Экзоскелет нарығы 2025 жылы 850 миллион АҚШ долларына жетті. Ол жыл сайын 21.4%-ға өсіп келеді. Бұл беріктік пен салмақты теңестіретін экзоскелет құрылымдық бөлшектеріне сұранысты арттырады.
Табиғаттағы экзоскелет бізге идеялар береді. Шаянтәрізділердің экзоскелеттері қабаттары бар кутикулаға ие. Шаянтәрізділердің кутикуласында хитин және кальций карбонаты бар. Эпикутикула кутикуланың бетін тығыздайды. Экзокутикулада оны қатты ететін тығыз хитин бар. Эндокутикулада оны қатты ететін икемді хитин бар. Хитин кутикулаға беріктік береді. Экзокутикуладағы хитин тозуға төзімді. Эндокутикуладағы хитин соққыны сіңіреді. Кальций карбонаты экзокутикуланы қатайтады. Эпикутикулада хитин аз. Экзокутикула мен эндокутикула кутикуланың негізгі бөлігін құрайды. Бұл кутикула жүйесі салмақ пен беріктіктің теңгерімін қамтамасыз етеді. Инженерлер идеялар үшін кутикуланы зерттейді. Экзокутикула тозуға қалай қарсы тұру керектігін көрсетеді. Эндокутикула соққыны қалай сіңіру керектігін көрсетеді. Эпикутикула қалай тығыздау керектігін көрсетеді. Бұл табиғи материалдар адам дизайндарына шабыт береді.
Адам экзоскелеттері осы сабақтарды пайдаланады. Медициналық экзоскелеттер оңалтуға көмектеседі. Өнеркәсіптік экзоскелеттер кернеуді азайтады.
Бұл нұсқаулық сіздің сұрақтарыңызға жауап береді. Қандай бөлшектер маңызды? Қандай материалдар ең жақсы жұмыс істейді? Оларды қалай жасаймыз? Оқуды жалғастырыңыз.
Экзоскелет құрылымдық бөліктерінің негізгі компоненттері
Әрбір экзоскелет үш негізгі құрылыс блогына тәуелді. Жүк көтергіш рамалар салмақты ұстайды. Буындар мен жетектердің қозғалысы орын алады. Адам-машина интерфейстері құрылғыны сіздің денеңізбен байланыстырады. Бұл экзоскелет құрылымдық бөліктері бір жүйе ретінде бірге жұмыс істейді. Әрбір бөлік басқаларының жұмыс істеу тәсілін өзгертеді.
Жүк көтергіш рамалар мен шасси
Рама кез келген экзоскелеттің қаңқасы болып табылады. Ол пайдалы жүктемелерді ұстайды, күштерді жылжытады және экзоскелеттің барлық басқа құрылымдық бөліктерін орнында ұстайды. Инженерлер материалдарды беріктікке, салмаққа және құнына қарай таңдайды. Раманың механикалық қасиеттері пайдаланушының шаршамай қанша жүк көтере алатынын анықтайды.
Алюминий және титан рамаларының дизайны
7075 сияқты алюминий қорытпалары беріктік пен салмақ арақатынасының жоғары деңгейін қамтамасыз етеді. Олар титанға қарағанда арзан және өңдеуге оңай. Титан коррозияға төзімділік пен ұзақ мерзімді беріктікке ие. Ол терге, ылғалға немесе қатал ортаға төтеп беретін медициналық және әскери экзоскелеттерде ерекшеленеді. Екі металл да қайталанатын кернеуге жақсы төтеп береді. Өңделген алюминий қаңқасы бірнеше килограмм салмақта болуы мүмкін. Титан нұсқасы ауырырақ, бірақ далалық жағдайларда ұзақ қызмет етеді.
Көміртекті талшықтан жасалған композиттік құрылымдар
Көміртекті талшықты композиттер салмақты айтарлықтай азайтады. Олар төмен массамен жоғары қаттылық береді. Бұл күні бойы киілетін экзоскелеттер үшін маңызды. Көміртекті тіректері мен көміртекті талшықты байланыстары жоғарғы және төменгі аяқ құрылғыларында пайда болады. Шайыр талшықтарының орналасуы инженерлерге қаттылықты әртүрлі бағытта реттеуге мүмкіндік береді. Көміртекті қаңқа бір осьте майысып, екіншісінде қатты болып қалуы мүмкін. Мұндай басқаруды тек металлмен ғана жүзеге асыру қиын.
Қосылыстар, жетек механизмдері және қозғалтқыш механизмі
Қосылыстар раманы қозғалтуға мүмкіндік береді. Жетек механизмдері қуат береді. Бірге олар қатты құрылымды жұмыс істейтін машинаға айналдырады. Дизайнның қиындығы - қозғалтқыштарды, редукторларды, сенсорларды және сымдарды корпустың жанындағы шағын кеңістікке орнату.
Жасанды бұлшықеттер және қозғалтқышпен басқарылатын жүйелер
Электр қозғалтқыштары бар экзоскелеттерде электр қозғалтқыштары, гидравликалық жетектері немесе пневматикалық жүйелер қолданылады. Бұл бөлшектер белсенді көмек көрсетеді. Сенсорлар мен басқару алгоритмдері пайдаланушының не істегісі келетінін анықтайды. Содан кейін олар аяқ-қол қозғалысы үшін электрлік көмекті үйлестіреді. Бұл басқару жүйесін адам-машина интерфейстерімен байланыстырады. Нәтижесінде өнеркәсіптік, әскери немесе қалпына келтіру мақсаттарында жақсы беріктік пен төзімділік пайда болады. Гарвардтың Wyss институты басқа жолды таңдайды. Олар икемді тоқыма негізіндегі жетектері және кіріктірілген сенсорлары бар жұмсақ экзоскелеттерді жасайды. Олардың жүйелері жеңіл болып қалады және қолданыстағы мобильділік құралдарымен жұмыс істейді.
Қозғалыс диапазонының артикуляциялық механизмдері
Жетек жамбас, тізе, тобық, иық және шынтақ сияқты буындарды физикалық түрде қозғалтады. Ол қозғалтқыштың айналуын буын жылдамдығы мен айналу моментіне айналдырады. BCSA сияқты ықшам жетек блогы рамасыз қозғалтқышты және циклоидты редукторды жұқа құрылымға орналастырады. Циклоидты редуктор азайту арқылы айналу моментін арттырады. Сондай-ақ, ол жүктемені бірнеше жанасу аймақтарына таратады. Бұл буынға жүру кезінде қайталанатын жүктемелер мен сыртқы соққыларды жеңуге көмектеседі. Өлшемі де маңызды. Егер жетек блогы тым алысқа шығып кетсе, ол жақын маңдағы құрылымдардың жолына кедергі келтіруі мүмкін. Бұл табиғи қозғалысты шектейді. Денеге жақын орналасқан жіңішке жетек блогы буынның табиғи қозғалысын сақтайды. Бірнеше буын жетек блогы салмақтың қосылуына әкеледі. Егер айналу моменті тым төмен болса, өлшемді кішірейту жеткіліксіз. Қажетті буын айналу моменті, қозғалыс ауқымы, жұмыс жылдамдығы, жетек өлшемдері және салмақ - мұның бәрін бірге қарастыру керек.
| Фактор | Экзоскелет буындарына әсері |
| Жетекші рөлі | Буынның қажетті қозғалыс пен көмекші момент бере алатынын анықтайды |
| Жетек түрінің мысалы | BCSA рамасыз қозғалтқыш пен циклоидты редукторды жұқа, ықшам құрылымға орналастырады |
| Айналдыру моменті | Циклоидты редуктор жоғары момент беруге және қайталанатын жүктемелерді немесе сыртқы әсерлерді басқаруға көмектеседі |
| Қозғалыс диапазоны | Денеге жақын орналасқан жіңішке жетектері буындардың табиғи қозғалысын сақтауға көмектеседі |
| Өлшемі мен салмағы | Дизайн қозғалысқа көмектесу және буын жүктемелерін көтеру үшін ықшамдықты жеткілікті айналу моменті арқылы теңестіруі керек |
| Дизайнды қарастыру | Жетекті таңдау қозғалыс мүмкіндігіне де, айналу моментінің өнімділігіне де тікелей әсер етеді |
Адам-машина интерфейсінің бөлшектері
Интерфейс - машинаның корпуспен түйісетін жері. Ол ыңғайлы сезінуі, қауіпсіз болуы және ауырсыну тудырмай күштерді өткізуі керек. Жақсы интерфейс дизайны пайдаланушының қауіпсіздігін және құрылғының тиімділігін қамтамасыз етеді.
Кеуде тіректері және аяқ-қол манжеттері
Кеуде торсық бойымен таралған жүктемені көтереді. Олар көтеру немесе бастан жұмыс істеу кезінде экзоскелетаны тұрақты ұстайды. Аяқ-қол манжеттері қолдарды немесе аяқтарды орайды. Олар пайдаланушыға көмекші момент береді. Қозғалтқышпен жұмыс істейтін қол бөліктерінде көбінесе білек пен қолдың жоғарғы жағындағы манжеталар болады. Бұл манжеттер әртүрлі дене өлшемдеріне сәйкес келуі керек. Модульдік және бейімделгіш бекіту жүйелері бұл мәселені шешеді. Олар реттелетін компоненттерді, тез босатылатын механизмдерді және теңшелетін интерфейстерді пайдаланады. Реттелетін белдіктер, модульдік қосылыс блоктары және қайта конфигурацияланатын рама элементтері бір құрылғыға көптеген пайдаланушыларды орналастыруға мүмкіндік береді.
Жұмсақталған байланыс нүктелері мен белдіктер
Төсем теріге түсетін қысымды төмендетеді. Баулар құрылғыны қозғалыс кезінде орнында ұстайды. Össur кіріктірілген сенсорлық технология мен микропроцессорлық басқару арқылы протездік және ортопедиялық шешімдер жасайды. Олардың экзоскелеттері нақты уақыт режиміндегі бейімделгіш алгоритмдерді пайдаланады. Бұлар пайдаланушының қозғалыс үлгілері мен қоршаған орта жағдайларына негізделген қолдауды реттейді. Ақылды сенсорлар пайдаланушының не істегісі келетінін анықтайды. Олар жүру, тұру және өтпелі қозғалыстар кезінде үздіксіз көмек көрсетеді. Бұл экзоскелеттің құрылымдық бөліктерінің, іске қосудың және адам-машина интерфейстерінің қалай үйлесетінін көрсетеді.
Практикалық тұрғыдан алғанда, бұл экзоскелет құрылымдық бөлшектерін жасау қатаң төзімділік пен тұрақты сапаны талап етеді. Қытайдың жетекші өндірістік компаниясы NOBLE бұл салаға ерекше қызмет көрсету мүмкіндіктері мен кәсіби өңдеу тәжірибесін ұсынады. Олардың командасы клиенттерге прототиптен жаппай өндіріске тиімді өтуге көмектеседі. Сізге өңделген алюминий рамалар немесе тапсырыс бойынша көміртекті талшық тіректері қажет болса да, дұрыс жабдыққа ие серіктес айырмашылықты жасайды.
Экзоскелет құрылымдық бөлшектеріне арналған материалдар
Экзоскелет құрылымдық бөлшектері үшін дұрыс материалды таңдау тепе-теңдікті табуды білдіреді. Сізге жеңіл салмақ, жоғары беріктік және ұзақ қызмет ету мерзімі қажет. Ешбір материал бәрін жасай алмайды. Сондықтан инженерлер металдарды, композиттерді және полимерлерді араластырады. Негізгі таңдауларды қарастырайық.
Алюминий 7075 және титан
Алюминий 7075-T6 - экзоскелет рамалары үшін ең жақсы материал. Оның созылу беріктігі 572 МПа-ға жетеді. Иілу беріктігі 503 МПа-ға жетеді. Мұны 310 МПа созылу және 276 МПа шығымдылығы бар 6061-T6-мен салыстырыңыз. Бұл шамамен 83%-ға жоғары шығымдылық. Тығыздығы 2.81 г/см³, ал 6061 үшін 2.70 г/см³. Иә, 7075 сәл ауырлау. Бірақ оның беріктік-салмақ қатынасы жақсырақ. Ол шамамен 204 МПа/(г/см³) жетеді. 5-сыныпты титан 187 МПа/(г/см³) шамасында. Сонымен, 7075 салмақты маңызды бөлшектер үшін шамамен 9%-ға тиімдірек. Магний арматурасы бар аэроғарыштық 7075-T6 салмақты 40%-ға дейін азайта алады, сонымен бірге шығымдылық беріктігі 500 МПа-дан жоғары болады. Бұл жоғары беріктік пен төмен массаны қажет ететін рама элементтері үшін маңызды.
7075 алюминийінің беріктік пен салмақтың жоғары қатынасы
7075 үшін өңдеуге жарамдылық рейтингі 5/10. 6061 үшін ол 8/10. Сондықтан 7075 өңдеу қиынырақ. Бірақ оның пайдасы нақты. Ол тұрақты деформацияға жақсырақ төтеп береді. Бұл тізе буындары мен жамбас рамалары сияқты соққыға бейім құрылымдарға көмектеседі. Анодтау және плазмалық электролиттік тотығу тозуға төзімділікті және биоүйлесімділікті арттыра алады. Дәл өңдеу және қоспа өндірісі де жоғары өлшемді дәлдікті қолдайды.
Коррозияға төзімділік пен беріктік үшін титан
Титан қорытпалары коррозия мен теріге тиетін жерлерде жылтырайды. Олар терге, ылғалға және қатал ортаға төзімді. Олардың биоүйлесімділігі киюшінің терісіне тиетін экзоскелет құрылымдық бөліктеріне сәйкес келеді. Бұл аллергиялық реакциялар немесе ыңғайсыздық қаупін азайтады. Экзоскелеттер күн сайын тозуға, коррозияға және соққыға тап болады. Титан үшеуін де өңдейді. Кемшілігі? Материалдық шығындар жүйе шығындарын үш есеге арттыруы мүмкін. Сондықтан инженерлер оны таңдамалы түрде пайдаланады — буындарда, түйреуіштерде және қатты тозатын интерфейстерде.
Көміртекті талшықтар және будандар
Көміртекті талшықты композиттер жеңіл салмақ бойынша чемпион болып табылады. Олар алюминий баламаларымен салыстырғанда 30-40%-ға жеңіл. Дегенмен, олар бірдей беріктікті сақтайды. Бұл киілетін құрылғылар үшін үлкен жеңіс.
Жоғары қаттылық және салмақ жоғалту
Нақты қаттылық шынайы оқиғаны баяндайды. Көміртекті талшық мата 84–94 MN·m/кг-ға жетеді. Жоғары модульді бір бағытты материал 133–150 MN·m/кг-ға жетеді. Алюминий 7075-T6 25.5 MN·m/кг-ға тең. Титан Ti-6Al-4V 25.7 MN·m/кг-ға тең. Бұл көміртекті талшыққа 3.3–5.9 есе артықшылық береді. Реттелетін қол тіректерінде бұл сол салмақта соңғы нүктенің ауытқуын 60–80%-ға қысқартады. Жеңіл және қаттырақ - экзоскелет құрылымдық бөлшектеріне қажет нәрсе.
Қабатталған беріктікке арналған шайыр-талшық комбинациялары
Шайыр талшығының орналасуы инженерлерге қаттылықтың бағытын бағыт бойынша реттеуге мүмкіндік береді. Көміртекті рама бір осьте майысып, екіншісінде қатты болып қала алады. Мұндай басқару тек металлмен ғана қиын. Компромисс құнында. Өндіріс шығындары айтарлықтай жоғары, бұл кеңінен қолданылуын шектейді. Сондықтан гибридті конструкциялар бар. Ekso Bionics компаниясының EksoNR құрылғысында көміртекті талшық пен алюминий қорытпасынан жасалған қосылыстар қолданылады. Оның жалпы салмағы шамамен 23 кг. Кейбір мақсаттарда әлі де ауыр, бірақ берік.
| Материал / тәсіл | Салмақ жоғалтудың пайдасы | Беріктік / Беріктік | Сауда-саттық |
| Көміртекті талшықты композиттер | Алюминийден 30-40% жеңіл | Балама беріктікті сақтайды | Жоғары өндірістік шығындар |
| - | - | - | - |
| Алюминий қорытпалары | Жеңіл құрылымдық материал | Құрылымдық тұтастықты сақтайды | Буындар үшін көміртекті талшықпен бірге қолданылады |
| Инженерлік полимерлер | Жалпы салмақ жоғалтуға үлес қосыңыз | Құрылымдық тұтастықты сақтау | Маңызды емес немесе модульдік компоненттерде қолданылады |
| Жетілдірілген титан қорытпалары | Күш пен салмақ арақатынасының жоғары деңгейі | Жоғары беріктігі | Материалдық шығындар жүйе шығындарын үш есеге арттыруы мүмкін |
| Дизайнды оңтайландыру (топология, FEA) | Маңызды емес аймақтардағы материалды азайтады | Жүк көтергіш бөлшектердің беріктігін қамтамасыз етеді | Есептеу модельдеу саласындағы біліктілікті қажет етеді |
Шаян тәрізділердің экзоскелеттері мен кутикуласынан сабақтар
Табиғат бұл мәселені бұрыннан шешкен. Шаянтәрізділер кутикуласының құрылымы биологиялық композиттік материал болып табылады. Ол адам экзоскелеттеріне жеңіл сауыт жасауға шабыттандырады. Шаянтәрізділер кутикуласының үш негізгі аймағы бар. Эндокутикула, экзокутикула және эпикутикула әрқайсысы рөл атқарады. Эндокутикула, экзокутикула және эпикутикула қабаттарға жиналады. Эпикутикула бетті тығыздайды. Экзокутикула қаттылық үшін тығыз хитинді жинайды. Эндокутикула беріктік үшін икемді хитинді пайдаланады. Хитин кутикулаға беріктік береді. Экзокутикуладағы хитин тозуға төзімді. Эндокутикуладағы хитин соққыны сіңіреді. Кальций карбонаты экзокутикуланы қатайтады. Кальций карбонаты сонымен қатар кутикуланы қатайтады. Эпикутикулада хитин аз. Экзокутикула және эндокутикула кутикуланың негізгі бөлігін құрайды. Бұл кутикула жүйесі салмақ пен беріктіктің теңгерімін қамтамасыз етеді.
Жеңіл сауытқа биологиялық шабыт
Шаян тәрізділер кутикуласында бұралған фанер құрылымы қолданылады. Бұл Булиган өрнегі деламинацияның алдын алады. Ол соққы жарықтарын қайта бағыттайды және энергияның таралуын күшейтеді. Мантис асшаяндары мен шаян кутикулалары мұны көрсетеді. Жүктелген бетке жақын бұрыштық өзгерістері үлкен ламинатталған парақтар соққыға жақсы төзімді. Омар қаңқасының геликоидты талшықтары ені 8 м, салмағы 320 кг және қалыңдығы 4 мм болатын павильонды жасауға мүмкіндік береді. Бұл бұралған фанер құрылымының күші.
Табиғи материалдар мен инженерлік полимерлер
Шаян тәрізділер кутикуласының өзі ақуыз бен хитиннен жасалған биологиялық композиттік материал. Ақуыз бен хитин хитин-ақуыз талшықтарын құрайды. Бұл хитин-ақуыз талшықтары хитин-ақуыз талшықтарын түзеді. Экзоскелеттердің химиялық құрамы түрлерге байланысты өзгереді. Экзоскелеттердің химиялық құрамы склеротизация немесе кальцификация процесімен де өзгереді. Қатты артропод экзоскелетінде осы химия қолданылады. Қатты, қатты экзоскелет жануарды қорғайды. Сыртқы артропод экзоскелетінде тозуға төзімділік байқалады. Ең сыртқы артропод экзоскелетінде ылғал тығыздалады. Артропод кутикуласының әртүрлі қабаттары инженерлік полимерлерге шабыт береді. 3D басып шығаруға арналған PLA - бір мысал. Ол хитин сияқты берік емес, бірақ арзан және басып шығаруға жарамды. Артропод кутикуласының әртүрлі қабаттары гибридті қабаттарды да басқарады. Шаян тәрізділер экзоскелетіндегі буын қосылған қосымшалар икемді буындарды қалай құру керектігін көрсетеді. Буын қосылған қосымшалар қайталанатын қозғалысты қалай басқару керектігін де көрсетеді. Шаянтәрізділердің экзоскелеттері бізге материалдарды қабаттастыруды үйретеді. Шаянтәрізділердің экзоскелеттері бізге қаттылықты өзгертуді де үйретеді. Шаянтәрізділердің экзоскелеттері жеңіл сауыттың жұмыс істейтінін дәлелдейді.
Булиган құрылымы талшық қабаттарының қабыршақтануына жол бермеу және соққы кезінде пайда болатын жарықшақтарды қайта бағыттау арқылы энергияның таралуын арттыру арқылы синтетикалық материалдардың соққыға төзімділігін арттыратыны көрсетілді.
Практикалық тұрғыдан алғанда, жетекші қытайлық өндіріс компаниясы NOBLE бұл салаға ерекше қызмет көрсету мүмкіндіктері мен кәсіби өңдеу тәжірибесін ұсынады. Олардың командасы клиенттерге прототиптен жаппай өндіріске тиімді өтуге көмектеседі. Сізге өңделген алюминий рамалар немесе тапсырыс бойынша көміртекті талшық тіректері қажет болса да, дұрыс жабдыққа ие серіктес айырмашылықты жасайды.
Дәлдік өндірісі Экзоскелет құрылымдық бөліктері
Жақсы дизайн жақсы өндіріссіз пайдасыз. Тіпті қағаздағы ең жақсы экзоскелет бөлігі де өңделген бөлік жоспарға сәйкес келмесе, істен шығады. Сондықтан жоғары дәлдік маңызды.
CNC өңдеу Металл экзоскелет құрылымдық бөлшектері үшін
CNC өңдеу экзоскелеттерге қажетті дәлдікті береді. Ол металды өте қатаң шектеулерге дейін кеседі. Ол көптеген бөлшектер үшін бірдей нәтиже береді. Экзоскелет құрылымдық бөлшектерін жасаудың әртүрлі тәсілдерінің әрқайсысының өз рөлі бар. Металл рамалар мен қосылыстар үшін CNC әдеттегі таңдау болып табылады.
Рама интерфейстері үшін қатаң төзімділік
Рама интерфейстері дәл сәйкестендіруді қажет етеді. Мойынтіректердің диаметрлері H7 төзімділігін пайдаланады. 50 мм диаметр үшін бұл ±0.012 мм дегенді білдіреді. Білік тіректеріне h6 қажет. 50 мм диаметр үшін бұл ±0.009 мм. Бұл сандар қосылыстың тегіс қозғалатынын немесе тұрып қалатынын анықтайды.
Құрылымдық қосылыстардағы болт тесіктерінің үлгілері ±0.1 мм позициялық төзімділікті қажет етеді. Кабель кронштейндері ±0.2 мм пайдалана алады. Аяқтарды орналастыру үшін рамалық элементтердің ұзындығы ±0.15 мм қажет. Маңызды емес аралықтарды ±0.5 мм пайдалана алады. Қосылу осьтерінің параллелизмі 100 мм ұзындыққа 0.05 мм шегінде қалуы керек. Бұл көп осьті жинақтарда байланыстыруды тоқтатады.
Кернеу астындағы материалдар үшін беттік өңдеу маңызды. Мойынтіректермен жанасатын беттерге Ra 0.8 мкм немесе одан жоғары қажет. Бұл торлы коррозияны тоқтатады. Сырғанау интерфейстеріне қозғалысқа перпендикуляр бағыттағы Ra 1.6 мкм қажет. Құрылымдық элементтер Ra 3.2 мкм қабылдай алады. Косметикалық беттерге моншақтарды үрлеу немесе анодтау арқылы Ra 0.4 мкм түседі.
GD&T позицияны, перпендикулярлықты, концентрлікті және профильді басқарады. Әрбір ескерту нақты мәселені тоқтатады. Керемет қызмет көрсету және өңдеу шеберлігі бар жетекші қытайлық өндіріс компаниясы NOBLE әрбір жобаға осы дәлдікті енгізеді. Олардың 5 осьті CNC орталықтары күрделі пішіндерді өңдейді. Олардың командасы прототиптен өндіріске оңай ауысады.
Беткі өңдеу және қайталанымдылық
CNC өңдеу қайталанатын сапаны қамтамасыз етеді. Жүз бірдей бөлшектерді іске қосыңыз. Олардың барлығының өлшемдері бірдей. Бұл консистенция экзоскелет үшін маңызды. Әрбір құрылғы бірдей жұмыс істейді.
Қосымша өндіріспен 3D басып шығару
CNC металды жақсы өңдейді. Заманауи өндіріс әдістері жаңа мүмкіндіктер қосады. Қосымша өндіріс экзоскелет құрылымдық бөлшектерін қабат-қабат жасайды. Ол фрезерлеу жасай алмайтын пішіндерді жасайды.
PLA және прототиптерге арналған басқа термопластиктер
PLA термопластигі прототип жасау үшін өте жақсы жұмыс істейді. Ultrafuse PLA PRO1 тез және оңай басып шығарады. Ол бекіткіш қосқыштарды жақсы өңдейді. Оның механикалық қасиеттері ABS басып шығарылған нысандардан асып түседі. Бұл оны сәйкестігі мен функциясын тексеру үшін өте қолайлы етеді.
Бірақ PLA-ның шектеулері бар. FDM басып шығарылған ABS бөлшектері кейінгі өңдеусіз максималды жүктеме талаптарын қанағаттандыра алмады. Басып шығарғаннан кейін қыздыру шекті күй параметрлерін жақсартты. Басып шығару бағыты да маңызды. Көлденең басып шығару тікке қарағанда 23%-ға жоғары созылу беріктігі береді. Шаршау мерзімі бағыт бойынша 30%-ға өзгереді. 10 000 циклде айырмашылық 50%-дан асады.
PLA прототиптер үшін жұмыс істейді. Өндіріс үшін сізге берік материалдар және кейінгі өңдеу қажет. Бірақ жылдам өзгерістер үшін оны жеңу қиын.
Фрезерлеу арқылы қол жеткізу мүмкін емес күрделі геометриялар
Қоспалы өндіріс құрал-саймандардың шектеулерін жояды. Сіз салқындату және майлау үшін ішкі арналарды жобалай аласыз. Фрезерлеу бұл кеңістіктерге жете алмайды. Топологияға оңтайландырылған құрылымдар материалды жүктемелер әсер ететін жерге дәл орналастырады. Органикалық, жүктемеге негізделген пішіндер пайдаланушылардың табиғи дене механикасына сәйкес келеді.
Кіріктірілген сенсор мен кабель жолдары тікелей бөлшектерге өтеді. Жеңіл торлы құрылымдар фрезерлеу кезінде қол жеткізілмейтін беріктік пен салмақ қатынасын береді. «Біз не жасай аламыз?» дегеннен «Жүйеге не қажет?» дегенге ауысады.
Жоғары сапалы экзоскелет құрылымдық бөлшектері беріктік үшін селективті лазерлік күйдіруді пайдаланады. Негізгі себептерге қысқа мерзімдер және массалық теңшелім жатады. Дәстүрлі әдістерге қол жеткізе алмайтын күрделі пішіндерді жасау мүмкіндігі кеңінен таралуды қамтамасыз етеді.
Инспекция және сапаны бақылау
Бөлшектерді жасау - жұмыстың жартысы ғана. Олардың техникалық сипаттамаларға сәйкес келетінін дәлелдеу - екінші жартысы. Экзоскелеттердің салмағы адам салмағын көтереді. Ақаулық жақсы емес. Бұл экзоскелеттерге сенімділік қажет.
Дәлдік үшін координаталық өлшеу машиналары
Координаталық өлшеу машиналары микрон деңгейінде өлшем дәлдігін тексереді. Олар әрбір маңызды ерекшелікті зерттейді. Олар өлшемдерді CAD моделімен салыстырады. CMM тексеруі экзоскелеттің құрылымдық бөлшектерінің сапа стандарттарына сәйкес келетінін қамтамасыз етеді.
Оптикалық сканерлер мен сандық микрометрлер көбірек тексерулерді қосады. Бөлшектер мінсіз жұмыс істеу үшін дәл сипаттамаларда қалады. GD&T сипаттамасы координаталық метрологияға негізделген. CMM бұл жұмыс үшін стандартты құрал болып табылады.
Жүктеме кезінде бөлшектің дәлдігін қамтамасыз ету
Статикалық жүктеме сынағы максималды күтілетін жүктемелер кезінде құрылымдық беріктікті тексереді. Динамикалық жүктеме сынағы нақты өмір жағдайларындағы өнімділікті тексереді. Шамадан тыс жүктеме сынағы қауіпсіздік шекаралары мен ақаулық нүктелерін табады.
Беріктік сынағы нақты әлемдегі циклдарды қайталайды. Көтеру, майыстыру, бұрау. Мыңдаған рет қайталанады. Бұл біреу жарақат алмас бұрын тозуды анықтайды.
Жеделдетілген өмірлік сынақ және қоршаған ортаны сынау температураның өзгеруі, ылғалдылық және қайталанатын жүктемелер кезіндегі өнімділікті тексереді. Бұл сынақтар ұзақ мерзімді сенімділікті қамтамасыз етеді.
FDM басып шығарылған экзоскелет құрылымдық бөліктеріндегі FEM есептеулері кернеу концентрациясының аймақтарын тапты. Баспа бағыты созылу беріктігіне де, шаршау мерзіміне де әсер етеді. Бұл сынақтар жобалау мен өндіріске кері әсер етеді. Әрбір айналым жақсарады.
Экзоскелет құрылымдық бөлшектеріне арналған жобалау мәселелері
Сізде бөлшектер бар. Сізде материалдар бар. Енді қиын бөлігі келді. Жеңіл, берік және қолжетімді экзоскелет құрылымдық бөлшектерін қалай жасауға болады? Бұл үш мақсат бір-біріне қарсы тұрады. Біреуін жөндеу керек, ал қалғандары зардап шегеді. Бұл дизайндағы қиындық. Оны талдап көрейік.
Салмақты оңтайландыру және топология
Салмақ - әрбір киілетін құрылғының жауы. Біреу күні бойы экзоскелет киіп жүргенде, әрбір грамм маңызды. Ауыр жүйелер батареяларды тезірек таусады. Олар пайдаланушыны тезірек шаршатады. Оларды жеткізу қымбатырақ. Сондықтан инженерлер салмаққа барлық жағынан шабуыл жасайды.
Материалды алып тастауға арналған генеративті дизайн
Генеративті дизайн ең жақсы пішінді табу үшін компьютерлерді пайдаланады. Бағдарламалық жасақтама материал блогынан басталады. Ол жүк көтермейтін кез келген нәрсені алып тастайды. Қалғаны органикалық пішін. Ол таңқаларлық көрінеді. Ол керемет жұмыс істейді.
Топологияны оңтайландыру төмен кернеулі материалды жояды. Торлы құрылымдар қатты толтырғышты ұсақ тіректер торымен алмастырады. Тор тығыздығы жергілікті жүктеме жолдарына бейімделеді. Жақсы созылу беріктігі бар қатты материал тор қабырғаларының жұқаруына мүмкіндік береді. Бұл тәсіл табиғаттың әрекетін қайталайды. Шаян тәрізді кутикула қабатты құрылымды пайдаланады. Кутикуланың әрбір қабаты жүктемені әртүрлі көтереді. Экзокутикула қаттылықты басқарады. Эндокутикула беріктікке қарсы тұрады. Кутикула ештеңені босқа жұмсамайды. Инженерлер бұл әдісті көшіреді. Олар материалды тек кернеу қажет ететін жерге орналастырады.
Модульдік дизайн үнемдеудің тағы бір деңгейін қосады. Пайдаланушылар тапсырмаға байланысты экзоскелеттің құрылымдық бөліктерін бекіте немесе ажырата алады. Батарея блоктары, жетектер және тірек құрылымдары қажет болмаған кезде ажыратылады. Бұл қажетсіз салмақты азайтады. Сондай-ақ, пайдаланушыларға конфигурация икемділігін береді.
Қаттылық пен массаны теңестіру
Қаттылық экзоскелеттің құрылымдық бөліктерінің жүктеме астында майысуына жол бермейді. Масса оларды жерге тұйықталған күйде ұстайды. Екеуі де қажет. Бірақ олар бір-бірімен күреседі.
Көміртекті талшықты композиттер төмен салмақта жоғары қаттылықты қамтамасыз етеді. Алюминий қорытпалары төмен бағамен жақсы беріктік пен салмақ қатынасын береді. Жетілдірілген полимерлер олқылықтарды толтырады. Рама геометриясы да маңызды. Қуыс құрылымдар жүктемелерді тиімді таратады. Материалды стратегиялық орналастыру кернеу концентрациясын төмендетеді.
Салмақтың таралуы құрылғының ауырлық сезімін өзгертеді. Мүмкіндігінше салмақты жерге ауыстырыңыз. Оны дененің бірнеше жанасу нүктелеріне таратыңыз. Экзоскелеттің құрылымдық бөліктерін дененің табиғи масса орталығына жақынырақ орналастырыңыз. Бұл момент иіндерін азайтады. Құрылғы салмағы бірдей болған кезде де жеңіл сезіледі.
Энергия тиімділігі мұның бәрімен байланысты. Ауыр экзоскелеттерді іске қосу үшін көбірек энергия қажет. Бұл үлкенірек батареяларды қажет етеді. Үлкенірек батареялар көбірек салмақ қосады. Бұл тұйық циклге айналады. Жоғары тиімді қозғалтқыштар мен беріліс жүйелері қуат талаптарын 15-30%-ға азайта алады. Бұл кішірек батарея блоктарын пайдалануға мүмкіндік береді. 150-250 Вт/кг литий-ионды батареялар да көмектеседі. Көп мақсатты оңтайландыру жүйелері енді беріктік пен салмақ арақатынасымен қатар энергия көрсеткіштерін де қамтиды.
Практикалық тұрғыдан алғанда, жетекші қытайлық өндіріс компаниясы NOBLE бұл салаға ерекше қызмет көрсету мүмкіндіктері мен кәсіби өңдеу тәжірибесін ұсынады. Олардың командасы клиенттерге прототиптен жаппай өндіріске тиімді өтуге көмектеседі. Сізге топологияға оңтайландырылған рамалар немесе арнайы көміртекті талшық тіректері қажет болса да, дұрыс жабдыққа ие серіктес айырмашылықты жасайды.
Циклдық жүктеме кезіндегі шаршауға төзімділік
Экзоскелеттер қозғалады. Олар иіледі. Олар күн сайын мыңдаған қадам жасайды. Бұл қайталанатын қозғалыс шаршауды тудырады. Шаршау жарықтарға әкеледі. Жарықтар сәтсіздікке әкеледі. Ешкім мұны қаламайды.
Буындардағы жарықшақтардың таралуының алдын алу
Буындар – әлсіз тұстар. Олар стрессті шоғырландырады. Олар ең көп циклды көреді. Олар алдымен сәтсіздікке ұшырайды.
Мұнда материалды таңдау маңызды. Материалдарды шаршау шегі мен жарықшақтардың өсу төзімділігіне қарай таңдаңыз. Тек статикалық беріктікке ғана сенбеңіз. Бір рет шыдайтын материал миллион рет шыдамауы мүмкін.
Беттік өңдеу көмектеседі. Анодтау оксид қабатын түзеді. Бұл қабат тозуға төзімділікті және биоүйлесімділікті жақсартады. Соққымен тегістеу бетінде қысу кернеуін тудырады. Бұл кернеу жарықшақтардың пайда болуын кешіктіреді. Шаян тәрізділер кутикуласының тағы бір сабағы бар. Оның Булиган құрылымы деламинацияның алдын алады. Бұралған фанер үлгісі жарықшақтардың бағытын өзгертеді. Ол энергияның таралуын күшейтеді. Синтетикалық материалдар осы тәсілді қайталайды. Жүктелген бетке жақын бұрышы үлкенірек өзгеретін ламинатталған парақтар соққыға жақсы төзімді.
Біріктіргіш материалдардың механикалық қасиеттері олардың қанша уақытқа шыдайтынын анықтайды. Титан қорытпалары коррозияға және тозуға төзімді. Олар жоғары тозуға төзімді интерфейстерге сәйкес келеді. Алюминий 7075 тұрақты деформацияға төзімді. Ол тізе буындары мен жамбас рамалары сияқты соққыға бейім құрылымдарда жақсы жұмыс істейді.
Ұзақ қызмет ету мерзімі үшін материалды таңдау
Ұзақ қызмет ету мерзімі дұрыс материалдан басталады. Бірақ дұрыс материал қолданылуына байланысты. Медициналық экзоскелеттерге биоүйлесімділік қажет. ISO 10993 теріге тию қауіпсіздігін қамтиды. Өнеркәсіптік экзоскелеттерге беріктік қажет. Әскери экзоскелеттерге екеуі де қажет.
Кутикула бізге материалдарды қабаттастыруды үйретеді. Кутикуланың әрбір қабаты белгілі бір мақсатқа қызмет етеді. Эпикутикула тығыздайды. Экзокутикула қатайады. Эндокутикула сіңіреді. Адамның дизайны да солай істей алады. Гибридті қабаттар қатты және икемді қабаттарды біріктіреді. Қатты қабат жүктемені көтереді. Икемді қабат соққыны сіңіреді. Бірге олар екеуінің де жеке тұрғанына қарағанда ұзағырақ қызмет етеді.
Сынақ дизайнды дәлелдейді. Статикалық жүктеме сынағы максималды беріктікті тексереді. Динамикалық жүктеме сынағы нақты әлемдегі өнімділікті тексереді. Шамадан тыс жүктеме сынағы қауіпсіздік шегін анықтайды. Беріктік сынағы мыңдаған циклдарды имитациялайды. Жеделдетілген қызмет ету мерзімін тексеру температураның өзгеруі мен ылғалдылықты тексереді. Бұл сынақтар дизайнға кері әсер етеді. Әрбір айналым жақсара түседі.
Өндіріс көлемдерінің масштабталуы
Егер сіз оны ауқымды түрде жасай алмасаңыз, керемет прототиптің ешқандай мәні жоқ. Өндіріс көлемі бәрін өзгертеді. Он бірлікке жұмыс істейтін процесс он мың бірлікке сәтсіздікке ұшырайды. Ақылды компаниялар бірінші күннен бастап ауқымды жоспарлайды.
Жоғары көлемге арналған құралдарды пайдалану стратегиялары
Құрал-саймандар стратегиясы партия көлеміне байланысты. 10-100 бірлік үшін 3D басып шығару және CNC өңдеу жақсы жұмыс істейді. Құрал-саймандар құны төмен болып қалады. Итерация жылдам болып қалады. Мыңдаған бірлік үшін инжекциялық қалыптау жеңіске жетеді. Алдын ала құрал-саймандардың құны жоғары. Бірлік бағасы күрт төмендейді. Орташа көлем үшін композиттік қалыптау олқылықты толтырады.
Гибридті өндіріс үшеуін де біріктіреді. 3D басып шығару тұтқаларын теңшеу. CNC өңдеу дәлдікті қамтамасыз етеді. Инъекциялық қалыптау көлемде бірлік құнын төмен ұстайды. Процесті партия көлеміне сәйкестендіру - кілт.
Кутикула соңғы сабақ береді. Табиғат шаян тәрізділердің экзоскелеттерін бір қабаттан құрастырады. Кутикуланың әрбір қабаты функция қосады. Кутикуланың әрбір қабаты беріктік қосады. Процесс кішкентай шаяндардан бастап үлкен омарларға дейін ауытқиды. Инженерлік материалдар сол жолмен жүруі мүмкін. Негізгі құрылымнан бастаңыз. Қажетінше қабаттар қосыңыз. Сұраныс өскен сайын өндірісті масштабтаңыз.
CNC және қалыптау арасындағы ымыраға келу
CNC өңдеу дәлдік береді. Ол күрделі геометрияларды өңдейді. Ол металдар мен пластмассаларға жарамды. Бірақ үлкен көлемде баяу жұмыс істейді. Әрбір бөлшек уақытты алады. Еңбек шығындары қосылады.
Инъекциялық қалыптау жылдам. Ол мыңдаған бірдей бөлшектерді шығарады. Бірақ оған қымбат құрал-жабдықтар қажет. Дизайнды өзгерту қымбатқа түседі. Бұл тек үлкен көлемде ғана мағыналы болады.
Таңдау сіздің жағдайыңызға байланысты. Прототиптерге CNC қажет. Өндіріс процестеріне қалыптау қажет. Көптеген жобаларға екеуі де қажет. Тексеру үшін CNC-ден бастаңыз. Масштабтау үшін қалыптауға ауысыңыз. Өтпелі кезең жоспарлауды қажет етеді. Бірақ ол өзін ақтайды.
Сапа менеджменті жүйелері бұл ауысуды қолдайды. ISO 13485:2016 медициналық құрылғылардың сапасын қамтиды. ISO 14971 тәуекелдерді басқаруды қамтиды. IEC 80601-2-78 медициналық роботтарды қамтиды. Бұл стандарттар өндіріс көлемдерінің сәйкестігін қамтамасыз етеді. Олар сіз он экзоскелет құрылымдық бөлшектерін немесе он мың экзоскелеттік бөлшектерді жасасаңыз да қолданылады.
Практикалық тұрғыдан алғанда, жетекші қытайлық өндіріс компаниясы NOBLE бұл салаға ерекше қызмет көрсету мүмкіндіктері мен кәсіби өңдеу тәжірибесін ұсынады. Олардың командасы клиенттерге прототиптен жаппай өндіріске тиімді өтуге көмектеседі. Сізге өңделген алюминий рамалар немесе тапсырыс бойынша көміртекті талшықты тіректері қажет болса да, дұрыс жабдыққа ие серіктес айырмашылықты жасайды.
| Дизайнды қарастыру | Салмақты оңтайландыру | Шаршау өмірін оңтайландыру | Өндіріс шығындарын оңтайландыру |
| Негізгі стратегиялар | Топологияны оңтайландыру, торлы құрылымдар, жеңіл материалдар | Шаршау шегіне, беткі өңдеуге негізделген материалды таңдау | Гибридті өндіріс, процесті партия өлшеміне сәйкестендіру |
| Негізгі механизмдер | 3D басып шығару арқылы жергілікті жүктеме жолдарына, күрделі пішіндерге реттелетін тор тығыздығы | Анодтау оксид қабатын түзеді; дроппен тегістеу қысу кернеуін тудырады | Теңшеу үшін 3D басып шығару, дәлдік үшін өңдеу, көлем үшін қалыптау |
| Партия өлшемі бойынша нұсқаулық | N / A | N / A | 10–100 бірлік: 3D басып шығару және CNC; мыңдаған: инъекциялық қалыптау; орташа: композиттік қалыптау |
| Сілтеме жасалған стандарттар | N / A | Биосәйкестікке арналған ISO 10993 | ISO 13485:2016, ISO 14971, IEC 80601-2-78 |
NOBLE компаниясындағы экзоскелет құрылымдық бөлшектеріне арналған мүмкіндіктеріміз
Керемет дизайн үшін оны шынымен жасай алатын серіктес қажет. NOBLE компаниясында біз экзоскелеттерді бірге ұстап тұратын металл және пластик экзоскелет құрылымдық бөлшектерін жасаймыз. Біздің командамыз бір прототипті немесе толық өндірістік серияны орындай алады.
Precision өңдеу Металдар мен пластмассалар үшін
Біз металдар мен инженерлік пластмассаларды дәл кесеміз. Біздің шеберхана 6061 және 7075, 5-сыныпты титан, тот баспайтын болат және PEEK сияқты алюминий қорытпаларымен жұмыс істейді. Әрбір материал дұрыс құрал жолымен және кесу жылдамдығымен ерекшеленеді.
5 осьті CNC өңдеу және CNC бұрау орталықтар
Біздің шынайы 5 осьті фрезерлік станоктарымыз күрделі беттерді бір орнатуда пішіндейді. Бұл бөлшекті жылжыту кезіндегі қателіктердің азаюын және бет сапасының жақсаруын білдіреді. Біз стандартты жұмыстарда сызықтық төзімділікті плюс немесе минус 0.02 мм-ге дейін сақтаймыз. Жоғары дәлдіктегі жұмыстарда біз қатаңырақ жұмыс істей аламыз. Коаксиалдылық 0.002 мм-ге жетуі мүмкін. Беттік өңдеу Ra 0.4 және 1.6 мкм аралығында болады. Токарлық орталықтар біліктерді, түйреуіштерді және қосылыс экзоскелет құрылымдық бөлшектерін бірдей қайталану мүмкіндігімен өңдейді.
Күрделі геометрияларды орындау мүмкіндігі
Бұрыштық тесіктер, терең қалталар және органикалық босс - бұл проблема емес. Бір орнату дайындаманың бес жағын бірден өңдейді. Бұл күрделі қондырмалардың қажеттілігін жояды. Қысқа кескіш құралдар діріл мен діріл белгілерін азайтады. Нәтижесінде таза әрлеу және аз қалдықтар пайда болады. Бұл жүктеме кезінде бір-біріне мінсіз сәйкес келуі керек экзоскелеттік құрылымдық бөлшектер үшін маңызды.
Сертификатталған сапа менеджменті жүйелері
Мұнда сапа екінші кезектегі мәселе емес. Ол әрбір қадамға енгізілген. Біз жазбаша процедураларды орындаймыз және әр кезеңде бөлшектерді CAD моделімен салыстырамыз.
Жалпы сапа үшін ISO 9001:2015
Біздің ISO 9001:2015 сертификатымыз жалпы өндірістік жұмысымызды қамтиды. Ол әрбір тапсырыс бойынша тұрақты процестерді, бақылауды және үнемі жетілдіруді қамтамасыз етеді.
Медициналық экзоскелеттерге арналған ISO 13485:2016
Медициналық экзоскелеттерге қатысты біз ISO 13485:2016 стандартын ұстанамыз. Бұл стандарт дизайнды беруді, биоүйлесімділікті және тәуекелдерді басқаруды қатаң бақылауды талап етеді. Бұл медициналық құрылғылар өндірушілеріне олардың бөлшектерінің нормативтік талаптарға сай келетініне сенімділік береді.
Толық қызмет көрсету: жобалаудан құрастыруға дейін
Біз металл кесумен шектелмейміз. Біз сізге идеядан дайын өнімге тезірек өтуге көмектесеміз.
Инженерлік шолу және DFM
Біздің инженерлер сіздің сызбаларыңызды өндіріске жарамдылығына қарай қарастырады. Олар шығындарды арттыратын немесе төзімділік мәселелерін тудыратын мүмкіндіктерді белгілейді. Бұл алғашқы кері байланыс бірнеше апта бойы қайта өңдеуді үнемдейді. Parker Hannifin компаниясы Indego экзоскелетінің уақыт шкаласынан бір-екі айға қысқарту үшін автоматтандырылған баға белгілеу және жылдам қалыптауды қолданған кезде ұқсас жетістіктерге жетті.
Жинау және соңғы құрастыру қызметтері
Біз барлық өңделген экзоскелет құрылымдық бөлшектерін қосалқы құрастыру үшін жинап, бірге жеткізе аламыз. Сондай-ақ, біз толық қосылыс модульдері немесе рамалық секциялар үшін соңғы құрастыруды ұсынамыз. Бұл жеткізушілер санын азайтады және кіріс тексеруді жеңілдетеді.
Практикалық тұрғыдан алғанда, NOBLE бұл салаға ерекше қызмет көрсету мүмкіндіктері мен кәсіби өңдеу тәжірибесін ұсынады. Біздің команда клиенттерге прототиптен жаппай өндіріске тиімді өтуге көмектеседі. Сізге өңделген алюминий рамалар немесе тапсырыс бойынша көміртекті талшық тіректері қажет болса да, бізде жеткізуге арналған жабдықтар мен тәжірибе бар.
Шаян тәрізді кутикула берік құрылымдар жасайды. Оның қабаттары команда болып бірге жұмыс істейді. Бұл кутикула экзоскелеттің құрылымдық бөліктеріне арналған идеялар береді. Кутикула хитинді ұстайды. Экзокутикуладағы хитин тозумен күреседі. Эндокутикуладағы хитин соққыны сіңіреді. Хитин-ақуыз талшықтары бұл қасиеттерді мүмкін етеді. Шаян тәрізді кутикула табиғаттың қаншалықты ақылды екенін көрсетеді. Кутикула қаттылықты хитинмен теңестіреді. Хитин кутикулаға беріктікті береді. Кутикулада шынымен маңызды хитин бар. Кутикула гибридті материалдарға жол ашады. Шаян тәрізді экзоскелеттері қабатты дизайндардың жұмыс істейтінін көрсетеді. Адам экзоскелеттері осы үлгіні қайталайды. Бүгінгі экзоскелеттерде аэроғарыштық металдар мен композиттер араласады. Кутикула бізге дизайнды теңестіруді үйретеді. Кутикулада берілетін көптеген сабақтар бар. Инженерлік материалдардағы хитин сол мақсаттарға ұмтылады. Хитин жаңа дизайн идеяларын тудырады. Хитин - маңызды бөлшек. Ол жұмысты жақсы атқарады. Жақсы экзоскелеттерге ақылды дизайн қажет. Бұл экзоскелеттерге NOBLE сияқты серіктестер қажет. Біз басынан аяғына дейін толық қолдау көрсетеміз.
Экзоскелет құрылымдық бөлшектері туралы жиі қойылатын сұрақтар
Экзоскелет құрылымдық бөлшектері үшін қандай материалдар ең жақсы жұмыс істейді?
Алюминий 7075 жоғары беріктік пен салмақ арақатынасын қамтамасыз етеді. Титан тот пен тозуға төзімді. Көміртекті талшық салмақты 30-40 пайызға азайтады. Кутикула гибридті қабаттарды шабыттандырады. Табиғи кутикула салмақ пен беріктікті теңестіреді. Әрбір материал экзоскелеттің әртүрлі қажеттіліктеріне сәйкес келеді.
Шаян тәрізділердің кутикуласына дизайн қалай әсер етеді?
Кутикула қабатты құрылымды пайдаланады. Экзокутикула тозуға төзімді. Эндокутикула соққыны сіңіреді. Кутикула қаттылық пен беріктікті теңестіреді. Инженерлер бұл кутикуланы экзоскелеттерде жеңіл сауыт үшін зерттейді.
Экзоскелеттің құрылымдық бөлшектерін қандай өндірістік процестер жасайды?
CNC өңдеу металл жақтаулар үшін қатаң төзімділікті қамтамасыз етеді. 3D басып шығару күрделі пішіндерді өңдейді. CMM тексеруі әрбір маңызды ерекшелікті тексереді. Дұрыс процесс партия өлшемі мен қажетті дәлдікке байланысты.
Буындардағы шаршаудың алдын қалай аласыз?
Шаршау шегі жоғары материалдарды таңдаңыз. Жарықтардың пайда болуын кешіктіру үшін беткі өңдеуді қолданыңыз. Кутикуланың Булиган құрылымы жарықтарды басқа бағытқа бұрады. Кутикуланың бұл сабағы экзоскелет буындарының ұзақ қызмет етуіне көмектеседі.
Медициналық экзоскелеттерге қандай сапа стандарттары қолданылады?
ISO 13485:2016 медициналық құрылғылардың сапасын қамтиды. ISO 10993 теріге тию қауіпсіздігін қарастырады. IEC 80601-2-78 медициналық роботтарға қолданылады. Бұл стандарттар қауіпсіздік пен сенімділікті қамтамасыз етеді.
3D басып шығару CNC өңдеуін алмастыра ала ма?
Толық емес. 3D басып шығару күрделі прототиптерді тез жасайды. CNC металл экзоскелет құрылымдық бөлшектерін өндіруге қатаң төзімділік береді. Әрбір процестің экзоскелет өндірісінде өз орны бар.
Кутикула материалдарды қабаттау туралы не үйретеді?
Кутикула үш аймақты біріктіреді. Эпикутикула тығыздайды. Экзокутикула қатаяды. Эндокутикула сіңіріледі. Әрбір кутикула қабаты бір мақсатқа қызмет етеді. Кутикуланың бұл тәсілі бүгінгі таңда гибридті композиттерді басқарады.
