Rangka sendi eksoskeleton biasanya memiliki beberapa bagian utama: cangkang rangka utama, dudukan bantalan, dudukan aktuator dan motor, braket sensor, komponen penyegelan dan penahan, serta antarmuka pengikat. Rangka luar ini menahan aktuator, motor, dan sistem transmisi, serta menangani transfer beban dan kontrol gerakan. Pasar eksoskeleton global diperkirakan akan tumbuh dari $850 juta pada tahun 2025 menjadi $2.2 miliar pada tahun 2030, sehingga presisi dan material dari bagian-bagian ini secara langsung memengaruhi kinerja. Proses manufaktur, persyaratan presisi, dan pilihan material untuk setiap komponen sangat penting untuk mencapai keandalan dan daya tahan yang dibutuhkan dalam eksoskeleton modern. Memahami faktor-faktor ini adalah kunci untuk menghasilkan sendi yang efektif.
Rangka Utama Perumahan dalam Rangka Luar Perumahan Gabungan
Cangkang utama rangka merupakan struktur penahan beban utama dari rangka sendi eksoskeleton. Ia membungkus aktuator, motor, dan sistem transmisi, sehingga menanggung sebagian besar beban yang diterima sendi. Anggap saja sebagai rangka dari rangka. Jika cangkang ini melentur atau berubah bentuk, seluruh sendi akan kehilangan kesejajaran, dan komponen aus di dalamnya akan menanggung akibatnya.
Proses Manufaktur untuk Cangkang Utama
Pemesinan CNC dari Billet
Pemesinan CNC dari billet adalah pilihan utama untuk cangkang presisi tinggi. Sebuah blok padat aluminium AL6061-T6 diukir hingga menjadi bentuk akhir. Paduan ini sering muncul dalam pembuatan rangka luar (exoskeleton) karena mudah diproses dengan mesin dan memiliki toleransi yang ketat. Alur kerja biasanya mengikuti urutan tertentu:
- Pilih materialnya — aluminium AL6061-T6 adalah titik awal yang umum untuk aplikasi rangka luar (exoskeleton).
- Kendalikan toleransi dimensi selama proses pemesinan, terutama pada titik-titik penyambungan dan antarmuka dengan modul lain, sehingga semuanya sejajar selama perakitan.
- Pertahankan integritas struktural di sekitar area berdinding tipis dan fitur-fitur rumit untuk mencegah deformasi atau pelemahan.
- Selesaikan permukaannya — bersihkan bagian tersebut terlebih dahulu, kemudian lakukan sandblasting dan anodisasi. Sandblasting menghilangkan bekas pahat dan tanda-tanda langkah untuk tampilan matte yang seragam. Anodisasi menambahkan ketahanan terhadap korosi, permukaan yang keras dan tahan gores, serta tampilan yang lebih baik.
Pengecoran Cetakan dan Pengecoran Investasi
Pengecoran cetakan dan pengecoran investasi juga digunakan untuk cangkang utama. Pengecoran cetakan bekerja dengan baik untuk volume yang lebih tinggi di mana biaya per bagian menjadi pertimbangan penting. Pengecoran investasi menangani geometri internal yang kompleks. Kedua metode ini memangkas waktu pemesinan, tetapi mengorbankan sebagian presisi dibandingkan dengan pengerjaan dari bahan baku.
Manufaktur Aditif untuk Prototipe
Manufaktur aditif, atau pencetakan 3D, sangat unggul selama pembuatan prototipe. Pencetakan memungkinkan para insinyur untuk menguji kesesuaian dan bentuk sebelum membuat perkakas. Anda dapat mencetak cangkang dalam semalam, memasangnya ke alat uji, dan mempelajari sesuatu di pagi harinya. Namun, ada konsekuensi yang jelas: pencetakan menawarkan kecepatan dan kebebasan geometri, tetapi sifat mekanik bagian yang dicetak biasanya kurang unggul dibandingkan logam tempa.
Persyaratan Presisi untuk Cangkang Utama
Toleransi Dimensi dan Geometri
Ketelitian dimulai dari titik-titik antarmuka. Lubang baut, lubang bantalan, dan permukaan sambungan modul semuanya membutuhkan kontrol yang ketat. Toleransi yang longgar pada satu antarmuka akan berdampak buruk pada seluruh rakitan. Toleransi geometris mencakup kerataan, tegak lurus, dan posisi, dan penandaan ini mencegah cangkang berubah bentuk.
Spesifikasi Permukaan Akhir
Kualitas permukaan memengaruhi daya tahan terhadap kelelahan dan kinerja segel. Permukaan yang kasar menciptakan titik konsentrasi tegangan di mana retakan mulai terbentuk. Permukaan kasar juga merusak O-ring dan gasket. Proses sandblasting dan anodisasi memperbaiki permukaan, tetapi hasil akhir pemesinan di bawahnya tetap menjadi patokan.
Bahan untuk Cangkang Utama
Pemilihan material menentukan berat, biaya, dan daya tahan. Berikut perbandingan pilihan umum yang tersedia:
| Bahan | Karakteristik Utama | Aplikasi khas |
| Paduan aluminium | Hemat biaya, mudah dikerjakan, hasil akhir permukaan bagus, cocok untuk produksi volume tinggi. | Kotak pelindung yang diproduksi massal, komponen yang sensitif terhadap biaya. |
| Paduan titanium | Tahan suhu tinggi, biokompatibel, tahan korosi | Lingkungan korosif atau bersuhu tinggi |
| Polimer yang diperkuat serat karbon | Rasio kekuatan terhadap berat terbaik, ekspansi termal mendekati nol, kekakuan tinggi. | Rumah instrumen presisi, rangka performa. |
Paduan Aluminium 6061 dan 7075
Aluminium 6061 dan 7075 membentuk dasar paduan aluminium untuk sebagian besar cangkang. Grade 6061 mudah dilas dan dikerjakan dengan mesin. Grade 7075 memberikan kekuatan lebih tetapi harganya lebih mahal dan lebih sulit diproses dengan mesin pemotong. Untuk produksi volume tinggi yang sensitif terhadap biaya, aluminium lebih unggul.
Paduan Titanium Ti-6Al-4V
Ti-6Al-4V mampu menahan panas dan korosi yang tidak dapat ditahan oleh aluminium. Selain itu, material ini juga memiliki biokompatibilitas, yang penting untuk kerangka luar medis (exoskeleton). Kelemahannya adalah harga dan kesulitan dalam proses pemesinan.
Polimer yang Diperkuat Serat Karbon
CFRP memberikan rasio kekuatan terhadap berat terbaik di antara kelompok material lainnya. Material ini juga memiliki ekspansi termal mendekati nol dan kekakuan yang tinggi. Rumah optik dan pengukuran presisi menggunakan CFRP karena alasan-alasan tersebut. Harga awalnya memang paling tinggi, meskipun biaya perawatannya tetap rendah.
Tidak ada satu material pun yang selalu unggul di semua situasi. Pilihan yang tepat bergantung pada kondisi operasi, volume produksi, dan anggaran. Para insinyur sering menjalankan analisis FEM untuk membandingkan jalur tegangan di berbagai desain yang diusulkan, dan analisis FEM juga memvalidasi apakah suatu cangkang memenuhi target kekuatannya sebelum logam dipotong. Material yang lebih ringan seperti ABS lebih sering digunakan pada braket prototipe daripada pada cangkang penahan beban, karena kekuatannya tidak dapat menandingi logam. Dari sudut pandang praktis, jalur manufaktur dan pilihan material saling terkait — Anda tidak dapat memisahkan keduanya.
Dudukan dan Lubang Bantalan pada Rumah Sendi Eksoskeleton
Dudukan dan lubang bantalan berada di tengah setiap rumah sendi rangka luar. Dudukan dan lubang ini menahan bantalan yang memungkinkan sendi berputar dengan lancar. Jika dudukan ini tidak tepat, sendi akan membuang energi dan cepat aus. Kecocokan antara lubang dan bantalan mengubah efisiensi sendi dan ketahanan aus. Lubang yang longgar memungkinkan bantalan berputar di tempatnya. Lubang yang terlalu rapat akan menghancurkan jalur bantalan. Dalam kedua kasus tersebut, sendi akan rusak.
Proses Pembuatan Dudukan Bantalan
Pengeboran dan Pelebaran Lubang Presisi
Pengeboran presisi memotong lubang hingga ukuran yang sangat kecil. Alat berujung tunggal berputar di dalam lubang dan mengikis material. Operator dapat menyesuaikan pemotongan dalam langkah-langkah kecil. Kontrol ini membuat pengeboran sempurna untuk pekerjaan dengan toleransi ketat. Pengerjaan pelebaran lubang dilakukan setelah pengeboran ketika lubang membutuhkan hasil akhir yang lebih halus. Reamer multi-mata menghilangkan lapisan tipis material dan meninggalkan lubang yang bersih dan bulat. Bersama-sama, kedua langkah ini membangun fondasi untuk dudukan bantalan yang tepat.
Menggiling dan Mengasah
Penggilingan dilakukan ketika lubang membutuhkan hasil akhir yang lebih halus. Roda abrasif berputar di permukaan lubang dan menghilangkan sedikit material. Hasilnya adalah permukaan yang sangat halus dengan kontrol dimensi yang presisi. Pengasahan (honing) melangkah lebih jauh. Alat pengasahan menggunakan batu abrasif untuk memoles lubang dan memperbaiki kesalahan bentuk kecil. Proses ini meningkatkan kebulatan dan kelurusan. Untuk rumah sambungan rangka luar yang mengalami gerakan konstan, langkah-langkah ini sangat penting. Langkah-langkah ini mengurangi gesekan dan memperpanjang umur bantalan.
Persyaratan Presisi untuk Dudukan Bantalan
Diameter dan Kebulatan Lubang
Toleransi diameter lubang menentukan bagaimana bantalan terpasang. Jika celahnya terlalu besar, bantalan akan bergetar. Jika terlalu kecil, bantalan akan macet. Kebulatan mencegah permukaan bantalan berubah bentuk di bawah beban. Lubang yang tidak bulat akan menekan bantalan di titik-titik tertentu. Tekanan yang tidak merata tersebut menyebabkan kegagalan dini. Presisi yang dibutuhkan di sini termasuk yang paling ketat di seluruh rumah bantalan.
Koaksialitas dan Tegak Lurus
Koaksialitas memastikan dua atau lebih lubang bor memiliki garis tengah yang sama. Pada sambungan dengan bantalan di kedua sisi, ketidaksejajaran memaksa poros untuk bengkok. Pembengkokan tersebut membebani bantalan secara tidak merata. Tegak lurus menjaga lubang bor tetap tegak lurus terhadap permukaan pemasangan. Jika lubang bor miring, bantalan menanggung beban aksial yang tidak dirancang untuknya. Kedua hal tersebut melindungi bantalan dan poros. Keduanya juga menjaga agar sambungan tetap berputar dengan benar selama ribuan siklus.
Bahan untuk Dudukan Bantalan
Pemilihan material untuk dudukan bantalan bergantung pada beban, kecepatan, dan pelumasan. Berikut perbandingan pilihan umum yang tersedia:
| Bahan | Fitur | Suhu Layanan Maksimum |
| PTFE perawan | Ketahanan kimia yang tinggi dan efisiensi operasional. | 200 ℃ |
| HYPATITE® PTFE | Permeabilitas monomer lebih rendah dan ketahanan terhadap kompresi dan deformasi lebih tinggi dibandingkan material PTFE lainnya. | 260 ℃ / 270 ℃ |
| PTFE berisi karbon | Ketahanan terhadap panas dan abrasi yang sangat baik. | 260 ℃ / 270 ℃ |
| FILLTITE® | Ketahanan panas tertinggi di antara material berbasis PTFE. | 300 ℃ |
| Grafit | Sangat cocok untuk penggunaan pada suhu tinggi. | 500 ℃ |
| Logam | Sangat cocok untuk suhu tinggi dan penggunaan yang abrasif. | 500 ℃ / 525 ℃ |
| MENGINTIP | Ketahanan panas dan kekuatan mekanik yang lebih tinggi | 270 ℃ |
| PTFE yang diisi serat kaca dengan MoS2 | Ketahanan abrasi dan efisiensi operasional yang lebih tinggi | 230 ℃ |
| Nilon dengan MoS2 | Kekuatan mekanik lebih tinggi | 140 ℃ |
Sisipan Baja Keras
Sisipan baja yang dikeraskan mampu menangani beban terberat. Sisipan ini tahan aus dan mempertahankan bentuknya di bawah tekanan. Saat dudukan bantalan dibuat dari baja yang dikeraskan, lubangnya tetap presisi bahkan setelah jutaan siklus. Sisipan ini ditekan ke dalam rumah bantalan atau dikencangkan dengan baut. Material rumah bantalan kemudian dapat lebih ringan dan lebih murah. Desain terpisah ini menghemat berat tanpa mengurangi kekuatan.
Paduan Perunggu dan Kuningan
Paduan perunggu dan kuningan menawarkan perilaku bantalan yang baik. Paduan ini bekerja dengan baik untuk kontak bergerak. Bushing, selongsong, pelat aus, dan bagian geser sering mengandalkan jenis paduan ini. Perunggu C93200 adalah pilihan umum untuk jenis pekerjaan ini. Paduan ini memiliki perilaku bantalan yang baik dan mampu menangani kontak bergerak dengan baik. Paduan ini juga lebih tahan korosi daripada baja di beberapa lingkungan. Harganya lebih murah daripada baja yang dikeraskan dan mudah dikerjakan dengan mesin.
Plastik Rekayasa PEEK dan PTFE
PEEK dan senyawa pengisinya, terutama yang mengandung PTFE, serat karbon, atau pengisi perunggu, memiliki gesekan rendah dan ketahanan aus yang baik. Mereka tidak memerlukan pelumasan yang dibutuhkan oleh kontak logam-ke-logam. Hal ini menjadikan PEEK sebagai pengganti umum untuk perunggu, kuningan, dan baja keras pada bushing, bantalan, roda gigi, dan pelat aus. PEEK bekerja dengan baik di tempat-tempat di mana pelumasan tidak praktis, dilarang, atau menimbulkan risiko kontaminasi. Senyawa PEEK kelas bantalan yang diisi dengan PTFE dan grafit atau serat karbon dapat beroperasi kering terhadap poros logam. Kinerja gesekan dan keausannya sebanding dengan bushing perunggu. Mereka juga menghindari masalah korosi dan retensi pelumas perunggu di lingkungan yang terpapar pencucian atau bahan kimia. Untuk rumah sendi eksoskeleton yang digunakan di ruang bersih atau lingkungan medis, hal ini sangat penting. Sifat mekanik PEEK bertahan dengan baik di bawah gerakan berulang. PTFE memberikan gesekan yang lebih rendah tetapi kekuatan yang lebih rendah. Para insinyur sering menggabungkan keduanya untuk menyeimbangkan kinerja.
Dari sudut pandang praktis, dudukan bantalan menentukan karakter sambungan. Dudukan yang dibuat dengan baik dan menggunakan material yang tepat akan menjaga rumah sambungan rangka luar tetap berfungsi dengan lancar selama bertahun-tahun. Dudukan yang buruk akan cepat rusak dan merusak bantalan. Bantalan di dalamnya bergantung pada dudukan ini untuk penyelarasan dan penopang. Jika lubangnya tepat, bantalan akan berfungsi dengan baik. Jika salah, tidak ada presisi di tempat lain yang dapat menyelamatkan sambungan tersebut. Logika yang sama berlaku untuk setiap bantalan dalam rakitan. Masing-masing membutuhkan dudukan yang sesuai dengan toleransi dan profil bebannya. Itulah mengapa pengerjaan dudukan bantalan layak mendapat perhatian yang sama seperti cangkang utama.
Dudukan Aktuator dan Motor dalam Rumah Sendi Eksoskeleton
Sendi-sendi eksoskeleton tungkai bawah dapat menampung berbagai jenis motor di dalam rumah sendi eksoskeleton. Motor BLDC tanpa rangka terdapat pada sendi siku, lutut, dan pergelangan tangan. Para insinyur juga menggunakan motor dengan reduktor roda gigi, motor dengan kabel Bowden, aktuator pneumatik, dan aktuator elastis seri. Motor roda gigi planet torsi tinggi, penggerak kuasi-langsung, dan penggerak rasio tinggi dengan roda gigi harmonik melengkapi daftar tersebut. Setiap jenis aktuator membutuhkan dudukan yang menyelaraskan rotor secara tepat dengan sistem penggerak. Dudukan yang tidak sejajar akan membuang daya dan mempercepat keausan komponen.
Proses Manufaktur untuk Dudukan Aktuator
Mesin CNC Penggilingan dan Pengeboran
Pemesinan CNC menangani pelat aktuator. Empat pelat terpisah diproses pada CNC. Kopling motor-gearbox baja diputar dan diratakan pada mesin bubut, kemudian dibor dan dibuat lubang tirus pada mesin milling. Poros encoder melalui langkah-langkah yang sama — diputar pada mesin bubut, dibor pada mesin milling. Kopling penghubung kaki aktuator terbuat dari aluminium, diputar pada mesin bubut dan dibor pada mesin milling. Operasi ini mengontrol bagaimana lubang baut sejajar dengan pusat lubang.
Fabrikasi dan Pengelasan Logam Lembaran
Lembaran logam menurunkan biaya untuk bagian rangka yang tidak menanggung beban berat. Sebagian besar bagian terbuat dari lembaran logam aluminium tipis. Pekerjaannya hanya memotong atau mengebor lembaran tersebut. Untuk bagian poros encoder yang kritis, mesin bubut adalah pilihan terbaik. Pencetakan 3D resolusi tinggi juga dapat digunakan untuk prototipe. Pengelasan menyatukan bagian-bagian tersebut menjadi sub-rangka yang dipasang dengan baut ke rumah (housing).
Persyaratan Presisi untuk Dudukan Aktuator
Toleransi Posisi Lubang
Dudukan motor memerlukan posisi lubang yang terkontrol pada pola baut. Toleransi posisi sebenarnya mencegah baut menarik motor keluar dari pusat. CMM atau pemeriksaan pin memastikan lubang-lubang tersebut sejajar. Keberhasilan perakitan bergantung pada GD&T yang diterapkan pada fitur-fitur ini. Selalu cantumkan kerataan, tegak lurus, dan posisi sebenarnya pada gambar dudukan aktuator. Tanpa keterangan ini, dudukan akan menyebabkan getaran sejak hari pertama.
Kerataan dan Penyelarasan Sudut
Kerataan permukaan dudukan mencegah motor miring. Lubang panduan dan pola baut diperiksa terhadap permukaan acuan yang sama. Pemeriksaan tersebut mendeteksi kemiringan sebelum motor dikencangkan dengan baut.
Posisi lubang saja tidak menjamin keselarasan sudut. Kesalahan tegak lurus kecil di dasar dudukan akan berkembang menjadi pergeseran yang lebih besar pada ketinggian kerja motor. Toleransi tegak lurus dan posisi sebenarnya yang terkait dengan datum fungsional mengontrol keselarasan tersebut dengan cermat. Pin dowel atau pilot yang dikerjakan dengan mesin memberikan presisi tinggi yang dibutuhkan. Lubang celah tidak dapat menangani beban dinamis dari motor yang sedang beroperasi.
Material untuk Dudukan Aktuator
Pemilihan material bergantung pada beban, berat, dan lingkungan.
Besi tahan karat
Baja tahan karat memberikan ketahanan terhadap korosi dan kekuatan. Ia mampu menahan beban yang lebih tinggi dari aktuator yang bertenaga. Kelemahannya adalah bobotnya. Untuk sendi tungkai bawah di mana daya tahan lebih penting daripada bobot, baja tahan karat adalah pilihan yang tepat.
Paduan Aluminium
Paduan aluminium menyeimbangkan kekuatan dan berat. Proses pemesinan cepat dan harganya lebih murah daripada baja tahan karat. Untuk dudukan yang menahan beban sedang, aluminium adalah standar. Paduan yang sama yang digunakan pada cangkang utama — 6061 dan 7075 — juga cocok digunakan di sini. Sifat-sifatnya sesuai dengan rentang beban.
Nilon Berisi Kaca
Nylon yang diperkuat serat kaca memberikan sifat mekanik yang baik dengan bobot lebih ringan daripada logam. Material ini mampu menahan beban sedang dan tahan terhadap deformasi akibat tekanan berulang. Material ini sangat cocok untuk sambungan yang lebih ringan di mana setiap gram sangat berarti. Pencetakan injeksi mempercepat produksi.
Presisi sangat penting untuk menjaga keutuhan seluruh dudukan. Motor yang tidak berada di tengah akan bergetar, menyebabkan keausan bantalan, dan menguras daya. Dudukan menghadapi tuntutan yang sama seperti cangkang utama: mempertahankan posisi, menahan beban, dan bertahan hingga ribuan siklus. Beberapa desain canggih menambahkan pelat yang terhubung dengan sistem penggerak, sehingga penyelarasan dudukan menjadi lebih penting. Dudukan harus menjaga agar sumbu motor dan sistem penggerak tetap sejajar. Para insinyur menjalankan analisis FEM pada desain dudukan untuk memeriksa jalur tegangan dan memastikan kekakuannya. Kekuatan dudukan bergantung pada material, geometri, dan bagaimana pengelasan atau pengencang terhubung dengan bagian rakitan lainnya. Kapasitas tersebut menentukan apakah dudukan dapat bertahan dalam kondisi puncak dan ribuan siklus.
Braket Sensor pada Rumah Sendi Eksoskeleton
Braket sensor dan dudukan encoder di dalam rumah sambungan rangka luar membutuhkan pengulangan dan stabilitas termal yang tinggi. Mengapa? Toleransi pemasangan menentukan seberapa banyak resolusi spesifik encoder yang tetap dapat digunakan setelah pemasangan. Jika pemasangan tidak berulang, bit resolusi rendah dapat menjadi tidak stabil. Para insinyur kemudian memperbaikinya dengan penambahan shim, penyelarasan mikro, kalibrasi ulang, atau penyaringan. Stabilitas termal sama pentingnya. Material yang berbeda memuai dengan laju yang berbeda, sehingga target penginderaan, stator, rumah, atau poros dapat bergeser relatif satu sama lain. Bahkan pergerakan kecil pun dapat merusak kualitas sinyal. Masalah ini paling buruk pada desain encoder poros berongga, profil rendah, atau tanpa rangka di mana hubungan rotor-stator bergantung pada susunan mekanis. Sistem yang diselaraskan pada suhu ruangan dapat kehilangan geometri sinyal yang tepat setelah ekspansi termal, perubahan pramuat bantalan, atau defleksi struktural.
Proses Pembuatan Braket Sensor
Pemesinan CNC untuk Fitur Kecil
Pemesinan CNC menangani fitur-fitur kecil yang dibutuhkan braket sensor. Kantong, celah, dan lubang pemasangan yang kecil membutuhkan alat yang tajam dan pemotongan yang ringan. Seorang operator mesin dapat mempertahankan posisi yang tepat pada fitur-fitur ini tanpa alat khusus. Untuk volume rendah dan menengah, metode ini memberikan presisi terbaik. Aluminium yang telah dihilangkan tegangan internalnya adalah bahan baku awal yang umum karena tetap stabil setelah pemesinan.
Pencetakan Injeksi untuk Volume Tinggi
Pencetakan injeksi menjadi pilihan utama ketika produksi meningkat skalanya. Cetakan baja membentuk braket dalam satu kali proses, dan waktu siklus turun menjadi hitungan detik. Kekurangannya adalah biaya perkakas awal yang tinggi. Pencetakan juga cocok untuk prototipe, memungkinkan para insinyur untuk menguji kecocokan sebelum menggunakan cetakan yang sebenarnya. Untuk produksi dalam jumlah besar, pencetakan injeksi lebih unggul dalam hal biaya per bagian.
Persyaratan Presisi untuk Braket Sensor
Penempatan lubang pemasangan harus tepat untuk memastikan pengulangan. Orientasi sensor dan kerataan permukaan harus dikontrol dalam toleransi yang ketat untuk mempertahankan kualitas sinyal. Pengulangan dimensi memastikan bahwa pemasangan tetap konsisten setelah dilepas dan dipasang kembali. Stabilitas termal menjaga sensor tetap sejajar saat sambungan memanas. Braket yang memuai atau berputar karena suhu akan mengganggu pembacaan. Pilihan material dan geometri keduanya berperan di sini.
Bahan untuk Braket Sensor
Pemilihan material menyeimbangkan berat, kekuatan, dan biaya. Pilihan umum meliputi aluminium yang telah dihilangkan tegangan internalnya untuk presisi dan stabilitas, serta logam dan polimer lain untuk aplikasi yang dioptimalkan beratnya. Material cetakan die casting seperti paduan aluminium dan magnesium digunakan untuk komponen logam ringan. Material cetakan injeksi meliputi plastik teknik.
Paduan Aluminium dan Magnesium
Paduan aluminium dan magnesium memberikan sifat mekanik yang baik dengan bobot rendah. Magnesium lebih ringan, tetapi lebih mudah berkorosi. Aluminium menawarkan keseimbangan yang lebih baik untuk sebagian besar braket.
ABS dan Polikarbonat
ABS dan polikarbonat cocok untuk braket cetak. ABS memberikan ketahanan benturan yang baik dengan biaya rendah. Polikarbonat menambah kekuatan dan kejernihan. Keduanya cocok untuk beban sedang.
PEEK untuk Suhu Tinggi
PEEK mampu menahan suhu tinggi di mana plastik lain gagal. Material ini mempertahankan kekuatan dan kekakuannya saat sambungan mengalami suhu tinggi. Biayanya lebih tinggi, sehingga cocok untuk aplikasi yang menuntut kinerja tinggi.
Penyegelan dan Retensi pada Rumah Sendi Eksoskeleton
Segel dan penahan berfungsi seperti sistem kekebalan tubuh pada rumah sendi kerangka luar. Mereka mencegah debu, air, dan kotoran masuk ke dalam. Tanpa mereka, bantalan akan berkarat, sensor kehilangan akurasi, dan aktuator akan cepat rusak. Segel yang baik juga menjaga pelumas tetap di tempatnya. Bagian penahan menjaga agar semuanya tetap terpasang. Mereka mencegah segel terlepas dan bantalan bergeser dari tempatnya.
Proses Pembuatan Segel dan Penahan
Segel dan penahan diproduksi melalui proses pencetakan atau pemesinan, tergantung pada material dan volumenya. Pencetakan kompresi umum digunakan untuk segel elastomer, sedangkan pembubutan CNC digunakan untuk cincin penahan.
Pencetakan Kompresi untuk Segel Elastomer
Pencetakan kompresi membentuk segel karet menggunakan panas dan tekanan. Sepotong karet ditempatkan dalam cetakan yang dipanaskan. Cetakan tertutup, dan karet menyebar untuk mengisi bentuknya. Setelah mengeras, segel memiliki bentuk yang tepat. Proses ini cocok untuk cincin-O, gasket, dan segel bibir khusus. Proses ini mampu menangani volume tinggi dengan baik dan menjaga biaya perkakas tetap wajar.
Pembubutan CNC untuk Cincin Penahan
Mesin bubut CNC membuat cincin penahan dari bahan logam atau plastik. Mesin bubut memotong bentuk cincin, alur, dan tepinya dalam satu langkah. Untuk cincin jepret dan cincin spiral, pembubutan menciptakan bentuk dasarnya. Langkah tambahan memotong celah atau alur. Pembubutan memberikan kontrol yang ketat terhadap ketebalan dan diameter cincin. Kontrol tersebut penting ketika cincin terpasang ke dalam alur dengan gaya yang tepat.
Persyaratan Presisi untuk Segel dan Penahan
Dimensi Alur dan Finishing Permukaan
Dimensi alur menentukan seberapa baik segel berfungsi. Alur yang terlalu dalam memungkinkan segel bergerak. Alur yang terlalu dangkal menekan segel terlalu keras. Kedua masalah ini menyebabkan kebocoran. Kekasaran permukaan di dalam alur juga penting. Alur yang kasar merusak bibir segel selama pemasangan. Alur yang halus memungkinkan segel meluncur ke tempatnya tanpa kerusakan. Logika yang sama berlaku untuk alur cincin penahan. Alur yang kasar dapat menyebabkan tekanan yang menyebabkan cincin retak.
Toleransi Pemasangan Interferensi
Pemasangan dengan sistem interferensi menahan penahan dan segel di tempatnya tanpa sekrup atau baut. Bagian luar sedikit lebih besar daripada bagian dalam. Menekan keduanya bersama-sama menciptakan cengkeraman. Interferensi yang terlalu besar akan menyebabkan retak pada wadah. Interferensi yang terlalu kecil akan menyebabkan bagian tersebut terlepas. Para insinyur menghitung jumlah yang tepat berdasarkan material dan beban. Untuk wadah sendi eksoskeleton, getaran membuat pemasangan ini menjadi lebih penting. Penahan yang longgar dapat terlepas saat berjalan.
Bahan untuk Segel dan Penahan
Pemilihan material menyeimbangkan fleksibilitas, ketahanan kimia, dan kekuatan. Material umum untuk segel meliputi elastomer; penahan sering menggunakan logam atau plastik.
Karet Nitril dan Viton
Karet nitril bekerja dengan baik dengan minyak dan gemuk. Harganya lebih murah daripada Viton. Viton dapat menahan panas yang lebih tinggi dan bahan kimia yang lebih kuat. Untuk sambungan yang terpapar pembersih atau kondisi yang sangat panas, Viton lebih aman. Namun, kekurangannya adalah harganya.
Cincin Penahan Baja Tahan Karat
Cincin baja tahan karat memiliki kekuatan tinggi dan tahan korosi. Cincin ini tahan terhadap getaran dan pemasangan berulang. Material ini mempertahankan bentuknya lebih baik daripada cincin plastik. Untuk beban berat, baja tahan karat adalah pilihan standar.
PTFE dan UHMWPE
PTFE memiliki gesekan rendah dan tahan terhadap bahan kimia. UHMWPE memiliki ketahanan aus yang tinggi. Keduanya berfungsi dengan baik sebagai cincin cadangan atau komponen tahan aus. Keduanya melindungi segel utama agar tidak terlepas atau rusak. Pada rumah sambungan rangka luar, material ini membuat sambungan lebih awet. Para insinyur sering menjalankan analisis FEM untuk memeriksa bagaimana segel dan penahan berperilaku di bawah beban. Kekuatan sistem penahan bergantung pada material, bentuk, dan kecocokan. Penahan yang lemah akan rusak sebelum segel. Kerusakan tersebut memungkinkan kotoran masuk dan juga merusak bantalan. Hal yang sama berlaku untuk setiap bantalan dalam rakitan. Masing-masing membutuhkan segel dan penahan yang sesuai dengan toleransi dan profil bebannya. Dalam praktiknya, penyegelan dan penahan layak mendapat perhatian yang sama seperti cangkang utama. Segel yang murah dapat merusak sambungan yang mahal.
Pemesinan untuk Rumah Sendi Eksoskeleton
Ada banyak cara untuk membuat rumah sendi eksoskeleton. Anda dapat menggunakan permesinan CNC biasa dan cetakan injeksi. Anda juga dapat menggunakan manufaktur aditif. Setiap metode memberikan tingkat presisi dan pilihan bentuk yang berbeda. Pilihan terbaik bergantung pada berapa banyak yang Anda butuhkan, anggaran Anda, dan kinerja yang Anda inginkan. Perusahaan seperti NOBLE, perusahaan manufaktur terkemuka di Tiongkok, menawarkan semua opsi ini di satu tempat. Keterampilan permesinan mereka membantu klien beralih dari prototipe ke produksi penuh tanpa mengganti pemasok.
Proses Subtraktif
Mesin CNC 3-Sumbu dan 5-Sumbu
Pemesinan CNC tiga sumbu menghasilkan bentuk dasar. Alat bergerak pada sumbu X, Y, dan Z sementara bagian tetap diam. Ini bekerja dengan baik untuk braket sederhana dan permukaan datar. Pemesinan lima sumbu menambahkan dua sumbu putar. Alat dapat menjangkau bagian yang menjorok dan permukaan miring dalam satu kali pengaturan. Ini sangat membantu untuk rumah sambungan rangka luar dengan kurva kompleks. Lebih sedikit pengaturan berarti akurasi yang lebih baik. Penggilingan lima sumbu adalah pilihan umum untuk rumah sambungan aluminium khusus. Rencana penggilingan dinamis membantu pemesinan dinding tipis dengan menghentikan bagian tipis agar tidak bergetar selama pemotongan.
Operasi Pembubutan dan Pembubutan-Penggilingan
Proses pembubutan menghasilkan bentuk-bentuk bulat pada mesin bubut. Dudukan bantalan, lubang poros, dan alur cincin penahan semuanya bergantung pada proses pembubutan. Bagian yang dikerjakan berputar sementara pahat bergerak sepanjang panjangnya. Operasi bubut-penggilingan menggabungkan pembubutan dan penggilingan dalam satu mesin. Hal ini mengurangi waktu penanganan dan membuat bentuk bulat dan datar lebih sejajar. Pembubutan presisi memberikan kebulatan yang tepat yang dibutuhkan oleh dudukan bantalan.
Teknologi Pencetakan Aditif dan 3D
Pembuatan Aditif Logam
Manufaktur aditif logam membangun komponen dari bubuk logam. Laser melelehkan setiap lapisan dan menggabungkannya dengan lapisan di bawahnya. Hasilnya adalah komponen logam yang padat sempurna. Teknologi ini bekerja dengan baik untuk saluran internal kompleks yang tidak dapat dikerjakan dengan mesin. Kelemahannya adalah hasil akhir permukaan. Permukaan yang dicetak memerlukan pengerjaan mesin tambahan untuk dudukan bantalan dan alur segel.
Deposisi Energi Terarah
Deposisi energi terarah (Directed Energy Deposition/DED) memasukkan bubuk logam atau kawat ke dalam sinar laser. Material tersebut meleleh saat menyentuh bagian tersebut. DED paling efektif untuk menambahkan fitur atau memperbaiki area yang aus. Metode ini kurang umum untuk pembuatan casing lengkap, tetapi berguna untuk manufaktur hibrida. Anda membuat cangkang dasar dengan mesin dan menambahkan fitur yang dicetak di atasnya.
Fused deposition modeling (FDM) juga berperan penting, terutama pada tahap awal pengembangan. FDM membuat komponen dari filamen yang dilelehkan secara berlapis. Elemen cetak 3D ini bekerja dengan baik untuk prototipe dan komponen dengan tegangan rendah. FDM memberi para insinyur cara cepat untuk memeriksa kesesuaian dan bentuk. Elemen cetak 3D penahan beban dari FDM ini berfungsi sebagai komponen uji fungsional. Ini memungkinkan Anda untuk memeriksa jarak bebas dan perakitan sebelum memotong logam. FDM menawarkan cara yang andal untuk mencoba desain tanpa menunggu pembuatan perkakas.
Proses Pembentukan dan Pencetakan
Pemilihan investasi
Pengecoran investasi dimulai dengan pola lilin. Pola tersebut dilapisi keramik. Setelah keramik mengeras, lilin meleleh. Logam mengisi ruang kosong yang tertinggal. Proses ini menangani bentuk internal yang kompleks yang tidak dapat dicapai oleh pemesinan. Hasil akhir permukaan dan presisinya berada di antara pencetakan dan pengecoran.
Cetakan Injeksi
Pencetakan injeksi memaksa plastik cair masuk ke dalam cetakan baja. Proses ini berjalan cepat, dengan waktu siklus kurang dari satu menit. Biaya perkakas awal memang tinggi, tetapi biaya per bagian menurun seiring dengan volume produksi. Untuk rumah sendi rangka luar (exoskeleton) bervolume tinggi, pencetakan injeksi lebih unggul. Proses ini memberikan dimensi yang konsisten di ribuan bagian. NOBLE menghadirkan semua metode ini ke satu pemasok. Artinya, Anda dapat membuat prototipe dengan pencetakan, memvalidasi dengan pengecoran, dan meningkatkan skala produksi dengan pencetakan atau pemesinan.
Pertimbangan Desain untuk Rumah Sendi Eksoskeleton
Rumah sambungan rangka luar harus mampu menahan beban tanpa bengkok. Selain itu, ia juga harus tetap ringan. Setiap gram tambahan berarti motor harus bekerja lebih keras. Para insinyur menyeimbangkan kedua tuntutan ini di setiap langkah.
Integritas Struktural dan Optimalisasi Berat
Optimasi Topologi dan Pembuatan Rusuk
Optimasi topologi menemukan di mana material paling dibutuhkan. Perangkat lunak dimulai dengan blok material. Ia menghilangkan semua yang tidak menahan tegangan. Apa yang tersisa tampak seperti struktur alami, tipis dan efisien. Penambahan rusuk memberikan kekakuan pada dinding tipis. Rusuk yang ditempatkan di sepanjang jalur beban mencegah dinding melengkung. Pola rusuk yang baik dapat secara signifikan meningkatkan kekakuan cangkang. Kekuatan seluruh wadah bergantung pada bagaimana rusuk terhubung ke dudukan bantalan dan bantalan pemasangan.
Validasi Analisis Elemen Hingga
Analisis elemen hingga (finite element analysis/FEM) memeriksa desain sebelum pemotongan logam. Para insinyur membuat jaring elemen-elemen kecil pada bagian tersebut. Mereka menerapkan beban dan batasan. Perangkat lunak menghitung tegangan dan defleksi di setiap titik. Perangkat lunak ini menemukan area lemah sejak dini. Untuk bagian serat karbon, para insinyur menggunakan model material ortotropik yang memperhitungkan nilai kekakuan yang berbeda dalam arah yang berbeda. Metode elemen hingga membantu membandingkan berbagai pilihan. Menjalankan analisis yang sama pada aluminium, titanium, dan serat karbon menunjukkan material mana yang paling baik menahan beban. Metode elemen hingga juga memvalidasi penempatan rusuk. Hasil analisis FEM memandu bentuk akhir dan pilihan material.
Manajemen Termal dan Ketahanan Aus
Jalur Disipasi Panas
Panas berasal dari beberapa sumber di dalam casing. Aktuator dan motor menghasilkan panas selama penggunaan. Komponen elektronik di dalamnya menambah panas. Panas tubuh pengguna memperburuk keadaan. Titik kontak sambungan menjadi panas akibat gesekan dan tekanan. Ventilasi yang terbatas di sekitar sambungan memerangkap panas tersebut. Lapisan isolasi pada bantalan menghalangi pembuangan panas. Kelembapan dari keringat mengurangi pendinginan dan menyebabkan iritasi kulit. Pengoperasian dinamis menciptakan beban termal yang bervariasi. Para insinyur merancang jalur agar panas dapat mengalir keluar. Mereka menggunakan sirip, bantalan konduktif, dan saluran aliran udara untuk memindahkan panas dari bagian-bagian yang sensitif.
Perawatan dan Pelapisan Permukaan
Cangkang luar menggunakan plastik ABS, serat karbon, atau paduan aluminium. Setiap material menghantarkan dan mengisolasi panas secara berbeda. Lapisan kontak bagian dalam menggunakan busa memori dan jaring. Material ini melindungi pengguna tetapi juga memerangkap panas. Polimer organik dengan kain meningkatkan isolasi termal. Peningkatan isolasi tersebut mengubah respons termal seluruh sendi. Pelapis seperti anodisasi keras pada aluminium menambahkan lapisan tahan aus. Lapisan ini meningkatkan ketahanan korosi untuk penggunaan medis atau di luar ruangan.
Aksesibilitas Perakitan dan Pemeliharaan
Desain Modular untuk Penggantian di Lapangan
Desain modular memungkinkan teknisi untuk mengganti cangkang yang rusak dengan cepat. Pengencang dan konektor standar mengurangi waktu henti. Sambungan modular harus sesuai dengan desain aslinya dalam hal kekuatan. Pengujian membuktikan bahwa sambungan tersebut tahan terhadap beban berulang. Pendekatan ini juga mendukung peningkatan. Aktuator yang lebih baru dapat dipasang pada wadah yang sama.
Manajemen Penumpukan Toleransi
Toleransi terakumulasi di seluruh perakitan. Lubang poros pada batas atasnya dengan bantalan pada batas bawahnya menciptakan kecocokan yang longgar. Kecocokan yang longgar tersebut menyebabkan getaran dan kebisingan. Analisis penumpukan toleransi memprediksi celah terburuk. Para insinyur menyesuaikan toleransi individual untuk menjaga perakitan akhir tetap sesuai spesifikasi. Presisi sambungan akhir bergantung pada pengelolaan penumpukan ini. Kekuatan sambungan baut bergantung pada pramuat yang tepat. Baut yang longgar mengurangi kekuatan sambungan. Baut yang terlalu kencang merusak ulir. Pengelolaan penumpukan yang baik menjaga setiap pengencang berfungsi dengan benar.
Bahan-Bahan yang Umum Digunakan untuk Rumah Sendi Eksoskeleton
Material yang digunakan dalam rangka sendi eksoskeleton sangat beragam. Pilihan umum meliputi paduan aluminium dan baja karena rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi dan ketahanan terhadap kelelahan. Polimer seperti ABS juga digunakan, terutama untuk prototipe yang dicetak 3D. Setiap material memiliki kelebihan dan kekurangan yang berbeda.
Logam
Aluminium 6061-T6 dan 7075-T6
Aluminium 6061-T6 dan 7075-T6 adalah dua paduan yang paling umum digunakan untuk rumah sambungan. Keduanya mudah dikerjakan dan menawarkan kekuatan yang baik. Namun, keduanya berbeda dalam beberapa hal penting. Berikut perbandingannya:
| Milik | 6061‑T6 | 7075‑T6 / 7075‑T651 |
| Kekuatan Hasil Tarik | 276 MPa | 503 MPa |
| Kekuatan Kelelahan | 96 MPa | 160 MPa |
| Modulus elastis | 71.0 GPa | 71.7 GPa |
| Ketahanan Korosi | Lapisan oksida Al₂O₃ yang dapat melakukan pasivasi sendiri (stabil) | Mengandung 1.2–2.0% tembaga; memerlukan pelapisan. |
| Persyaratan Pelapisan | Tidak cocok untuk lingkungan yang keras. | Harus dipasivasi atau dilapisi |
Penggantian dari 6061 ke 7075 mengurangi luas penampang sekitar 45% untuk beban tarik yang sama. Namun, kekakuannya hampir tetap sama. Jika tekukan menjadi pertimbangan utama dalam desain, 7075 tidak memberikan manfaat. Untuk penggunaan siklus tinggi, 7075 atau serat karbon adalah pilihan yang lebih baik. Lapisan multi-lapisan termoset atau anodisasi canggih menyegel pori-pori mikro pada 7075-T6. Lapisan tersebut menghentikan keretakan korosi tegangan akibat kelembapan di bawah beban siklik frekuensi tinggi hingga lebih dari 10 juta siklus gerak. Permukaan anodisasi keras yang tersegel juga tahan terhadap pengujian semprotan garam selama lebih dari 2,000 jam tanpa mengalami korosi lubang.
Titanium Ti-6Al-4V
Titanium Ti-6Al-4V lebih kuat daripada paduan aluminium dan lebih ringan daripada baja. Material ini tahan terhadap panas dan korosi. Eksoskeleton medis sering menggunakannya karena sesuai dengan tubuh manusia. Kelemahannya adalah biaya dan kesulitan pengerjaan. Titanium sulit diproses dengan mesin pemotong dan harganya lebih mahal per pon. Namun, untuk penggunaan di mana berat dan ketahanan korosi sangat penting, titanium mengisi celah yang tidak dapat diisi oleh aluminium.
Baja Tahan Karat 17-4 PH
Baja tahan karat 17-4 PH banyak digunakan pada bagian rumah sambungan yang mengalami keausan tinggi. Rumah bantalan, pin sambungan, dan titik tumpu semuanya menggunakan baja ini. Baja ini berat tetapi kuat dan murah. Beberapa kerangka luar pasif menggunakan baja pegas untuk penyimpanan energi elastis. Paduan khusus menangani beban siklik ekstrem. Baja bukanlah pilihan utama untuk desain yang sangat memperhatikan berat, tetapi untuk daya tahan, baja tetap unggul.
Polimer dan Komposit
PEEK dan PEI
PEEK dan PEI (dijual sebagai Ultem) adalah plastik rekayasa yang digunakan untuk bushing sambungan dan permukaan bantalan. Plastik ini tahan aus tanpa pelumas. Hal ini mengurangi berat dan biaya. Plastik ini juga dapat dibentuk menjadi berbagai bentuk yang akan mahal jika dibuat dari aluminium. Untuk rumah sambungan rangka luar (exoskeleton), plastik ini sangat cocok digunakan di tempat yang pelumasan tidak praktis.
Komposit Serat Karbon dan Serat Kaca
Polimer yang diperkuat serat karbon memiliki rasio kekuatan terhadap berat yang sangat baik. Namun, polimer ini rapuh. Polimer ini mudah rusak akibat benturan. Material matriksnya mudah rusak akibat sinar UV, perubahan suhu, dan kelembapan. Hal ini menyebabkan delaminasi dan hilangnya kekuatan. Komposit serat kaca harganya lebih murah tetapi beratnya lebih besar. Keduanya membutuhkan desain yang cermat untuk menghindari kegagalan mendadak.
PLA dan ABS untuk Prototipe Cetak 3D
Untuk prototipe tahap awal, ABS dan PLA umum digunakan. Para insinyur menggunakan fused deposition modeling (FDM) untuk mencetak bagian-bagian ini dengan cepat. Filamen polimer dialirkan melalui nosel yang dipanaskan dan menumpuk berlapis-lapis. Elemen cetak 3D penahan beban ini berfungsi dengan baik untuk memeriksa kesesuaian dan jarak bebas. Elemen ini tidak dimaksudkan untuk produksi akhir. Namun, fused deposition modeling memberikan cara cepat untuk menguji bentuk. Para insinyur mengandalkan pencetakan untuk kecepatan dan biaya rendah. Sifat material dari bagian-bagian yang dicetak ini cukup baik untuk pembuatan prototipe. Itulah mengapa pencetakan dengan ABS sangat umum digunakan pada tahap awal.
Kriteria Seleksi dan Pertimbangan Kekuatan
Rasio Kekuatan-ke-Berat
Terdapat pertimbangan mendasar antara kekuatan, berat, dan daya tahan. Paduan aluminium ringan tetapi cenderung gagal di bawah beban berulang. Baja menawarkan kekuatan yang lebih baik tetapi menambah berat yang mengurangi masa pakai baterai dan kenyamanan pengguna. Komposit serat karbon memiliki rasio kekuatan terhadap berat yang sangat baik tetapi gagal dengan cara yang sulit diprediksi.
Biaya dan Kemampuan Mesin
Biaya dan volume produksi menentukan pilihan material. Aluminium 6061 murah dan mudah didapatkan. Serat karbon mahal dan lambat diproduksi. Produksi volume rendah lebih menyukai logam yang diolah dengan mesin. Produksi volume tinggi membenarkan penggunaan plastik cetakan injeksi. Kemampuan diolah dengan mesin juga penting. Aluminium cepat dipotong. Titanium cepat merusak perkakas.
Ketahanan terhadap Korosi dan Kelelahan
Ketahanan terhadap korosi menjaga agar sambungan tetap berfungsi dalam kondisi yang keras. Aluminium 6061 membentuk lapisan oksida yang stabil dengan sendirinya. 7075 membutuhkan pelapisan karena kandungan tembaganya. Ketahanan terhadap kelelahan sama pentingnya. Aluminium 6061-T6 memiliki kekuatan kelelahan 96 MPa. 7075-T6 mencapai 160 MPa. Untuk penggunaan siklus tinggi, 7075 atau serat karbon lebih unggul. Mekanisme sambungan itu sendiri seringkali menjadi titik kegagalan. Bantalan bola dan bushing normal cepat aus di bawah beban frekuensi tinggi. Bantalan di dalam rumah bantalan menghadapi kebutuhan yang sama. Bantalan harus mampu menangani siklus berulang tanpa aus. Kurangnya material pelumas mandiri yang efektif meningkatkan kebutuhan perawatan. Para insinyur mempertimbangkan sifat mekanik seperti kekuatan kelelahan saat memilih material. Kekuatan seluruh rakitan bergantung pada pilihan yang tepat. Mereka juga menjalankan analisis metode elemen hingga untuk memeriksa perilaku di bawah beban. Sifat material memandu setiap keputusan. Memilih material yang tepat menentukan antara sambungan yang tahan lama dan sambungan yang cepat rusak.
Keahlian NOBLE dalam Perumahan Sendi Eksoskeleton
NOBLE adalah mitra manufaktur yang bekerja dengan logam dan plastik. Kami membuat komponen rumah sendi eksoskeleton untuk tim yang membutuhkan toleransi ketat dan kualitas yang stabil. Bengkel kami menangani pengerjaan logam dan plastik. Perpaduan itu penting, karena rumah sendi jarang hanya menggunakan satu material.
Kemampuan Pengolahan Logam dan Plastik
Pemesinan CNC, Pengecoran, dan Pencetakan Injeksi
Kami melakukan pemesinan CNC, pengecoran, dan pencetakan injeksi semuanya di satu tempat. Itu berarti cangkang aluminium yang diproses dengan mesin, dudukan aktuator cor, dan braket sensor cetakan semuanya dapat berasal dari kami. Anda menghindari saling menyalahkan yang terjadi ketika tiga vendor saling menunjuk jari. Untuk komponen plastik, kami mencetak ABS dan jenis plastik teknik lainnya. Kami juga mendukung pencetakan untuk pemasangan dan perlengkapan awal. Jika Anda membutuhkan prototipe cepat sebelum pembuatan perkakas, pencetakan akan memberi Anda komponen dengan cepat.
Layanan Desain, Pembuatan Prototipe, dan Perakitan
Tim kami membantu dalam hal desain, pembuatan prototipe, dan perakitan. Kami meninjau gambar Anda, menunjukkan fitur-fitur yang sulit dikerjakan dengan mesin, dan menyarankan perubahan yang dapat mengurangi biaya. Prototipe dibuat selanjutnya, kemudian perakitan lengkap. Kami memasang dudukan bantalan, memasang cincin penahan, dan memeriksa kecocokan sebelum barang dikirim. Kekuatan unit akhir bergantung pada langkah-langkah ini, jadi kami memperlakukan perakitan sebagai bagian dari produksi, bukan sesuatu yang kami tambahkan kemudian.
Sertifikasi dan Jaminan Mutu
Kami memiliki sertifikasi manajemen mutu yang relevan, termasuk untuk perangkat medis. Sertifikasi ini bukan sekadar hiasan dinding. Sertifikasi ini membentuk cara kami mendokumentasikan pekerjaan, melatih staf, dan menangani perubahan pesanan.
Protokol Ketertelusuran dan Inspeksi Lengkap
Setiap lot dapat dilacak kembali ke sertifikat material dan catatan mesinnya. Kami memeriksa stok yang masuk, fitur dalam proses, dan bagian yang sudah jadi. Pemeriksaan CMM memastikan diameter lubang, posisi lubang, dan kerataan. Jika dimensinya menyimpang, kami akan mendeteksinya sebelum menjadi masalah penumpukan. Disiplin tersebut melindungi kekuatan setiap sambungan dan kekuatan jadwal Anda.
Dari Desain hingga Perakitan
Dukungan Teknik Kolaboratif
Kami bekerja sebagai perpanjangan dari tim teknik Anda. Kirimkan model kepada kami, dan kami akan memberi tahu Anda mesin apa itu, berapa biayanya, dan di mana kemungkinan terjadi kegagalan. Proses bolak-balik ini menghemat siklus revisi.
Produksi dan Pengujian Ujung-ke-Ujung
Dari prototipe pertama hingga produksi massal, kami menangani pengerjaan mesin, pencetakan, penyelesaian akhir, dan pengujian. Anda mendapatkan satu mitra, satu sistem mutu, dan satu titik kontak. Itulah ide utama di balik NOBLE.
Setiap rumah sendi eksoskeleton pada dasarnya terdiri dari bagian-bagian inti yang sama: cangkang utama, dudukan bantalan, dudukan aktuator dan motor, braket sensor, serta komponen penyegelan dan penahan. Masing-masing memiliki proses manufaktur, target presisi, dan pilihan materialnya sendiri. Pilihan-pilihan tersebut harus sesuai dengan beban, berat, dan lingkungan yang akan dihadapi oleh sendi tersebut.
Pemesinan, pengecoran, pencetakan, dan pencetakan 3D semuanya berperan di sini. Begitu pula pemilihan material, yang menyeimbangkan kekuatan, berat, biaya, dan ketahanan terhadap korosi. Jika wadahnya tepat, sambungan akan berfungsi dengan baik.
Pertanyaan yang Sering Diajukan (FAQ) tentang Rumah Sendi Eksoskeleton
Terbuat dari apa rumah sendi rangka luar (exoskeleton joint housing)?
Rumah sendi eksoskeleton sering dibuat dari paduan aluminium seperti 6061-T6. Titanium Ti-6Al-4V digunakan di lingkungan medis atau korosif. Polimer yang diperkuat serat karbon memberikan rasio kekuatan terhadap berat terbaik. PEEK cocok untuk bushing dan permukaan bantalan. Pilihan tergantung pada beban, berat, dan lingkungan sekitarnya.
Mengapa presisi dudukan bantalan sangat penting?
Jika lubangnya longgar, bantalan dapat berputar di tempatnya. Jika terlalu kencang, alur bantalan akan hancur. Dalam kedua kasus tersebut, sambungan akan membuang energi dan cepat aus. Diameter lubang, kebulatan, koaksialitas, dan tegak lurus melindungi bantalan. Jika semua ini diperhatikan dengan benar, sambungan akan berjalan lancar selama ribuan siklus.
Bisakah Anda mencetak 3D rumah sendi eksoskeleton?
Anda dapat mencetak prototipe, tetapi bagian yang dicetak tidak sekuat logam tempa. Pemodelan deposisi fusi (FDM) sangat bagus untuk pemeriksaan awal kesesuaian dan jarak bebas. Manufaktur aditif logam menghasilkan bagian logam padat dengan saluran internal yang kompleks. Bagian-bagian ini masih perlu dikerjakan dengan mesin setelah dicetak untuk dudukan bantalan dan alur segel.
Toleransi apa yang dibutuhkan oleh braket sensor?
Penempatan lubang pemasangan, orientasi sensor, kerataan permukaan, dan pengulangan harus dikontrol dengan ketat. Stabilitas termal juga penting karena material memuai dengan laju yang berbeda.
Bagaimana cara segel dan penahan melindungi sambungan?
Seal berfungsi untuk mencegah debu, air, dan kotoran masuk. Seal juga menjaga agar pelumas tetap berada di dalam. Penahan (retainer) mencegah seal terlepas dan bantalan bergeser. Material seal dipilih berdasarkan lingkungan kerja; cincin logam tahan terhadap getaran dan perakitan berulang.
Apa itu optimasi topologi dalam desain perumahan?
Optimasi topologi dimulai dengan blok material padat. Perangkat lunak menghilangkan semua material yang tidak menahan tegangan. Hasilnya adalah bentuk tipis dan efisien yang terlihat alami. Penambahan rusuk membuat dinding tipis lebih kaku. Pola rusuk yang baik dapat secara signifikan meningkatkan kekakuan cangkang.
Mengapa aluminium 7075 membutuhkan lapisan pelindung?
Aluminium 7075 mengandung tembaga, yang mencegah pembentukan lapisan oksida alami. Tanpa lapisan ini, kelembapan dapat menyebabkan retak korosi tegangan. Lapisan pasivasi atau anodisasi menyegel permukaan. Permukaan anodisasi keras yang disegel dapat bertahan lebih dari 2,000 jam pengujian semprotan garam tanpa mengalami pengikisan.
Kapan Anda harus memilih titanium daripada aluminium?
Titanium Ti-6Al-4V dapat menahan panas dan korosi yang tidak dapat ditahan oleh aluminium. Selain itu, titanium juga biokompatibel, yang penting untuk kerangka luar medis. Kekurangannya adalah biaya dan kesulitan dalam pengerjaan mesin. Untuk sendi yang sangat sensitif terhadap berat dalam lingkungan yang keras atau medis, titanium berfungsi di mana aluminium tidak.
