Экзоскелеттік қосылыс корпусы әдетте бірнеше негізгі бөліктен тұрады: негізгі корпус қабығы, мойынтірек орындықтары, жетек және қозғалтқыш бекіткіштері, сенсорлық кронштейндер, тығыздау және ұстап тұру компоненттері және бекіткіш интерфейстері. Бұл сыртқы рамада жетектерді, қозғалтқыштарды және беріліс жүйелері орналасқан, сонымен қатар жүктемені беру мен қозғалысты басқаруды басқарады. Әлемдік экзоскелет нарығы 2025 жылы 850 миллион доллардан 2030 жылға қарай 2.2 миллиард долларға дейін өседі деп күтілуде, сондықтан бұл бөлшектердің дәлдігі мен материалдары өнімділікке тікелей әсер етеді. Өндіріс процесі, дәлдік талаптары және әрбір компонент үшін материал таңдау қазіргі заманғы экзоскелеттерде қажетті сенімділік пен беріктікке қол жеткізу үшін өте маңызды. Бұл факторларды түсіну тиімді қосылыстарды өндірудің кілті болып табылады.
Экзоскелеттік біріктірілген корпустағы негізгі корпус қабығы
Негізгі корпус қабығы - экзоскелеттік қосылыс корпусының негізгі жүк көтергіш құрылымы. Ол жетектің, қозғалтқыштың және беріліс жүйесінің айналасында орналасқан, сондықтан қосылыс көретін әрбір жүктеменің негізгі салмағын көтереді. Оны қаңқаның қаңқасы деп ойлаңыз. Егер бұл қабық майысса немесе деформацияланса, бүкіл қосылыс туралануын жоғалтады, ал ішіндегі тозатын бөлшектер шығынды төлейді.
Негізгі қабықтың өндірістік процестері
Биллеттен CNC өңдеу
Жоғары дәлдіктегі қабықшалар үшін дайындамадан CNC өңдеу ең жақсы таңдау болып табылады. AL6061-T6 алюминийінің қатты блогы соңғы пішінге дейін ойылады. Бұл қорытпа экзоскелет корпусы жұмыстарында жиі кездеседі, себебі ол таза өңделеді және қатаң төзімділіктерді сақтайды. Жұмыс процесі әдетте белгіленген реттілікке сәйкес келеді:
- Материалды таңдаңыз — AL6061-T6 алюминийі экзоскелет корпусын қолдану үшін кең таралған бастапқы нүкте болып табылады.
- Өңдеу кезінде, әсіресе бекіту нүктелерінде және басқа модульдермен интерфейстерде өлшемдік төзімділікті басқарыңыз, осылайша жинау кезінде бәрі бір-біріне сәйкес келеді.
- Деформацияның немесе әлсіреудің алдын алу үшін жұқа қабырғалы аймақтар мен күрделі элементтердің айналасындағы құрылымдық тұтастықты сақтаңыз.
- Бетті әрлеу — алдымен бөлшекті тазалаңыз, содан кейін құммен тазалап, анодтаңыз. Құммен тазалау құрал жолдары мен баспалдақ белгілерін кетіріп, күңгірт, біркелкі көрініс береді. Анодтау коррозияға төзімділік, қатты сызаттарға төзімді бет және жақсы көрініс береді.
Құю және инвестициялық құю
Негізгі қабық үшін де қалыптау және инвестициялық құю қолданылады. Қалыптау құюы бөлшектің құны маңызды болатын үлкен көлемдерде жақсы жұмыс істейді. Инвестициялық құю күрделі ішкі геометрияны өңдейді. Екі әдіс те өңдеу уақытын қысқартады, бірақ дайындама жұмыстарымен салыстырғанда кейбір дәлдікпен алмасады.
Прототиптерге арналған қоспа өндірісі
Қосымша өндіріс немесе 3D басып шығару прототип жасау кезінде жарқырайды. Басып шығару инженерлерге құрал-жабдықтарды жасауға кіріспес бұрын сәйкестігі мен пішінін тексеруге мүмкіндік береді. Сіз қабықты түні бойы басып шығара аласыз, оны сынақ қондырғысына бекітіп, таңертеңге дейін бірдеңе үйрене аласыз. Бұл айырмашылық айқын: басып шығару жылдамдық пен геометрия еркіндігін ұсынады, бірақ басылған бөлшектердің механикалық қасиеттері әдетте соғылған металға жетпейді.
Негізгі қабықтың дәлдік талаптары
Өлшемдік және геометриялық төзімділіктер
Дәлдік интерфейс нүктелерінен басталады. Болт тесіктері, мойынтірек тесіктері және модульдің түйіспе беттерінің барлығы қатаң бақылауды қажет етеді. Бір интерфейстегі ауытқу төзімділігі құрастыру арқылы өтеді. Геометриялық төзімділік жазықтықты, перпендикулярлықты және позицияны қамтиды, ал бұл белгілер қабықтың пішінін бұзып кетуіне жол бермейді.
Беттік әрлеу техникалық сипаттамалары
Беткі өңдеу шаршау мерзіміне және тығыздағыштың жұмысына әсер етеді. Кедір-бұдыр беттер жарықтар басталатын жерде кернеу көтергіштерін тудырады. Олар сондай-ақ O-тәрізді сақиналар мен тығыздағыштарды шайнайды. Құммен өңдеу және анодтау бетті жақсартады, бірақ негізгі өңделген өңдеу әлі де негізгі сызықты белгілейді.
Негізгі қабыққа арналған материалдар
Материалды таңдау салмаққа, құнына және беріктігіне әсер етеді. Жалпы нұсқалардың салыстырылуы мынада:
| материал | Негізгі сипаттамалары | Типтік қосымшалар |
| алюминий қорытпасы | Үнемді, өңдеуге оңай, бетін жақсы өңдейді, көп көлемде қолдануға ыңғайлы | Жаппай өндірілген қораптар, құнына сезімтал бөлшектер |
| Титан қорытпасы | Жоғары температураға төзімді, биоүйлесімді, коррозияға төзімді | Коррозиялы немесе жоғары температуралы орталар |
| Көміртекті талшықпен күшейтілген полимер | Ең жақсы беріктік пен салмақ арақатынасы, нөлге жақын термиялық кеңею, жоғары қаттылық | Дәлдік аспаптарының корпустары, өнімділік рамалары |
6061 және 7075 алюминий қорытпалары
6061 және 7075 алюминийлері көптеген қабықшалар үшін алюминий қорытпасының негізін құрайды. 6061 маркасы жақсы дәнекерленеді және өңделеді. 7075 маркасы беріктігі жоғарырақ, бірақ қымбатырақ және кескішпен күреседі. Шығынға сезімтал, жоғары көлемді өндіріс үшін алюминий жеңеді.
Титан қорытпасы Ti-6Al-4V
Ti-6Al-4V алюминийге төзімді емес жылу мен коррозияға төтеп береді. Сондай-ақ, ол медициналық экзоскелет үшін маңызды биоүйлесімділікке ие. Кемшілігі - бағасы мен өңдеудің қиындығы.
Көміртекті талшықтармен күшейтілген полимерлер
CFRP топтағы ең жақсы беріктік пен салмақ қатынасын қамтамасыз етеді. Сондай-ақ, ол нөлге жақын термиялық кеңеюге және жоғары қаттылыққа ие. Дәл оптикалық және өлшеу корпустары оны дәл осы себептер үшін пайдаланады. Алғашқы бағасы ең жоғары, бірақ техникалық қызмет көрсету шығындары төмен болып қалады.
Барлық жерде бір ғана материал жеңіске жете бермейді. Дұрыс таңдау жұмыс жағдайларына, көлемге және бюджетке байланысты. Инженерлер көбінесе үміткерлердің конструкцияларындағы кернеу жолдарын салыстыру үшін FEM талдауын жүргізеді, ал FEM талдауы кез келген металл кесілгенге дейін қабықтың беріктік мақсаттарына сәйкес келетінін растайды. ABS сияқты жеңіл материалдар жүк көтергіш қабықтарға қарағанда прототиптік кронштейндерде көбірек пайда болады, себебі олардың беріктігі металлмен тең келе алмайды. Практикалық тұрғыдан алғанда, өндіріс жолы мен материалды таңдау бір-біріне сәйкес келеді - сіз біреуін екіншісінен ажырата алмайсыз.
Экзоскелеттік біріктірілген корпустағы мойынтірек орындықтары мен тесіктері
Әрбір экзоскелеттік қосылыс корпусының ортасында мойынтіректер орындықтары мен тесіктері орналасқан. Олар қосылыстың тегіс айналуына мүмкіндік беретін мойынтіректерді ұстап тұрады. Егер бұл орындықтар дұрыс емес болса, қосылыс энергияны босқа жұмсайды және тез тозады. Ұңғыма мен мойынтіректің арасындағы сәйкестік қосылыстың тиімділігі мен тозуға төзімділігін өзгертеді. Бос ұңғыма мойынтіректің орнында айналуына мүмкіндік береді. Тығыз ұңғыма мойынтіректің тізбегін жаншып тастайды. Қалай болғанда да, қосылыс бұзылады.
Мойынтірек орындықтарын өндіру процестері
Дәлме-дәл бұрғылау және қайта өңдеу
Дәл бұрғылау тесікті жақын өлшемге дейін кеседі. Бір нүктелі құрал тесіктің ішінде айналады және материалды қырып тастайды. Оператор кесуді кішкентай қадамдармен реттей алады. Бұл басқару тетігі бұрғылауды тығыздыққа төзімді жұмыс үшін өте қолайлы етеді. Тесік тегіс өңдеуді қажет еткенде бұрғылаудан кейін бұрғылау жүргізіледі. Көп қырлы бұрғылаушы материалдың жұқа қабатын алып тастайды және таза, дөңгелек тесік қалдырады. Бұл екі қадам бірге дұрыс мойынтірек орындығының негізін қалайды.
Ұнтақтау және тегістеу
Тескіш ұңғыма одан да нәзік өңдеуді қажет еткенде тегістеу басымдыққа ие болады. Абразивті дөңгелек ұңғыма бетіне қарай айналады және аз мөлшерде материалды кетіреді. Нәтижесінде өлшемді бақылауы қатаң өте тегіс бет пайда болады. Хонингтеу бір қадам алға жылжиды. Хонингтеу құралы ұңғыманы жылтырату және пішіннің кішігірім қателіктерін түзету үшін абразивті тастарды пайдаланады. Бұл процесс дөңгелектік пен түзулікті жақсартады. Тұрақты қозғалысты көретін экзоскелеттік қосылыс корпусы үшін бұл қадамдар маңызды. Олар үйкелісті азайтады және мойынтіректердің қызмет ету мерзімін ұзартады.
Мойынтіректер орындықтарына қойылатын дәлдік талаптары
Ұңғыма диаметрі және дөңгелектігі
Тесік диаметрінің төзімділігі мойынтіректің қалай сәйкес келетінін анықтайды. Тым көп саңылау мойынтіректің сықырлауына әкеледі. Тым аз болса, ол бекітіледі. Дөңгелектік мойынтіректің жүктеме кезінде деформациялануына жол бермейді. Дөңгелектен тыс саңылау мойынтіректі белгілі бір нүктелерде қысады. Бұл біркелкі емес қысым ерте істен шығуға әкеледі. Мұнда қажетті дәлдік бүкіл корпустағы ең тығыз дәлдіктердің бірі болып табылады.
Коаксиалдылық және перпендикулярлық
Коаксиалдылық екі немесе одан да көп тесіктердің бірдей орталық сызықты бөлісуін қамтамасыз етеді. Екі жағында мойынтіректер бар қосылыста тураланбау біліктің майысуына әкеледі. Бұл иілу мойынтіректерге біркелкі емес жүктеме түсіреді. Перпендикулярлық тесіктің квадратын бекіту бетіне сәйкес ұстайды. Егер тесік еңкейсе, мойынтірек ол үшін арналмаған осьтік жүктемені көтереді. Екі белгі де мойынтіректі және білікті қорғайды. Олар сондай-ақ қосылыстың мыңдаған циклдар бойы дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.
Мойынтірек орындықтарына арналған материалдар
Мойынтіректер орындықтарына арналған материалды таңдау жүктемеге, жылдамдыққа және майлауға байланысты. Міне, кең таралған нұсқалардың салыстырылуы:
| материал | Мүмкіндіктер | Максималды қызмет көрсету температурасы |
| Virgin PTFE | Жоғары химиялық төзімділік және пайдалану тиімділігі | 200 ° C |
| HYPATITE® PTFE | Басқа PTFE материалдарына қарағанда мономер өткізгіштігінің төмендігі және қысылу мен сырғып кетуге төзімділігі жоғары | 260 ℃ / 270 ℃ |
| Көміртекті толтырылған PTFE | Тамаша ыстыққа және абразияға төзімділік | 260 ℃ / 270 ℃ |
| FILLTITE® | PTFE негізіндегі материалдардың ішіндегі ең жоғары ыстыққа төзімділік | 300 ° C |
| Графит | Жоғары температурада қызмет көрсету үшін тамаша | 500 ° C |
| металл | Жоғары температура мен абразивті қызмет көрсету үшін тамаша | 500 ℃ / 525 ℃ |
| PEEK | Жоғары жылу өткізгіштік және механикалық беріктік | 270 ° C |
| MoS2 қосылған шыны талшықпен толтырылған PTFE | Тозуға төзімділік және пайдалану тиімділігі жоғары | 230 ° C |
| MoS2 бар нейлон | Жоғары механикалық беріктік | 140 ° C |
Шыңдалған болат кірістірулер
Шыныққан болат ендірмелер ең ауыр жүктемелерді көтереді. Олар тозуға төзімді және қысым кезінде пішінін сақтайды. Шыныққан болаттан мойынтірек орындығын жасаған кезде, тесік миллиондаған циклден кейін де дұрыс болып қалады. Бұл ендірмелер корпусқа басылады немесе орнына болттармен бекітіледі. Содан кейін корпус материалы жеңілірек және арзанырақ болуы мүмкін. Бұл бөлінген дизайн беріктікті жоғалтпай салмақты үнемдейді.
Қола және жез қорытпалары
Қола және жез қорытпалары жақсы мойынтірек қасиеттерін ұсынады. Олар қозғалмалы жанасу үшін жақсы жұмыс істейді. Втулкалар, жеңдер, тозу пластиналары және сырғанайтын бөлшектер көбінесе осы маркаларға негізделген. C93200 қоласы - бұл жұмыс түрі үшін кең таралған таңдау. Ол жақсы мойынтірек қасиеттеріне ие және қозғалмалы жанасуды жақсы өңдейді. Бұл қорытпалар кейбір орталарда болатқа қарағанда коррозияға жақсы төзімді. Олар шыңдалған болатқа қарағанда арзанырақ және оңай өңделеді.
Инженерлік пластмассалар PEEK және PTFE
PEEK және оның толтырылған қосылыстары, әсіресе PTFE, көміртекті талшық немесе қола толтырғыштары бар қосылыстары төмен үйкеліске және жақсы тозуға төзімділікке ие. Оларға металл-металл жанасуы қажет ететін майлау қажет емес. Бұл PEEK-ті втулкаларда, мойынтіректерде, берілістерде және тозу пластиналарында қола, жез және шыңдалған болаттың кең таралған алмастырғышына айналдырады. Ол майлау практикалық емес, тыйым салынған немесе ластану қаупін тудыратын жерлерде жақсы жұмыс істейді. PTFE және графит немесе көміртекті талшықпен толтырылған мойынтірек класты PEEK қосылыстары металл біліктерге қарсы құрғақ күйде жұмыс істейді. Олардың үйкеліс және тозу көрсеткіштері қола втулкалармен салыстыруға болады. Олар сондай-ақ қоланың коррозиясы мен майлау материалын ұстап тұру мәселелерінен аулақ болады, бұл жуылған немесе химиялық әсер ететін ортада болады. Таза бөлмелерде немесе медициналық мекемелерде қолданылатын экзоскелеттік қосылыс корпусы үшін бұл өте маңызды. PEEK механикалық қасиеттері қайталанатын қозғалыс кезінде жақсы сақталады. PTFE одан да төмен үйкеліс әкеледі, бірақ аз беріктік береді. Инженерлер өнімділікті теңестіру үшін көбінесе екеуін жұптастырады.
Практикалық тұрғыдан алғанда, мойынтірек орындығы қосылыстың сипатын анықтайды. Дұрыс материалмен жасалған жақсы жасалған орындық экзоскелеттік қосылыс корпусының жылдар бойы тегіс жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Нашар орындық ерте істен шығады және мойынтіректі өзімен бірге алады. Ішіндегі мойынтірек туралау және тіреу үшін осы орындыққа байланысты. Ұңғыманы дұрыс орнатыңыз, сонда мойынтіректер өз жұмысын атқарады. Қателесіңіз, сонда басқа жерде ешқандай дәлдік қосылысты сақтап қалмайды. Дәл осындай логика құрастырудағы әрбір мойынтірекке қолданылады. Әрқайсысына төзімділік пен жүктеме профиліне сәйкес келетін орындық қажет. Сондықтан мойынтірек орындығының жұмысы негізгі қабық сияқты назар аударуға лайық.
Экзоскелеттік біріктірілген корпустағы жетек және қозғалтқыш бекіткіштері
Төменгі аяқ-қол экзоскелеттік қосылыстары экзоскелеттік қосылыс корпусының ішіндегі әртүрлі қозғалтқыш түрлеріне сәйкес келеді. Рамасыз BLDC қозғалтқыштары шынтақ, тізе және білек буындарында пайда болады. Инженерлер сонымен қатар беріліс редукторлары бар қозғалтқыштарды, Боуден кабельдері бар қозғалтқыштарды, пневматикалық жетектерді және сериялы серпімді жетектерді пайдаланады. Жоғары моменттік планеталық беріліс қозғалтқыштары, квази-тікелей жетектері және гармоникалық берілістері бар жоғары коэффициентті жетектері тізімді толықтырады. Әрбір жетек түріне роторды жетек жүйесіне дәл сәйкестендіретін бекіткіш қажет. Тураланбаған бекіткіш қуатты босқа жұмсайды және бөлшектерді тез тозады.
Жетек бекіткіштерін өндіру процестері
CNC фрезерлеу және бұрғылау
CNC өңдеуі жетек пластиналарына қамқорлық жасайды. CNC-де төрт бөлек пластина өңделеді. Болат қозғалтқыш-беріліс қорабының муфтасы бұрылып, токарлық станогқа қаратылады, содан кейін фрезерде бұрғыланып, қарсы бұрғыланады. Кодер білігі дәл осындай қадамдардан өтеді — токарлық станогта төмен бұрылып, фрезерде бұрғыланады. Жетек-аяқты байланыстырушы муфталар алюминийден жасалған, токарлық станогта бұрылып, фрезерде бұрғыланады. Бұл операциялар болт тесіктерінің тесік орталығымен қалай сәйкес келетінін басқарады.
Металл қаңылтырларын жасау және дәнекерлеу
Қаңылтыр металл ауыр жүк көтермейтін қаңқа бөлшектерінің құнын төмендетеді. Көптеген бөлшектер жұқа алюминий қаңылтыр металлдан жасалған. Жұмыс парақты кесуге немесе бұрғылауға байланысты. Энкодер білігінің маңызды бөлігі үшін токарлық станок ең жақсы жұмыс істейді. Жоғары ажыратымдылықтағы 3D басып шығару прототиптер үшін де жарамды. Дәнекерлеу бөлшектерді корпусқа болттармен бекітілетін ішкі қаңқаға біріктіреді.
Жетек бекіткіштеріне қойылатын дәлдік талаптары
Саңылау орнының төзімділігі
Қозғалтқыш бекіткіштері болт үлгісіндегі тесіктердің орналасуын бақылауды қажет етеді. Нақты орналасу төзімділіктері болттардың қозғалтқышты орталықтан ауытқуына жол бермейді. CMM немесе түйреуішті тексеру тесіктердің бір сызықта тұрғанына көз жеткізеді. Құрастырудың сәттілігі осы мүмкіндіктерге қолданылатын GD&T-ге байланысты. Жетек бекіткішінің сызбаларына әрқашан жазықтықты, перпендикулярлықты және нақты орналасуды қойыңыз. Бұл ескертулерсіз бекітпе бірінші күннен бастап діріл тудырады.
Жазықтық және бұрыштық туралау
Бекіту бетінің жазықтығы қозғалтқыштың еңкейуіне жол бермейді. Басқару тесігі мен болт үлгісі сол бастапқы бетке сәйкес тексеріледі. Бұл тексеру қозғалтқыш бекітілгенге дейін еңкейуді анықтайды.
Тесіктің орналасуы бұрыштық туралауды қамтамасыз етпейді. Бекіткіштің түбіндегі шағын перпендикулярлық қателік қозғалтқыштың жұмыс биіктігінде үлкен ығысуға әкеледі. Функционалдық деректерге байланысты перпендикулярлық және шынайы орналасу төзімділігі туралауды тығыз басқарады. Дюбель түйреуіштері немесе өңделген ұшқыштар қажетті жоғары дәлдікті береді. Саңылау тесіктері жұмыс істеп тұрған қозғалтқыштан келетін динамикалық жүктемелерді көтере алмайды.
Жетек бекіткіштеріне арналған материалдар
Материалдарды таңдау жүктемеге, салмаққа және қоршаған ортаға байланысты.
Тот баспайтын болат
Тот баспайтын болат коррозияға төзімділік пен беріктік береді. Ол қуатты жетектерден келетін жоғары жүктемелерге төтеп береді. Бұл ретте салмақ маңызды. Төменгі аяқ буыны үшін беріктік салмақтан асып түсетін болса, тот баспайтын болат жақсы үйлеседі.
Алюминий қорытпалары
Алюминий қорытпалары беріктік пен салмақты теңестіреді. Олар тез өңделеді және тот баспайтын болаттан арзанырақ. Орташа жүктемелерді көтеретін бекіткіштер үшін алюминий стандарт болып табылады. Негізгі қабықта қолданылатын қорытпалар - 6061 және 7075 - мұнда да қолданылады. Олардың қасиеттері жүктеме диапазонына сәйкес келеді.
Шыны толтырылған нейлон
Шыны толтырылған нейлон металлға қарағанда жеңіл салмақта жақсы механикалық қасиеттер береді. Ол орташа жүктемелерге төтеп береді және қайталанатын кернеу кезінде сырғуға төзімді. Материал әрбір грамм маңызды болатын жеңіл қосылыстар үшін жақсы жұмыс істейді. Инъекциялық қалыптау өндірісті жылдамдатады.
Дәлдік бүкіл бекіткішті бірге ұстап тұрады. Орталықтан тыс қозғалтқыш дірілдейді, мойынтіректерді тоздырады және қуатты азайтады. Бекіткіш негізгі корпуспен бірдей талаптарға тап болады: қалыпта ұстау, жүктемелерге төтеп беру, мыңдаған циклдарға төтеп беру. Кейбір озық конструкциялар жетек жүйесіне қосылатын пластиналарды қосады, бұл бекіткішті туралауды одан да маңызды етеді. Бекіткіш қозғалтқыш пен жетек жүйесінің осьтерін тураланған күйде ұстауы керек. Инженерлер кернеу жолдарын тексеру және қаттылықты растау үшін бекіткіш конструкциясында FEM талдауын жүргізеді. Бекіткіштің беріктігі материалға, геометрияға және дәнекерлеу немесе бекіткіштердің құрастырудың қалған бөлігіне қалай бекітілетініне байланысты. Бұл сыйымдылық бекіткіштің шың жағдайларына және мыңдаған циклдерге төтеп бере ме, жоқ па, соны анықтайды.
Экзоскелеттік біріктірілген корпустағы сенсорлық кронштейндер
Экзоскелеттік қосылыс корпусының ішіндегі сенсорлық кронштейндер мен кодтаушы бекітпелері жоғары қайталанымдылық пен термиялық тұрақтылықты қажет етеді. Неліктен? Орнатуға төзімділік кодтаушының көрсетілген ажыратымдылығының қанша бөлігі орнатылғаннан кейін пайдалануға жарамды болып қалатынын анықтайды. Егер орнату қайталанбайтын болса, төмен ажыратымдылықтағы биттер тұрақсыз болып қалуы мүмкін. Содан кейін инженерлер мұны жылтырату, микро-туралау, қайта калибрлеу немесе сүзу арқылы түзетеді. Термиялық тұрақтылық та маңызды. Әр түрлі материалдар әртүрлі жылдамдықпен кеңейеді, сондықтан сенсорлық нысана, статор, корпус немесе білік бір-біріне қатысты ығысуы мүмкін. Тіпті кішкентай қозғалыс та сигнал сапасына зиян келтіреді. Бұл мәселе ротор-статор қатынасы механикалық жинақтауға байланысты қуыс білік, төмен профильді немесе жақтаусыз кодтаушы конструкцияларында ең ауыр. Бөлме температурасында тураланған жүйе термиялық кеңеюден, мойынтіректердің алдын ала жүктемесінің өзгеруінен немесе құрылымдық ауытқудан кейін сигналдың дұрыс геометриясын жоғалтуы мүмкін.
Сенсорлық кронштейндерді өндіру процестері
Шағын бөлшектерге арналған CNC өңдеу
CNC өңдеу сенсорлық кронштейндерге қажетті ұсақ мүмкіндіктерді өңдейді. Кішкентай қалталар, ойықтар және бекіту тесіктері өткір құралдар мен жеңіл кесулерді қажет етеді. Машинист арнайы құралдарсыз бұл мүмкіндіктерді мықтап ұстай алады. Төмен және орташа көлемдер үшін бұл әдіс ең жақсы дәлдікті береді. Кернеу басылған алюминий кең таралған бастапқы шикізат болып табылады, себебі ол өңдеуден кейін тұрақты болып қалады.
Жоғары көлемге арналған инъекциялық қалыптау
Өндіріс көлемі ұлғайған кезде инъекциялық қалыптау басымдыққа ие болады. Болат қалып бір рет қана кронштейнді қалыптастырады, ал цикл уақыты секундтарға дейін қысқарады. Бұл компромисс құрал-жабдықтардың бастапқы құны болып табылады. Басып шығару да прототиптер үшін жұмыс істейді, бұл инженерлерге қалыпқа тапсырыс бермес бұрын сәйкестігін тексеруге мүмкіндік береді. Көп көлемді жұмыстар үшін қалыптау әр бөлшектің құны бойынша жеңіске жетеді.
Сенсорлық кронштейндерге қойылатын дәлдік талаптары
Қайталануды қамтамасыз ету үшін бекіту тесігінің орналасуы тығыз болуы керек. Сигнал сапасын сақтау үшін сенсордың бағыты мен бетінің тегістігі жақын төзімділік шегінде бақылануы керек. Өлшемдердің қайталануы алынып тасталғаннан және қайта орнатылғаннан кейін бекітудің біркелкі болып қалуын қамтамасыз етеді. Термиялық тұрақтылық қосылыс қызған кезде сенсордың туралануын қамтамасыз етеді. Температураға байланысты өсетін немесе бұралатын кронштейн көрсеткішті бұзады. Мұнда материалды таңдау мен геометрия маңызды рөл атқарады.
Сенсорлық кронштейндерге арналған материалдар
Материалды таңдау салмақты, беріктікті және құнды теңестіреді. Кең таралған нұсқаларға дәлдік пен тұрақтылықты қамтамасыз ету үшін кернеуді азайтатын алюминий, сондай-ақ салмақты оңтайландыруға арналған басқа металдар мен полимерлер жатады. Жеңіл металл бөлшектер үшін алюминий және магний қорытпалары сияқты қалыпқа құю материалдары қолданылады. Инъекциялық қалыптау материалдарына инженерлік пластмассалар жатады.
Алюминий және магний қорытпалары
Алюминий мен магний қорытпалары аз салмақта жақсы механикалық қасиеттер береді. Магний жеңілірек, бірақ ол оңай коррозияға ұшырайды. Алюминий көптеген кронштейндер үшін жақсы тепе-теңдікті қамтамасыз етеді.
ABS және поликарбонат
ABS және поликарбонат қалыпталған кронштейндер үшін жақсы үйлеседі. ABS төмен бағамен жақсы соққыға төзімділік береді. Поликарбонат беріктік пен мөлдірлікті арттырады. Екеуі де орташа жүктемелерге сәйкес келеді.
Жоғары температура үшін PEEK
PEEK басқа пластмассалар істен шыққан кезде жоғары температураға төтеп береді. Ол қосылыс қызған кезде де беріктігі мен қаттылығын сақтайды. Бағасы жоғары, сондықтан ол күрделі қолданыстарға сәйкес келеді.
Экзоскелеттік біріктірілген корпуста тығыздау және сақтау
Тығыздағыштар мен бекіткіштер экзоскелеттік қосылыс корпусының иммундық жүйесі сияқты жұмыс істейді. Олар шаңның, судың және кірдің ішке кіруіне жол бермейді. Оларсыз мойынтіректер тот басады, сенсорлар дәлдігін жоғалтады және жетектердің ерте істен шығуы мүмкін. Жақсы тығыздағыш сонымен қатар майлағышты орнында ұстайды. Бекіткіш бөлшектер бәрін бірге ұстап тұрады. Олар тығыздағыштардың шығып кетуіне және мойынтіректердің орнынан қозғалуына жол бермейді.
Тығыздағыштар мен ұстағыштарды өндіру процестері
Тығыздағыштар мен бекіткіштер материал мен көлемге байланысты қалыптау немесе өңдеу процестері арқылы жасалады. Сығымдау қалыптау эластомерлі тығыздағыштар үшін кең таралған, ал CNC токарлық өңдеу бекіткіш сақиналар үшін қолданылады.
Эластомерлі тығыздағыштарға арналған компрессиялық қалыптау
Сығымдау қалыптауы жылу мен қысымды пайдаланып резеңке тығыздағыштарды қалыптастырады. Резеңке бөлігі қыздырылған қалыпқа салынады. Қалып жабылады, ал резеңке пішінді толтыру үшін жайылып кетеді. Қатайғаннан кейін тығыздағыш дұрыс пішінге ие болады. Бұл процесс O-тәрізді сақиналарға, тығыздағыштарға және арнайы ерін тығыздағыштарына жарамды. Ол үлкен көлемдерді жақсы өңдейді және құрал-саймандардың құнын қолжетімді етеді.
Сақиналарды бекіту үшін CNC токарлық өңдеу
CNC токарлық станогы металл немесе пластикалық шикізаттан бекіткіш сақиналар жасайды. Токарлық станок сақина пішінін, ойықтарды және жиектерді бір қадаммен кеседі. Бекіткіш сақиналар мен спираль сақиналар үшін токарлық негізгі пішінді жасайды. Қосымша қадамдар саңылауды немесе ойықты кеседі. Токарлық станок сақинаның қалыңдығы мен диаметрін қатаң бақылауға мүмкіндік береді. Сақина дұрыс күшпен ойыққа бекітілген кезде бұл бақылау маңызды.
Тығыздағыштар мен бекіткіштерге қойылатын дәлдік талаптары
Ойық өлшемдері және бетінің әрлеуі
Ойық өлшемдері тығыздағыштың қаншалықты жақсы жұмыс істейтінін анықтайды. Тым терең ойық тығыздағыштың қозғалуына мүмкіндік береді. Тым таяз ойық тығыздағышты тым қатты қысады. Екі мәселе де ағып кетуге әкеледі. Ойықтың ішіндегі беткі өңдеу де маңызды. Кедір-бұдыр ойық орнату кезінде тығыздағыш ернеуін зақымдайды. Тегіс ойық тығыздағыштың зақымдалмай орнына сырғып түсуіне мүмкіндік береді. Дәл осындай логика сақиналы ойықтарға да қатысты. Кедір-бұдыр ойық сақинаны жарып жіберетін кернеу тудыруы мүмкін.
Кедергілерге сәйкестік төзімділігі
Кедергілер бекіткіштер мен тығыздағыштарды бұрандаларсыз немесе болттарсыз орнында ұстайды. Сыртқы бөлігі ішкі бөлігінен сәл үлкенірек. Оларды бір-біріне басу ұстағышты қалыптастырады. Тым көп кедергі корпусты жарып жібереді. Тым аз бөлік бөлшектің түсіп кетуіне әкеледі. Инженерлер материалдар мен жүктеме негізінде дұрыс мөлшерді есептейді. Экзоскелеттік қосылыс корпусы үшін діріл бұл сәйкестікті одан да маңызды етеді. Бос бекіткіш жүру кезінде дірілдеп шығуы мүмкін.
Тығыздағыштар мен ұстағыштарға арналған материалдар
Материалды таңдау икемділікті, химиялық төзімділікті және беріктікті теңестіреді. Тығыздағыштарға арналған кең таралған материалдарға эластомерлер жатады; бекіткіштер көбінесе металдарды немесе пластмассаларды пайдаланады.
Нитрилді каучук және витон
Нитрилді каучук маймен және маймен жақсы үйлеседі. Оның құны Viton-ға қарағанда арзан. Viton жоғары температура мен күшті химиялық заттарға төтеп бере алады. Тазалағыштарға немесе өте ыстық жағдайларға ұшыраған қосылыс үшін Viton қауіпсіз. Компромисс - бұл баға.
Тот баспайтын болаттан жасалған сақиналар
Тот баспайтын болаттан жасалған сақиналар жоғары беріктікке ие және коррозияға төзімді. Олар діріл мен қайталанатын құрастыру кезінде берік болады. Материал пластикалық сақиналарға қарағанда пішінін жақсы сақтайды. Ауыр жүктемелер үшін тот баспайтын болат стандартты таңдау болып табылады.
PTFE және UHMWPE
PTFE үйкелісі төмен және химиялық заттарға төзімді. UHMWPE тозуға төзімділігі жоғары. Екеуі де қосалқы сақиналар немесе тозу бөлшектері ретінде жақсы жұмыс істейді. Олар негізгі тығыздағышты ығыстырып шығарудан немесе зақымданудан қорғайды. Экзоскелеттік қосылыс корпусында бұл материалдар қосылыстың ұзақ қызмет етуін қамтамасыз етеді. Инженерлер тығыздағыштар мен ұстағыштардың жүктеме кезінде қалай жұмыс істейтінін тексеру үшін жиі FEM талдауын жүргізеді. Ұстау жүйесінің беріктігі материалға, пішінге және сәйкестікке байланысты. Әлсіз ұстағыш тығыздағыштан бұрын істен шығады. Бұл істен шығу кірдің енуіне және мойынтіректерді де бұзуына әкеледі. Бұл құрастырудағы әрбір мойынтірекке де қатысты. Әрқайсысына төзімділігі мен жүктеме профиліне сәйкес келетін тығыздағыш пен ұстағыш қажет. Іс жүзінде тығыздау және ұстау негізгі қабық сияқты назар аударуға лайық. Арзан тығыздағыш қымбат қосылысты бұзуы мүмкін.
Экзоскелеттік біріктірілген корпусты өңдеу
Экзоскелеттік қосылыс корпусын жасаудың көптеген жолдары бар. Сіз кәдімгі CNC өңдеу және инжекциялық қалыптауды пайдалана аласыз. Сондай-ақ, аддитивті өндірісті пайдалана аласыз. Әрбір әдіс сізге әртүрлі деңгейдегі дәлдік пен пішін нұсқаларын береді. Ең жақсы таңдау сізге қанша қажет екеніне, бюджетіңізге және қандай өнімділік қажет екеніне байланысты. Қытайдағы жетекші өндіріс компаниясы NOBLE сияқты компаниялар осы нұсқалардың барлығын бір жерде ұсынады. Олардың өңдеу дағдылары клиенттерге жеткізушілерді ауыстырмай-ақ прототиптен толық өндіріске өтуге көмектеседі.
Субтрактивті процестер
3-осьтік және 5-осьтік CNC өңдеу
Үш осьті CNC өңдеу негізгі пішіндерді жасайды. Құрал X, Y және Z бойынша қозғалады, ал бөлшек қозғалмай қалады. Ол қарапайым кронштейндер мен тегіс беттер үшін жақсы жұмыс істейді. Бес осьті өңдеу екі бұрылыс осьтерін қосады. Құрал бір орнатуда астыңғы кесіктерге және бұрышты беттерге жете алады. Бұл күрделі қисықтары бар экзоскелеттік қосылыс корпусы үшін өте көмектеседі. Орнатулардың аз болуы дәлдікті арттырады. Бес осьті фрезерлеу - арнайы алюминий қосылыс корпустары үшін кең таралған таңдау. Динамикалық фрезерлеу жоспарлары кесу кезінде жұқа бөліктердің дірілдеуіне жол бермеу арқылы жұқа қабырғалы өңдеуге көмектеседі.
Токарлық және токарлық стан жұмыстары
Токарлық машина токарлық станоктағы дөңгелек элементтерді кеседі. Мойынтірек орындықтары, білік тесіктері және бекіткіш сақина ойықтары токарлық машинаға байланысты. Құрал ұзындығы бойымен қозғалған кезде бөлшек айналады. Токарлық станок операциялары бір станокта токарлық машина мен фрезерлеуді біріктіреді. Бұл өңдеу уақытын қысқартады және дөңгелек және жалпақ элементтердің жақсырақ туралануын қамтамасыз етеді. Дәл токарлық машина мойынтірек орындықтарына қажетті тығыз дөңгелектікті береді.
Аддитивті және 3D басып шығару технологиясы
Металл қоспаларын өндіру
Металл қоспаларын өндіру металл ұнтағынан бөлшектер жасайды. Лазер әр қабатты балқытып, оны төмендегі қабатқа бекітеді. Нәтижесінде толығымен тығыз металл бөлшек алынады. Бұл технология өңдей алмайтын күрделі ішкі арналар үшін жақсы жұмыс істейді. Бұл компромисс беткі өңдеу болып табылады. Басылған беттерді мойынтірек орындықтары мен тығыздағыш ойықтары үшін кейінгі өңдеу қажет.
Бағытталған энергияны орналастыру
Бағытталған энергия тұндыру металл ұнтағын немесе сымды лазер сәулесіне береді. Материал бөлшекке тиген кезде ериді. DED мүмкіндіктерді қосу немесе тозған жерлерді түзету үшін жақсы жұмыс істейді. Бұл толық корпустар үшін сирек кездеседі, бірақ гибридті өндіріс үшін пайдалы. Сіз негізгі қабықты өңдейсіз және үстіне басылған мүмкіндіктерді қосасыз.
Балқытылған тұндыру модельдеуі де маңызды рөл атқарады, әсіресе әзірлеудің басында. FDM балқытылған жіптен бөлшектерді қабаттармен жасайды. Бұл 3D басып шығарылған элементтер прототиптер мен төмен кернеулі бөлшектер үшін жақсы жұмыс істейді. FDM инженерлерге сәйкестік пен пішінді тексерудің жылдам жолын ұсынады. FDM-ден алынған бұл жүк көтергіш 3D басып шығарылған элементтер функционалды сынақ бөліктері ретінде қызмет етеді. Олар металды кесу алдында саңылау мен құрастыруды тексеруге мүмкіндік береді. Балқытылған тұндыру модельдеуі құралдарды күтпей-ақ конструкцияларды сынап көру үшін сенімді әдісті ұсынады.
Қалыптау және қалыптау процестері
Инвестициялық кастинг
Инвестициялық құю балауыз өрнегінен басталады. Өрнек керамикамен қапталады. Керамика қатқаннан кейін балауыз ериді. Металл қалған бос орынды толтырады. Бұл процесс өңдеу мүмкін емес күрделі ішкі пішіндерді өңдейді. Беткі өңдеу және дәлдік басып шығару мен құю арасында болады.
Инъекциялық қалыптау
Инъекциялық қалыптау балқытылған пластикті болат қалыпқа мәжбүрлейді. Ол жылдам жұмыс істейді, цикл уақыты бір минуттан аз. Алдын ала құрал-саймандардың құны жоғары, бірақ бөлшектің құны көлеммен бірге төмендейді. Үлкен көлемді экзоскелеттік қосылыс корпусы үшін қалыптау жеңіске жетеді. Процесс мыңдаған бөлшектерге біркелкі өлшемдер береді. NOBLE осы әдістердің барлығын бір жеткізушіге ұсынады. Бұл басып шығару арқылы прототип жасауға, құю арқылы тексеруге және қалыптау немесе өңдеу арқылы масштабтауға болатынын білдіреді.
Экзоскелеттік бірлескен тұрғын үйді жобалауға қатысты мәселелер
Экзоскелеттік қосылыс корпусы майыспай жүктемелерді көтеруі керек. Сондай-ақ, ол жеңіл болып қалуы керек. Әрбір артық грамм қозғалтқыштардың көбірек жұмыс істейтінін білдіреді. Инженерлер бұл екі талапты әр қадамда теңестіреді.
Құрылымдық тұтастық және салмақты оңтайландыру
Топологияны оңтайландыру және қабырғаларды бекіту
Топологияны оңтайландыру материалдың ең қажет жерін анықтайды. Бағдарламалық жасақтама материал блогынан басталады. Ол жүктеме көтермейтін барлық нәрсені жояды. Қалғаны табиғи құрылым сияқты, жұқа және тиімді көрінеді. Қабырғалар жұқа қабырғаларға қаттылық қосады. Жүктеме жолдары бойымен орналастырылған қабырғалар қабырғалардың майысуына жол бермейді. Жақсы қабырға өрнегі корпустың қаттылығын айтарлықтай арттыра алады. Тұтас корпустың беріктігі қабырғалардың мойынтіректер орындықтарына және бекіту алаңдарына қалай қосылатынына байланысты.
Ақырлы элементтерді талдауды тексеру
Ақырлы элементтерді талдау металлды кесу алдында дизайнды тексереді. Инженерлер бөлшекке ұсақ элементтерден тор жасайды. Олар жүктемелер мен шектеулерді қолданады. Бағдарламалық жасақтама әрбір нүктедегі кернеу мен ауытқуды есептейді. Ол әлсіз аймақтарды ерте табады. Көміртекті талшықтардан жасалған бөлшектер үшін инженерлер әртүрлі бағыттағы әртүрлі қаттылық мәндерін ескеретін ортотропты материал моделін пайдаланады. Ақырлы элемент әдісі нұсқаларды салыстыруға көмектеседі. Алюминий, титан және көміртекті талшықтарға бірдей талдау жүргізу қай материалдың жүктемені жақсы көтеретінін көрсетеді. Ақырлы элемент әдісі қабырғалардың орналасуын да растайды. FEM талдау нәтижелері соңғы пішін мен материалды таңдауға бағыт береді.
Термиялық басқару және тозуға төзімділік
Жылу тарату жолдары
Жылу корпустың ішіндегі бірнеше көзден келеді. Жетектер мен қозғалтқыштар пайдалану кезінде жылу шығарады. Ішіндегі электроника көбірек жылу қосады. Пайдаланушының дене қызуы жағдайды нашарлатады. Буындардың жанасу нүктелері үйкеліс пен кернеуден қызады. Буынның айналасындағы шектеулі желдету қыздыратын тұзақтарды құрайды. Төсем блогындағы оқшаулағыш қабаттар жылуды кетіреді. Терден шыққан ылғал салқындатуды азайтады және терінің тітіркенуін тудырады. Динамикалық жұмыс әртүрлі жылу жүктемелерін тудырады. Инженерлер жылудың ағып кету жолдарын жобалайды. Олар сезімтал бөліктерден жылуды алыстату үшін қанаттарды, өткізгіш төсеніштерді және ауа ағыны арналарын пайдаланады.
Беттік өңдеулер және жабындар
Сыртқы қабықтар ABS пластикасын, көміртекті талшықты немесе алюминий қорытпаларын пайдаланады. Әрбір материал жылуды әртүрлі өткізеді және оқшаулайды. Ішкі жанасу қабаттары жад көбігі мен торды пайдаланады. Бұл материалдар пайдаланушыны қорғайды, сонымен қатар жылуды ұстайды. Маталары бар органикалық полимерлер жылу оқшаулауын арттырады. Оқшаулаудың жоғарылауы бүкіл қосылыстың жылулық реакциясын өзгертеді. Алюминийге қатты анодтау сияқты жабындар тозуға төзімді қабат қосады. Олар медициналық немесе ашық ауада пайдалану үшін коррозияға төзімділікті жақсартады.
Құрастыру және техникалық қызмет көрсету қолжетімділігі
Кен орнын ауыстыруға арналған модульдік жобалау
Модульдік дизайн техникке зақымдалған корпусты тез ауыстыруға мүмкіндік береді. Стандартты бекіткіштер мен қосқыштар жұмыс уақытын қысқартады. Модульдік қосылыс беріктігі жағынан түпнұсқа дизайнға сәйкес келуі керек. Сынақтар қосылыстың қайталанатын жүктемелер кезінде берік екенін дәлелдейді. Бұл тәсіл жаңартуларды да қолдайды. Жаңа жетекке сол корпусты орнатуға болады.
Төзімділікті арттыруды басқару
Төзімділіктер құрастыру бойынша жинақталады. Білік тесігі жоғары шегінде, ал мойынтірек төменгі шегінде болса, бос орналасу пайда болады. Бұл бос орналасу діріл мен шу тудырады. Төзімділік жиынтығын талдау ең нашар саңылауды болжайды. Инженерлер соңғы құрастыруды белгіленген талаптарға сәйкес ұстау үшін жеке төзімділіктерді реттейді. Соңғы қосылыстың дәлдігі осы жинақтарды басқаруға байланысты. Болтталған қосылыстардың беріктігі дұрыс алдын ала жүктеуге байланысты. Бос болт қосылыс беріктігін төмендетеді. Тығыз болт бұрандаларды кесіп тастайды. Жақсы жинақтауды басқару әрбір бекіткіштің дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.
Экзоскелеттік бірлескен корпус үшін жиі қолданылатын материалдар
Экзоскелеттік қосылыс корпусындағы материалдар кең ауқымды қамтиды. Жалпы таңдауларға жоғары беріктік пен салмақ қатынасы және шаршауға төзімділігі үшін алюминий қорытпалары мен болат жатады. ABS сияқты полимерлер де, негізінен 3D басып шығарылған прототиптер үшін де кездеседі. Әрбір материал әртүрлі компромисстерді ұсынады.
Металдар
Алюминий 6061-T6 және 7075-T6
Алюминий 6061-T6 және 7075-T6 - қосылыс корпустары үшін ең көп таралған екі қорытпа. Олар жақсы өңделеді және жақсы беріктік береді. Бірақ олар негізгі ерекшеліктерімен ерекшеленеді. Міне, салыстыру:
| меншік | 6061‑T6 | 7075‑T6 / 7075‑T651 |
| Созылу беріктігі | 276 МПа | 503 МПа |
| Шаршау күші | 96 МПа | 160 МПа |
| Эластикалық модуль | 71.0 GPa | 71.7 GPa |
| Коррозияға төзімділік | Өздігінен пассивті Al₂O₃ оксидінің пленкасы (тұрақты) | Құрамында 1.2–2.0% мыс бар; жабынды қажет етеді |
| Қаптау талабы | Қатал орталар үшін жоқ | Пассивтелген немесе қапталған болуы керек |
6061-ден 7075-ке ауысу бірдей созылу жүктемесі кезінде көлденең қима ауданын шамамен 45%-ға қысқартады. Дегенмен, қаттылық бірдей болып қалады. Егер конструкцияны бүгу басқарса, 7075 ешқандай пайда әкелмейді. Жоғары циклді пайдалану үшін 7075 немесе көміртекті талшық жақсы таңдау болып табылады. Жетілдірілген термосет немесе анодталған көп қабатты жабындар 7075-T6-дағы микрокеуектіліктерді тығыздайды. Бұл жабындар 10 миллион жүріс циклінен асатын жоғары жиілікті циклдік жүктеме кезінде ылғал тудыратын кернеулі коррозияның жарылуын тоқтатады. Тығыздалған қатты анодталған беттер сонымен қатар ойықтарсыз 2,000 сағаттан астам тұзды шашырату сынағына төтеп бере алады.
Титан Ti-6Al-4V
Ti‑6Al‑4V титаны алюминий қорытпаларынан берік және болаттан жеңіл. Ол жылу мен коррозияға жақсы төтеп береді. Медициналық экзоскелеттерде оны адам денесімен жұмыс істейтіндіктен жиі пайдаланады. Бұл кемшілік құны мен өңдеу қиындығында. Титан кескішпен күреседі және бір фунт үшін қымбатырақ. Бірақ салмақ пен коррозияға төзімділік ең маңызды жерлерде ол алюминий толтыра алмайтын олқылықты толтырады.
Тот баспайтын болат 17-4 PH
Тот баспайтын болат 17‑4 PH тозуға төзімді қосылыс корпусының бөлшектерінде кездеседі. Мойынтіректер корпустары, қосылыс түйреуіштері және айналу нүктелерінің барлығы оны пайдаланады. Ол ауыр, бірақ берік және арзан. Кейбір пассивті экзоскелеттерде серпімді энергияны сақтау үшін серіппелі болат қолданылады. Арнайы қорытпалар экстремалды циклдік жүктемелерге төтеп береді. Болат салмаққа байланысты конструкциялар үшін бірінші таңдау емес, бірақ беріктігі үшін ол өз орнын сақтайды.
Полимерлер және композиттер
PEEK және PEI
PEEK және PEI (Ultem ретінде сатылады) - қосылыс втулкалары мен тірек беттері үшін қолданылатын инженерлік пластмассалар. Олар майсыз тозуға төзімді. Бұл салмақ пен шығынды азайтады. Оларды алюминийден өңдеуге қымбат болатын пішіндерге де құюға болады. Экзоскелеттік қосылыс корпусы үшін бұл пластмассалар майлау практикалық емес жерлерде жақсы жұмыс істейді.
Көміртекті талшық және шыны талшықты композиттер
Көміртекті талшықпен күшейтілген полимерлер беріктік пен салмақтың тамаша қатынасына ие. Бірақ олар сынғыш. Олар соққыға оңай төзеді. Матрицалық материалдар ультракүлгін сәуленің, температураның өзгеруінің және ылғалдың әсерінен ыдырайды. Бұл қабаттардың дренаждалуына және беріктігінің жоғалуына әкеледі. Шыны талшықты композиттер арзанырақ, бірақ салмағы жоғары. Екеуі де кенеттен істен шығуды болдырмау үшін мұқият дизайнды қажет етеді.
3D басып шығарылған прототиптерге арналған PLA және ABS
Ерте сатыдағы прототиптер үшін ABS және PLA кең таралған. Инженерлер бұл бөлшектерді тез басып шығару үшін балқытылған тұндыру модельдеуін (FDM) пайдаланады. Полимерлі жіп қыздырылған саптама арқылы өтеді және қабаттар түрінде жиналады. Бұл жүк көтеретін 3D басып шығарылған элементтер сәйкестік пен саңылауды тексеру үшін жақсы жұмыс істейді. Олар соңғы өндіріске арналмаған. Бірақ балқытылған тұндыру модельдеу пішіндерді тексерудің жылдам жолын ұсынады. Инженерлер жылдамдық пен төмен баға үшін басып шығаруға сүйенеді. Бұл басылған бөлшектердің материалдық қасиеттері прототиптеу үшін жеткілікті жақсы. Сондықтан ABS арқылы басып шығару ерте кезде кең таралған.
Таңдау критерийлері және күшті компромисстер
Күш пен салмақ қатынасы
Беріктік, салмақ және төзімділік арасында негізгі ымыра бар. Алюминий қорытпалары жеңіл, бірақ қайталанатын жүктемелер кезінде істен шығуға бейім. Болат жақсы беріктік береді, бірақ батареяның қызмет ету мерзімін және пайдаланушының жайлылығын төмендететін салмақ қосады. Көміртекті талшықты композиттер беріктік пен салмақтың арақатынасының жақсы болуына қарамастан, болжау қиын жолдармен істен шығады.
Құны және өңдеу мүмкіндігі
Құны мен өндіріс көлемі материалдарды таңдауды анықтайды. 6061 арзан және оңай алынады. Көміртекті талшық қымбат және баяу өндіріледі. Төмен көлемді құрылымдар өңделген металды артық көреді. Жоғары көлемді өндіріс инъекциялық қалыпталған пластикті ақтайды. Өңдеу мүмкіндігі де маңызды. Алюминий тез кеседі. Титан құралдарды тозады.
Коррозияға және шаршауға төзімділік
Коррозияға төзімділік қосылыстың қатал жағдайларда жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Алюминий 6061 өздігінен тұрақты оксид қабатын түзеді. 7075 құрамында мыс болғандықтан жабынды қажет етеді. Шаршауға төзімділік те маңызды. 6061‑T6 алюминийінің шаршау беріктігі 96 МПа. 7075‑T6 160 МПа-ға жетеді. Жоғары циклді пайдалану үшін 7075 немесе көміртекті талшық жеңеді. Қосылу механизмдерінің өзі көбінесе ақаулық нүктесі болып табылады. Қалыпты шар мойынтіректер мен втулкалар жоғары жиілікті жүктеме кезінде тез тозады. Корпус ішіндегі мойынтірек те осындай қажеттіліктерге тап болады. Мойынтіректер қайталанатын циклдарды тозбай өңдеуі керек. Тиімді өздігінен майланатын материалдардың болмауы техникалық қызмет көрсету қажеттіліктерін арттырады. Инженерлер материалды таңдағанда шаршау беріктігі сияқты механикалық қасиеттерге назар аударады. Бүкіл құрастырудың беріктігі дұрыс таңдауға байланысты. Олар сондай-ақ жүктеме кезіндегі мінез-құлықты тексеру үшін шекті элементтер әдісін талдайды. Материалдың қасиеттері әрбір шешімді басқарады. Дұрыс таңдау ұзаққа созылатын және ерте істен шығатын қосылыстың арасында шешім қабылдайды.
NOBLE компаниясының экзоскелеттік бірлескен тұрғын үй саласындағы сараптамасы
NOBLE - металл және пластикпен жұмыс істейтін өндірістік серіктес. Біз қатаң төзімділік пен тұрақты сапаны қажет ететін бригадалар үшін экзоскелеттік буын корпусының бөлшектерін жасаймыз. Біздің шеберхана металл және пластик жұмыстарын да орындайды. Бұл үйлесім маңызды, себебі буын корпусы сирек жағдайда тек бір материалды пайдаланады.
Металл және пластик өңдеу мүмкіндіктері
CNC өңдеу, құю және инжекциялық қалыптау
Біз CNC өңдеу, құю және құю жұмыстарын бір жерде орындаймыз. Бұл өңделген алюминий қабық, құйылған жетек бекіткіші және қалыпталған сенсорлық кронштейннің барлығы бізден келетінін білдіреді. Сіз үш сатушы бір-біріне саусақтарын көрсеткенде болатын кінә ойынынан аулақ боласыз. Пластикалық бөлшектер үшін біз ABS және басқа да инженерлік деңгейлерді қалыптаймыз. Біз сондай-ақ ерте орнатулар мен бекітулер үшін басып шығаруды қолдаймыз. Егер сізге құрал-саймандар жасамас бұрын жылдам прототип қажет болса, басып шығару сізге бөлшекті тез арада жеткізеді.
Дизайн, прототиптеу және құрастыру қызметтері
Біздің командамыз дизайнға, прототип жасауға және құрастыруға көмектеседі. Біз сіздің сызбаларыңызды қарап шығамыз, өңдеу қиын ерекшеліктерді көрсетеміз және шығындарды азайтатын өзгерістерді ұсынамыз. Келесі кезекте прототиптер, содан кейін толық құрастыру келеді. Біз мойынтірек орындықтарын қысамыз, бекіткіш сақиналарды орнатамыз және кез келген нәрсе жіберілмес бұрын сәйкестіктерді тексереміз. Соңғы блоктың беріктігі осы қадамдарға байланысты, сондықтан біз құрастыруды кейінірек қосатын нәрсе емес, өндірістің бір бөлігі ретінде қарастырамыз.
Сертификаттар және сапаны қамтамасыз ету
Бізде медициналық құрылғыларға арналғандарды қоса алғанда, тиісті сапа менеджменті сертификаттары бар. Бұл сертификаттар тек қабырға безендірулері ғана емес. Олар біздің жұмысты қалай құжаттайтынымызды, қызметкерлерді оқытуымызды және өзгерту туралы бұйрықтарды қалай өңдейтінімізді қалыптастырады.
Толық бақылау және тексеру хаттамалары
Әрбір партияны оның материалдық сертификаты мен машина журналына дейін бақылауға болады. Біз кіріс қорын, өндірістегі ерекшеліктерді және дайын бөлшектерді тексереміз. CMM тексерулері ұңғыма диаметрін, тесіктің орналасуын және тегістігін растайды. Егер өлшем ауытқып кетсе, біз оны жиналу мәселесіне айналмас бұрын анықтаймыз. Бұл тәртіп әрбір қосылыстың беріктігін және сіздің кестеңіздің беріктігін қорғайды.
Дизайннан құрастыруға дейін
Бірлескен инженерлік қолдау
Біз сіздің инженерлік командаңыздың кеңейтімі ретінде жұмыс істейміз. Бізге үлгі жіберіңіз, сонда біз сізге оның қандай машиналар екенін, қанша тұратынын және қай жерде істен шығуы мүмкін екенін айтып береміз. Бұл алға және артқа қайта қарау қайта қарау циклдарын үнемдейді.
Толық өндіріс және сынақтан өткізу
Алғашқы өнімнен бастап толық өндіріске дейін біз өңдеу, қалыптау, әрлеу және сынау жұмыстарын жүргіземіз. Сізде бір серіктес, бір сапа жүйесі және бір байланыс нүктесі болады. NOBLE компаниясының негізгі идеясы осы.
Әрбір экзоскелеттік қосылыс корпусы бірдей негізгі бөліктерден тұрады: негізгі корпус, мойынтірек орындықтары, жетек және қозғалтқыш бекіткіштері, сенсорлық кронштейндер, тығыздау және ұстап тұру компоненттері. Әрқайсысының өзіндік өндіріс процесі, дәлдік нысандары және материал нұсқалары бар. Бұл таңдаулар қосылыс кездесетін жүктемеге, салмаққа және ортаға сәйкес келуі керек.
Өңдеу, құю, қалыптау және 3D басып шығару мұнда маңызды рөл атқарады. Беріктік, салмақ, құн және коррозияға төзімділік теңестірілетін материалды таңдау да маңызды. Корпусты дұрыс орнатыңыз, сонда қосылыс жұмыс істейді.
Exoskeleton бірлескен тұрғын үйі туралы жиі қойылатын сұрақтар
Экзоскелеттік қосылыс корпусы неден жасалған?
Экзоскелеттік қосылыс корпустары көбінесе 6061‑T6 сияқты алюминий қорытпаларынан жасалады. Ti‑6Al‑4V титаны медициналық немесе коррозиялық ортада қолданылады. Көміртекті талшықтармен күшейтілген полимерлер беріктік пен салмақтың ең жақсы қатынасын береді. PEEK втулкалар мен тірек беттеріне жарамды. Таңдау жүктемеге, салмаққа және қоршаған ортаға байланысты.
Неліктен мойынтірек орындығының дәлдігі соншалықты маңызды?
Егер тесік бос болса, мойынтірек орнында айналуы мүмкін. Егер ол тым тар болса, тесік жаншылады. Екі жағдайда да қосылыс энергияны босқа жұмсайды және тез тозады. Тесіктің диаметрі, дөңгелектігі, коаксиалдылығы және перпендикулярлығы мойынтіректі қорғайды. Мұны дұрыс орындаңыз, сонда қосылыс мыңдаған цикл бойы тегіс жұмыс істейді.
Экзоскелеттік қосылыс корпусын 3D басып шығаруға бола ма?
Сіз прототиптерді басып шығара аласыз, бірақ басылған бөлшектер соғылған металл сияқты берік емес. Балқытылған тұндыру модельдеуі (FDM) сәйкестік пен саңылауды ерте тексеру үшін өте қолайлы. Металл қоспаларын өндіру күрделі ішкі арналары бар тығыз металл бөлшектерді жасайды. Бұл бөлшектерді басып шығарғаннан кейін мойынтіректер мен тығыздағыш ойықтары үшін өңдеу қажет.
Сенсорлық кронштейндер қандай төзімділіктерді қажет етеді?
Орнату тесіктерінің орналасуы, сенсордың бағыты, бетінің тегістігі және қайталануы қатаң бақылануы керек. Термиялық тұрақтылық та маңызды, себебі материалдар әртүрлі жылдамдықпен кеңейеді.
Тығыздағыштар мен бекіткіштер буынды қалай қорғайды?
Тығыздағыштар шаңның, судың және кірдің кіруіне жол бермейді. Олар сондай-ақ майлағышты ішке кіргізеді. Ұстағыштар тығыздағыштардың шығып кетуіне және мойынтіректердің қозғалуына жол бермейді. Тығыздағыш материалдары қоршаған ортаға байланысты таңдалады; металл сақиналар діріл мен қайталанатын жинау кезінде жақсы шыдайды.
Тұрғын үй жобалауында топологияны оңтайландыру дегеніміз не?
Топологияны оңтайландыру материалдың тұтас блогынан басталады. Бағдарламалық жасақтама жүктеме көтермейтін барлық материалдарды жояды. Нәтижесінде табиғи көрінетін жұқа, тиімді пішін пайда болады. Қабырғаларды қатайту жұқа қабырғаларды қатайтады. Жақсы қабырға өрнегі қабықтың қаттылығын айтарлықтай арттыра алады.
Неліктен 7075 алюминийіне жабын қажет?
Алюминий 7075 құрамында мыс бар, ол табиғи оксид қабатының пайда болуына жол бермейді. Бұл қабатсыз ылғал кернеулі коррозияның жарылуына әкелуі мүмкін. Пассивтелген немесе анодталған жабын бетті тығыздайды. Тығыздалған қатты анодталған беттер тұз шашырату сынағында 2,000 сағаттан астам уақыт бойы шұңқырларсыз шыдай алады.
Алюминийге қарағанда титанды қашан таңдау керек?
Титан Ti‑6Al‑4V алюминийге төтеп бере алмайтын жылу мен коррозияға төтеп бере алады. Ол сондай-ақ биоүйлесімді, бұл медициналық экзоскелет үшін маңызды. Кемшіліктері - құны және өңдеудің қиындығы. Қатаң немесе медициналық жағдайларда салмақты маңызды қосылыстар үшін титан алюминий жоқ жерде жұмыс істейді.
