz éles szerszámokra és könnyű forgácsolásra van szükség. A gépész speciális szerszámok nélkül is szorosan meg tudja tartani ezeket a részeket. Kis és közepes volumen esetén ez az eljárás biztosítja a legjobb pontosságot. A feszültségmentesített alumínium egy gyakori kiindulási anyag, mivel a megmunkálás után is stabil marad.
Fröccsöntés nagy volumenű gyártáshoz
A fröccsöntés veszi át az irányítást, amikor a termelés felskálázásra kerül. Az acélforma egyetlen lépésben elkészíti a konzolt, és a ciklusidők másodpercekre csökkennek. A kompromisszum a kezdeti szerszámköltség. A nyomtatás prototípusoknál is működik, lehetővé téve a mérnökök számára az illeszkedés tesztelését, mielőtt elköteleződnének a forma mellett. Nagy volumenű gyártások esetén a fröccsöntés nyer az alkatrészenkénti költség tekintetében.
Érzékelőkonzolok pontossági követelményei
A rögzítőfuratok elhelyezésének szorosnak kell lennie az ismételhetőség biztosítása érdekében. Az érzékelő tájolását és a felület síkját szigorú tűréshatárokon belül kell szabályozni a jelminőség fenntartása érdekében. A méretek ismételhetősége biztosítja, hogy a rögzítés az eltávolítás és az újratelepítés után is állandó maradjon. A hőstabilitás a csatlakozás felmelegedése közben is biztosítja az érzékelő helyes beállítását. A hőmérséklettel járó növekedés vagy csavarodás a konzolon eltorzítja a leolvasott értéket. Az anyagválasztás és a geometria egyaránt szerepet játszik ebben.
Szenzorkonzolok anyagai
Az anyagválasztás során a súly, a szilárdság és a költség egyensúlyban van. A gyakori opciók közé tartozik a feszültségmentesített alumínium a precízió és a stabilitás érdekében, valamint más fémek és polimerek a súlyoptimalizált alkalmazásokhoz. Könnyű fém alkatrészekhez présöntési anyagokat, például alumínium- és magnéziumötvözeteket használnak. A fröccsöntő anyagok közé tartoznak a műszaki műanyagok.
Alumínium és magnéziumötvözetek
Az alumínium és magnéziumötvözetek jó mechanikai tulajdonságokat biztosítanak alacsony súly mellett. A magnézium könnyebb, de könnyebben korrodálódik. Az alumínium jobb egyensúlyt biztosít a legtöbb konzolhoz.
ABS és polikarbonát
Az ABS és a polikarbonát jól működik öntött konzolokhoz. Az ABS jó ütésállóságot biztosít alacsony áron. A polikarbonát szilárdságot és átlátszóságot biztosít. Mindkettő mérsékelt terhelésnek is ellenáll.
PEEK magas hőmérsékletekhez
A PEEK olyan magas hőmérsékleteket is elvisel, amelyekkel más műanyagok meghibásodnak. Meleg kötés esetén is megőrzi szilárdságát és merevségét. A költsége magasabb, ezért igényes alkalmazásokhoz is megfelelő.
Tömítés és rögzítés egy külső vázú illesztési házban
A tömítések és rögzítőelemek úgy működnek, mint egy külső váz ízületi házának immunrendszere. Megakadályozzák, hogy a por, a víz és a szennyeződés bejusson a házba. Nélkülük a csapágyak berozsdásodnak, az érzékelők elveszítik a pontosságukat, és a működtetők idő előtt meghibásodnak. A jó tömítés a kenőanyagot is a helyén tartja. A rögzítőelemek mindent egyben tartanak. Megakadályozzák, hogy a tömítések kiugorjanak, és a csapágyak elmozduljanak a helyükről.
Tömítések és rögzítőelemek gyártási folyamatai
A tömítéseket és rögzítőket öntéssel vagy megmunkálással állítják elő, az anyagtól és a mennyiségtől függően. Az elasztomer tömítések esetében a préseléses öntés gyakori, míg a rögzítőgyűrűknél a CNC esztergálást alkalmazzák.
Elasztomer tömítések présöntése
A kompressziós öntés hő és nyomás segítségével alakítja ki a gumitömítéseket. Egy gumidarabot egy fűtött formába helyeznek. A forma bezárul, és a gumi szétterül, hogy kitöltse az alakot. A megkeményedés után a tömítés elnyeri a megfelelő alakját. Ez az eljárás O-gyűrűk, tömítések és egyedi ajakos tömítések esetében működik. Jól kezeli a nagy mennyiségeket, és a szerszámköltségek is elfogadhatóak.
CNC esztergálás rögzítőgyűrűkhöz
A CNC esztergálás fémből vagy műanyagból készít rögzítőgyűrűket. Az eszterga egyetlen lépésben vágja ki a gyűrű alakját, a hornyokat és az éleket. A rögzítőgyűrűk és a spirálgyűrűk esetében az esztergálás hozza létre az alapformát. További lépések vágják ki a rést vagy hornyot. Az esztergálás pontos szabályozást biztosít a gyűrű vastagsága és átmérője felett. Ez a szabályozás fontos, amikor a gyűrű a megfelelő erővel pattan a horonyba.
A tömítések és rögzítőelemek pontossági követelményei
Horonyméretek és felületkezelés
A horony méretei határozzák meg, hogy egy tömítés mennyire jól működik. A túl mély horony lehetővé teszi a tömítés elmozdulását. A túl sekély horony túl erősen összenyomja a tömítést. Mindkét probléma szivárgást okoz. A horony belsejében lévő felületkezelés is számít. Az érdes horony a tömítőajakot a beszerelés során károsítja. A sima horony lehetővé teszi, hogy a tömítés károsodás nélkül a helyére csúszzon. Ugyanez a logika vonatkozik a rögzítőgyűrű hornyaira is. Az érdes horony feszültséget okozhat, ami megrepeszti a gyűrűt.
Interferencia illesztési tűrések
Az illesztések csavarok vagy anyák nélkül tartják a rögzítőket és a tömítéseket a helyükön. A külső rész valamivel nagyobb, mint a belső rész. Az összenyomásuk fogást hoz létre. A túl sok illesztés megrepeszti a házat. A túl kevés illesztés pedig az alkatrész kiesését okozza. A mérnökök az anyagok és a terhelés alapján számítják ki a megfelelő mennyiséget. Egy külső vázú ízületi ház esetében a rezgés még fontosabbá teszi ezt az illeszkedést. A laza rögzítő járás közben kicsordulhat.
Tömítések és rögzítőelemek anyagai
Az anyagválasztás során a rugalmasság, a vegyi ellenállás és a szilárdság egyensúlyban van. A tömítésekhez használt gyakori anyagok az elasztomerek; a rögzítőelemekhez gyakran fémeket vagy műanyagokat használnak.
Nitrilkaucsuk és Viton
A nitrilgumi jól működik olajjal és zsírral. Olcsóbb, mint a Viton. A Viton jobban bírja a magasabb hőt és az erősebb vegyszereket. Tisztítószereknek vagy nagyon forró körülményeknek kitett illesztésekhez a Viton biztonságosabb. A kompromisszum az ár.
Rozsdamentes acél rögzítőgyűrűk
A rozsdamentes acél gyűrűk nagy szilárdságúak és ellenállnak a korróziónak. Ellenállnak a rezgésnek és az ismételt összeszerelésnek. Az anyag jobban megtartja alakját, mint a műanyag gyűrűk. Nagy terhelések esetén a rozsdamentes acél a standard választás.
PTFE és UHMWPE
A PTFE alacsony súrlódású és ellenáll a vegyszereknek. Az UHMWPE nagy kopásállósággal rendelkezik. Mindkettő jól működik támasztógyűrűként vagy kopóalkatrészként. Megvédik a fő tömítést a kiszorulástól vagy sérüléstől. Egy külső vázú kötésházban ezek az anyagok meghosszabbítják a kötés élettartamát. A mérnökök gyakran végeznek végeselem-analízist (FEM), hogy ellenőrizzék, hogyan viselkednek a tömítések és a rögzítők terhelés alatt. A rögzítőrendszer szilárdsága az anyagtól, az alaktól és az illeszkedéstől függ. Egy gyenge rögzítő hamarabb meghibásodik, mint a tömítés. Ez a meghibásodás beengedi a szennyeződéseket, és tönkreteszi a csapágyakat is. Ugyanez vonatkozik az összeállításban lévő minden csapágyra. Mindegyikhez tömítésre és rögzítőre van szükség, amelyek megfelelnek a tűréshatárának és a terhelési profiljának. A gyakorlatban a tömítés és a rögzítés ugyanolyan figyelmet érdemel, mint a fő héj. Egy olcsó tömítés tönkretehet egy drága kötést.
Exoskeleton illesztési ház megmunkálása
Sokféleképpen lehet külső vázú ízületi házat készíteni. Használhatsz hagyományos CNC megmunkálást és fröccsöntést. Alkalmazhatsz additív gyártást is. Mindegyik módszer különböző pontossági szinteket és alakzati lehetőségeket kínál. A legjobb választás attól függ, hogy hány darabra van szükséged, a költségvetésedtől és a kívánt teljesítménytől. Az olyan cégek, mint a NOBLE, Kína egyik vezető gyártócége, mindezeket a lehetőségeket egy helyen kínálják. Megmunkálási készségeik segítenek az ügyfeleknek a prototípustól a teljes gyártásig eljutni beszállítóváltás nélkül.
Kivonó folyamatok
3-tengelyes és 5-tengelyes CNC megmunkálás
A háromtengelyes CNC megmunkálás alapvető formákat hoz létre. A szerszám X, Y és Z irányban mozog, miközben az alkatrész mozdulatlan marad. Jól működik egyszerű konzolokhoz és sík felületekhez. Az öttengelyes megmunkálás két esztergáló tengelyt ad hozzá. A szerszám egyetlen beállítással elérheti az alámetszéseket és a ferde felületeket. Ez sokat segít az összetett görbékkel rendelkező külső vázú ízületi házaknál. Kevesebb beállítás nagyobb pontosságot jelent. Az öttengelyes marás gyakori választás az egyedi alumínium ízületi házakhoz. A dinamikus marási tervek segítenek a vékonyfalú megmunkálásban azáltal, hogy megakadályozzák a vékony szakaszok remegését a vágás során.
Esztergálási és esztergálási műveletek
Az esztergálás kerek alakzatokat vág meg esztergán. A csapágyülések, tengelyfuratok és rögzítőgyűrű-hornyok mind az esztergálástól függenek. Az alkatrész forog, miközben a szerszám a hosszában mozog. Az esztergáló-maró műveletek egyetlen gépen ötvözik az esztergálást és a marást. Ez csökkenti a kezelési időt, és a kerek és sík alakzatok jobban illeszkednek egymáshoz. A precíziós esztergálás biztosítja a csapágyülésekhez szükséges szoros kerekséget.
Additív és 3D nyomtatási technológia
Fémadalék gyártás
A fém additív gyártás fémporból épít alkatrészeket. Egy lézer megolvasztja az egyes rétegeket, és összeolvasztja azokat az alatta lévő réteggel. Az eredmény egy teljesen tömör fém alkatrész. Ez a technológia jól működik összetett belső csatornákhoz, amelyeket nem lehet megmunkálni. A kompromisszum a felületminőség. A nyomtatott felületek utólagos megmunkálást igényelnek a csapágyülésekhez és a tömítéshornyokhoz.
Irányított energialerakódás
Az irányított energiájú leválasztás fémport vagy huzalt juttat a lézersugárba. Az anyag megolvad, amikor hozzáér az alkatrészhez. A DED a legjobban jellemzők hozzáadására vagy kopott területek javítására működik. Kevésbé elterjedt a komplett házaknál, de hasznos a hibrid gyártásnál. Egy alapvető héjat megmunkálnak, és nyomtatott jellemzőket adnak hozzá a tetejére.
A leolvasztott szálak modellezése szintén szerepet játszik, különösen a fejlesztés korai szakaszában. Az FDM olvasztott szálból rétegekben épít alkatrészeket. Ezek a 3D nyomtatott elemek jól működnek prototípusok és alacsony feszültségű alkatrészek esetében. Az FDM gyors módot kínál a mérnököknek az illeszkedés és az alak ellenőrzésére. Ezek a teherhordó 3D nyomtatott FDM elemek funkcionális tesztdarabokként szolgálnak. Lehetővé teszik a hézag és az összeszerelés ellenőrzését a fém vágása előtt. A leolvasztott szálak modellezése megbízható módot kínál a tervek kipróbálására anélkül, hogy szerszámokra kellene várni.
Formázási és öntési folyamatok
Befektetési casting
A finomöntés egy viaszmintával kezdődik. A mintát kerámiával vonják be. Miután a kerámia megkeményedik, a viasz megolvad. A fém kitölti a keletkezett üres teret. Ez az eljárás olyan összetett belső alakzatokat kezel, amelyeket a megmunkálás nem tud elérni. A felületkezelés és a pontosság a nyomtatás és az öntés közé esik.
Fröccsöntés
A fröccsöntés olvadt műanyagot kényszerít az acélöntőformába. Gyorsan fut, a ciklusidő kevesebb mint egy perc. A kezdeti szerszámköltség magas, de az alkatrészenkénti költség a mennyiséggel csökken. Nagy volumenű külső vázú ízületi házak esetében a fröccsöntés a nyerő. Az eljárás több ezer alkatrészen keresztül egységes méreteket biztosít. A NOBLE mindezeket a módszereket egyetlen beszállítóhoz hozza. Ez azt jelenti, hogy prototípust készíthet nyomtatással, validálhat öntéssel, és méretezhet öntéssel vagy megmunkálással.
Tervezési szempontok egy külső vázú közös házhoz
Egy külső vázú ízületi háznak hajlás nélkül kell elbírnia a terheket. Könnyűnek is kell maradnia. Minden plusz gramm azt jelenti, hogy a motorok keményebben dolgoznak. A mérnökök minden lépésben egyensúlyt teremtenek e két követelmény között.
Szerkezeti integritás és súlyoptimalizálás
Topológia optimalizálás és bordázás
A topológia optimalizálása megtalálja, hol van a legnagyobb szükség az anyagra. A szoftver egy anyagtömbbel indul. Eltávolít mindent, ami nem hordoz feszültséget. Ami megmarad, természetes szerkezetnek tűnik, vékonynak és hatékonynak. A bordák merevséget adnak a vékony falaknak. A terhelési útvonalak mentén elhelyezett bordák megakadályozzák a falak kihajlását. A jó bordakialakítás jelentősen növelheti a héj merevségét. Az egész ház szilárdsága attól függ, hogyan kapcsolódnak a bordák a csapágyülésekhez és a rögzítőpárnákhoz.
Végeselem-analízis validálása
A végeselemes analízis a fém forgácsolása előtt ellenőrzi a tervet. A mérnökök kis elemekből álló hálót hoznak létre az alkatrészen. Terheléseket és kényszereket alkalmaznak. A szoftver minden pontban kiszámítja a feszültséget és az elhajlást. Korán megtalálja a gyenge területeket. Szénszálas alkatrészek esetén a mérnökök egy ortotróp anyagmodellt használnak, amely figyelembe veszi a különböző irányokban jelentkező eltérő merevségi értékeket. A végeselemes módszer segít összehasonlítani a lehetőségeket. Ugyanezen elemzés alumíniumon, titánon és szénszálon történő futtatása megmutatja, hogy melyik anyag kezeli a terhelést legjobban. A végeselemes módszer a bordák elhelyezkedését is validálja. A végeselemes analízis eredményei irányítják a végső alak- és anyagválasztást.
Hőkezelés és kopásállóság
Hőelvezetési útvonalak
A hő a házon belül számos forrásból származik. A működtetők és a motorok használat közben hőt termelnek. A belső elektronika további hőt ad. A felhasználó testhője azonban ront a helyzeten. Az ízületi érintkezési pontok felforrósodnak a súrlódás és a feszültség miatt. Az ízület körüli korlátozott szellőzés felfogja a hőt. A bélés szigetelőrétegei blokkolják a hőelvezetést. Az izzadságból származó nedvesség csökkenti a hűtést és bőrirritációt okoz. A dinamikus működés változó hőterhelést hoz létre. A mérnökök olyan utakat terveznek, amelyeken a hő kiáramlik. Lamellákat, vezetőképes betéteket és légáramlási csatornákat használnak a hő elvezetésére az érzékeny részektől.
Felületkezelések és bevonatok
A külső héjak ABS műanyagot, szénszálat vagy alumíniumötvözeteket használnak. Minden anyag másképp vezeti és szigeteli a hőt. A belső érintkező rétegek memóriahabot és hálót használnak. Ezek az anyagok védik a felhasználót, de egyben megtartják a hőt is. A szövetekkel kombinált szerves polimerek növelik a hőszigetelést. Ez a fokozott szigetelés megváltoztatja az egész illesztés hőválaszát. Az olyan bevonatok, mint az alumínium kemény eloxálása, kopásálló réteget képeznek. Javítják a korrózióállóságot orvosi vagy kültéri használatra.
Összeszerelés és karbantartás Hozzáférés
Moduláris kialakítás a terepi cseréhez
A moduláris kialakítás lehetővé teszi a technikus számára a sérült héj gyors cseréjét. A szabványos rögzítők és csatlakozók csökkentik az állásidőt. A moduláris csatlakozásnak szilárdságban meg kell egyeznie az eredeti kialakítással. A tesztek igazolják, hogy a csatlakozás ismételt terhelések alatt is ellenáll. Ez a megközelítés a fejlesztéseket is támogatja. Egy újabb működtető ugyanabba a házba illeszkedhet.
Tolerancia Stack-Up Management
A tűrések összeadódnak az összeállításban. Egy felső határon lévő tengelyfurat és egy alsó határon lévő csapágy laza illeszkedést eredményez. Ez a laza illeszkedés rezgést és zajt okoz. A tűréshatár-elemzés előrejelzi a legrosszabb rést. A mérnökök az egyes tűréseket úgy állítják be, hogy a végső összeszerelés a specifikációnak megfelelő maradjon. A végső kötés pontossága ezen rétegek kezelésétől függ. A csavarozott kötések szilárdsága a megfelelő előfeszítéstől függ. Egy laza csavar csökkenti a csatlakozás szilárdságát. Egy szoros csavar elrontja a menetet. A jó rétegkezelés biztosítja, hogy minden rögzítőelem megfelelően működjön.
Gyakran használt anyagok külső vázú ízületi házakhoz
Az exoskeleton ízületi házak anyagai széles skálát ölelnek fel. Gyakori választások az alumíniumötvözetek és az acél, amelyek magas szilárdság-tömeg arányukat és kifáradási ellenállásukat mutatják. Polimerek, mint például az ABS, szintén megjelennek, főként 3D nyomtatott prototípusokhoz. Minden anyag más kompromisszumokat von maga után.
Fémek
6061-T6 és 7075-T6 alumínium
A 6061-T6 és a 7075-T6 alumínium a két leggyakoribb ötvözet a csatlakozóházakhoz. Jól megmunkálhatók és nagy szilárdságot biztosítanak. De kulcsfontosságú különbségek vannak közöttük. Íme egy összehasonlítás:
| Ingatlanok | 6061-T6 | 7075‑T6 / 7075‑T651 |
| Szakítószilárdság | 276 MPa | 503 MPa |
| Kifáradási szilárdság | 96 MPa | 160 MPa |
| Rugalmassági modulus | 71.0 GPa | 71.7 GPa |
| Korróziós ellenállás | Önpassziváló Al₂O₃-oxid film (stabil) | 1.2–2.0% rezet tartalmaz; bevonatot igényel |
| Bevonási követelmény | Nincs zord környezeti körülményekhez | Passziválni vagy bevonatolni kell |
A 6061-ről 7075-re való váltás azonos szakítóterhelés mellett körülbelül 45%-kal csökkenti a keresztmetszeti területet. A merevség azonban közel azonos marad. Ha a kihajlás befolyásolja a kialakítást, a 7075 nem kínál semmilyen előnyt. Nagy ciklusszámú használathoz a 7075 vagy a szénszál a jobb választás. A fejlett hőre keményedő vagy eloxált többrétegű bevonatok tömítik a 7075-T6 mikroporozitásait. Ezek a bevonatok megakadályozzák a nedvesség okozta feszültségkorróziós repedéseket nagyfrekvenciás ciklikus terhelés alatt, 10 millió járási cikluson túl. A lezárt kemény eloxált felületek több mint 2,000 órás sópermet-tesztet is ellenállnak gödrösödés nélkül.
Titán Ti-6Al-4V
A Ti-6Al-4V titán erősebb, mint mindkét alumíniumötvözet, és könnyebb, mint az acél. Jól tűri a hőt és a korróziót. Az orvosi külső vázak gyakran használják, mert együttműködik az emberi testtel. A kompromisszum a költség és a megmunkálási nehézségek. A titán ellenáll a vágóerőnek, és fontonként drágább. De azokban az alkalmazásokban, ahol a súly és a korrózióállóság a legfontosabb, kitölti azt az űrt, amelyet az alumínium nem tud.
Rozsdamentes acél 17-4 PH
A 17‑4 PH rozsdamentes acél a nagy kopásnak kitett csuklóház alkatrészekben jelenik meg. Csapágyházak, csuklócsapok és forgáspontok egyaránt használják. Nehéz, de strapabíró és olcsó. Egyes passzív külső vázak rugóacélt használnak a rugalmas energiatároláshoz. A speciális ötvözetek extrém ciklikus terheléseket is elviselnek. Az acél nem az elsődleges választás a súlykritikus kialakításokhoz, de a tartósság szempontjából megállja a helyét.
Polimerek és kompozitok
PEEK és PEI
A PEEK és a PEI (Ultem néven forgalmazzák) műszaki műanyagok, amelyeket csuklóperselyekhez és csapágyfelületekhez használnak. Zsírozás nélkül is ellenállnak a kopásnak. Ez csökkenti a súlyt és a költségeket. Olyan formákra is önthetők, amelyeket alumíniumból drága lenne megmunkálni. Külső vázú csuklóházakhoz ezek a műanyagok jól működnek ott, ahol a kenés nem praktikus.
Szénszálas és üvegszálas kompozitok
A szénszállal erősített polimerek kiváló szilárdság-tömeg aránnyal rendelkeznek. De törékenyek. Könnyen viselik az ütéseket. A mátrixanyagok UV-fény, hőmérséklet-változás és nedvesség hatására elbomlanak. Ez delaminációt és szilárdságvesztést okoz. Az üvegszálas kompozitok olcsóbbak, de nehezebbek. Mindkettőt gondos tervezésnek kell alávetni a hirtelen meghibásodás elkerülése érdekében.
PLA és ABS 3D nyomtatott prototípusokhoz
A korai stádiumú prototípusokhoz az ABS és a PLA elterjedt. A mérnökök olvasztott leválasztásos modellezést (FDM) használnak ezeknek az alkatrészeknek a gyors nyomtatásához. A polimer szál egy fűtött fúvókán halad át, és rétegekben épül fel. Ezek a teherhordó 3D nyomtatott elemek jól használhatók az illeszkedés és a hézag ellenőrzésére. Nem végső gyártásra szánják őket. De az olvasztott leválasztásos modellezés gyors módszert kínál az alakzatok tesztelésére. A mérnökök a nyomtatásra a sebesség és az alacsony költség miatt támaszkodnak. Ezeknek a nyomtatott alkatrészeknek az anyagtulajdonságai elég jók a prototípuskészítéshez. Ezért olyan elterjedt az ABS-sel történő nyomtatás a kezdeti szakaszban.
Kiválasztási kritériumok és erősségi kompromisszumok
Erő-tömeg arány
Alapvető kompromisszum van a szilárdság, a súly és a tartósság között. Az alumíniumötvözetek könnyűek, de ismételt terhelés alatt hajlamosak eltörni. Az acél nagyobb szilárdságot biztosít, de súlyt ad, ami csökkenti az akkumulátor élettartamát és a felhasználói kényelmet. A szénszálas kompozitok kiváló szilárdság-tömeg aránnyal rendelkeznek, de nehezen megjósolható módon romlanak.
Költség és megmunkálhatóság
A költségek és a gyártási mennyiség határozzák meg az anyagválasztást. A 6061 olcsó és könnyen beszerezhető. A szénszál drága és lassan gyártható. A kis volumenű gyártás a megmunkált fémet részesíti előnyben. A nagy volumenű gyártás a fröccsöntött műanyagot indokolja. A megmunkálhatóság is számít. Az alumínium gyorsan vág. A titán koptatja a szerszámokat.
Korrózió- és fáradtságállóság
A korrózióállóság biztosítja a kötés működőképességét zord körülmények között. A 6061-es alumínium önmagában is stabil oxidréteget képez. A 7075-ös bevonatot réztartalma miatt igényel. A kifáradási ellenállás ugyanilyen fontos. A 6061-T6 alumínium kifáradási szilárdsága 96 MPa. A 7075-T6 eléri a 160 MPa-t. Nagy ciklusszámú használat esetén a 7075-ös vagy a szénszálas anyagok a legjobbak. Maguk a kötési mechanizmusok gyakran a meghibásodási pontot jelentik. A normál golyóscsapágyak és perselyek gyorsan elkopnak nagyfrekvenciás terhelés alatt. A házban lévő csapágynak ugyanezekkel az igényekkel kell szembenéznie. A csapágyaknak ismételt ciklusokat kell elviselniük kopás nélkül. A hatékony önkenő anyagok hiánya növeli a karbantartási igényeket. A mérnökök az anyagválasztáskor olyan mechanikai tulajdonságokat vizsgálnak, mint a kifáradási szilárdság. A teljes szerelvény szilárdsága a megfelelő kiválasztástól függ. Végeselem-módszerrel is elemzik a terhelés alatti viselkedést. Az anyagtulajdonságok irányítanak minden döntést. A helyes választás dönt a tartós és a korán meghibásodó kötés között.
A NOBLE szakértelme az exoskeleton közös lakhatásban
A NOBLE egy olyan gyártópartner, amely fémmel és műanyaggal dolgozik. Külső vázú illesztési ház alkatrészeket készítünk olyan csapatok számára, akiknek szigorú tűréshatárokra és állandó minőségre van szükségük. Műhelyünkben fém- és műanyagmegmunkálásokat is végzünk. Ez a keverés fontos, mert egy illesztési ház ritkán használ csak egyféle anyagot.
Fém- és műanyag-feldolgozási képességek
CNC megmunkálás, öntés és fröccsöntés
CNC megmunkálást, öntést és fröccsöntést végzünk egy helyen. Ez azt jelenti, hogy a megmunkált alumínium héj, az öntött működtető tartó és a fröccsöntött érzékelő konzol mind tőlünk származik. Elkerülheti a hibáztatást, ami akkor történik, amikor három beszállító egymásra mutogat. Műanyag alkatrészek esetében ABS-t és más mérnöki minőségű anyagokat fröccsöntünk. Támogatjuk a korai illesztések és szerelvények nyomtatását is. Ha gyors prototípusra van szüksége a szerszámozás előtt, a nyomtatással gyorsan megkapja az alkatrészt.
Tervezési, prototípus-készítési és összeszerelési szolgáltatások
Csapatunk segít a tervezésben, a prototípus-készítésben és az összeszerelésben. Átnézzük a rajzokat, rámutatunk a nehezen megmunkálható jellemzőkre, és költségcsökkentő változtatásokat javasolunk. Ezután jönnek a prototípusok, majd a teljes összeszerelés. Bepréseljük a csapágyüléseket, beszereljük a rögzítőgyűrűket, és ellenőrizzük az illeszkedést, mielőtt bármit is kiszállítanánk. A végső egység szilárdsága ezektől a lépésektől függ, ezért az összeszerelést a gyártás részének tekintjük, nem pedig valaminek, amit később adunk hozzá.
Tanúsítványok és minőségbiztosítás
Rendelkezünk releváns minőségirányítási tanúsítványokkal, beleértve az orvostechnikai eszközökre vonatkozókat is. Ezek a tanúsítványok nem csupán faldekorációk. Meghatározzák a munka dokumentálásának, a személyzet képzésének és a változtatási megbízások kezelésének módját.
Teljes körű nyomonkövethetőségi és ellenőrzési protokollok
Minden tétel visszakövethető az anyagtanúsítványáig és a gépnaplójáig. Ellenőrizzük a bejövő készletet, a folyamatban lévő jellemzőket és a kész alkatrészeket. A koordináta-mérő gép (CMM) ellenőrzései megerősítik a furat átmérőjét, a furat helyzetét és a síkfelületet. Ha egy méret eltolódik, észrevesszük, mielőtt az halmozási problémát okozna. Ez a fegyelem védi az egyes illesztések szilárdságát és az ütemterv szilárdságát.
A tervezéstől az összeszerelésig
Együttműködő mérnöki támogatás
Mérnöki csapatod kiterjesztéseként dolgozunk. Küldj nekünk egy modellt, és mi megmondjuk, hogy mi gyártja, mennyibe kerül, és hol hibásodhat meg. Ez az oda-vissza kommunikáció megspórolja a revíziós ciklusokat.
Teljes körű gyártás és tesztelés
Az első cikktől a teljes gyártásig mi intézzük a megmunkálást, fröccsöntést, kidolgozást és tesztelést. Ön egy partnert, egy minőségbiztosítási rendszert és egy kapcsolattartót kap. Ez a NOBLE mögött álló koncepció.
Minden külső vázú illesztési ház ugyanazokból az alapvető alkatrészekből áll: a fő héjból, csapágyülésekből, működtető és motortartókból, érzékelőkonzolokból, valamint tömítő- és rögzítőelemekből. Mindegyiknek megvan a saját gyártási folyamata, precíziós célpontjai és anyagválasztási lehetőségei. Ezeknek a választásoknak meg kell egyezniük a csatlakozás terhelésével, súlyával és környezetével.
A megmunkálás, az öntés, a fröccsöntés és a 3D nyomtatás mind szerepet játszik ebben. Az anyagválasztás is, amely egyensúlyt teremt a szilárdság, a súly, a költség és a korrózióállóság között. Ha a ház megfelelő, a csatlakozás működik.
Gyakran ismételt kérdések az Exoskeleton közös lakhatással kapcsolatban
Miből készül egy külső váz ízületi háza?
Az exoszkeleton csatlakozóházakat gyakran alumíniumötvözetekből, például 6061-T6-ból készítik. A Ti-6Al-4V titánt orvosi vagy korrozív környezetben használják. A szénszálerősítésű polimerek biztosítják a legjobb szilárdság-tömeg arányt. A PEEK perselyekhez és csapágyfelületekhez használható. A választás a terheléstől, a súlytól és a környezettől függ.
Miért olyan fontos a csapágyülés pontossága?
Ha a furat laza, a csapágy elfordulhat a helyén. Ha túl szoros, a futógyűrű összenyomódik. Mindkét esetben a csatlakozás energiát pazarol és gyorsan elkopik. A furat átmérője, a kerekdedség, a koaxialitás és a merőlegesség védi a csapágyat. Ha ezeket jól állítjuk be, a csatlakozás több ezer cikluson keresztül simán fog működni.
Lehet 3D-ben nyomtatni egy külső váz ízületi házát?
Prototípusokat lehet nyomtatni, de a nyomtatott alkatrészek nem olyan erősek, mint a kovácsolt fém. Az olvasztott leválasztásos modellezés (FDM) nagyszerű az illeszkedés és a hézag korai ellenőrzésére. A fém additív gyártás sűrű fém alkatrészeket hoz létre komplex belső csatornákkal. Ezeket az alkatrészeket a nyomtatás után még meg kell munkálni a csapágyülésekhez és a tömítéshornyokhoz.
Milyen tűréshatárokra van szükség az érzékelőkonzoloknak?
A rögzítőfurat elhelyezését, az érzékelő tájolását, a felület síkját és az ismételhetőséget szigorúan ellenőrizni kell. A hőstabilitás is fontos, mivel az anyagok eltérő sebességgel tágulnak.
Hogyan védik a tömítések és a rögzítőelemek az ízületet?
A tömítések távol tartják a port, a vizet és a szennyeződéseket. A kenőanyagot is bent tartják. A rögzítők megakadályozzák a tömítések kiesését és a csapágyak elmozdulását. A tömítőanyagokat a környezeti feltételeknek megfelelően választják ki; a fémgyűrűk jól bírják a rezgést és az ismételt összeszerelést.
Mit jelent a topológia optimalizálás a lakástervezésben?
A topológia optimalizálása egy tömör anyagtömbbel kezdődik. A szoftver eltávolít minden olyan anyagot, amely nem hordoz feszültséget. Az eredmény egy vékony, hatékony forma, amely természetesnek tűnik. A bordázás merevebbé teszi a vékony falakat. A jó bordamintázat jelentősen növelheti a héj merevségét.
Miért van szükség bevonatra a 7075 alumínium esetében?
Az alumínium 7075 rezet tartalmaz, amely megakadályozza a természetes oxidréteg kialakulását. E réteg nélkül a nedvesség feszültségkorróziós repedéseket okozhat. A passzivált vagy eloxált bevonat lezárja a felületet. A lezárt kemény eloxált felületek több mint 2,000 órányi sópermet-tesztet is kibírnak gödrösödés nélkül.
Mikor érdemes titánt választani az alumínium helyett?
A Ti-6Al-4V titán olyan hő- és korrózióálló, amire az alumínium nem képes. Biokompatibilis is, ami fontos az orvosi külső vázak esetében. Hátránya a költség és a megmunkálás nehézsége. Súlykritikus kötésekhez zord vagy orvosi környezetben a titán ott működik jól, ahol az alumínium nem.
