Components del nucli del robot humanoide: selecció de material amb aliatges de titani

Els diferents graus d'aliatges de titani varien pel que fa al rendiment, la mecanització i els escenaris d'aplicació, i poden complir amb precisió els requisits dels components bàsics dels robots humanoides, i serveixen com a clau per al seu disseny lleuger, alta fiabilitat i producció massiva a gran-escala. Els components bàsics dels robots humanoides tenen requisits de materials molt diferents, i el titani pur, així com els aliatges de titani de tipus -, tipus - i tipus + - mostren una clara compatibilitat amb diversos components.

I. + aliatges de titani

+ Els aliatges de titani combinen força, plasticitat i rendiment a alta-temperatura, i les seves propietats es poden regular mitjançant tractament tèrmic. Són el tipus més utilitzat en els components bàsics dels robots humanoides, representats per Gr5 i els seus graus derivats.

Gr5 (Ti6Al4V)té una resistència a la tracció de 900 a 1100 MPa amb un rendiment i un cost equilibrats, i s'utilitza habitualment en components d'unió-resistents i esquelets de càrrega-. L'Atlas V11 de Boston Dynamics adopta aquest aliatge per fabricar marcs de suport de la columna vertebral, la qual cosa millora molt l'estabilitat del cos del robot.

Gr5 ELI té una millor plasticitat i biocompatibilitat, cosa que el fa adequat per a components d'interacció-de robots humans. Les destreses articulacions de les mans del Walker X d'UBTECH utilitzen aquest grau i han superat 2 milions de proves de cicle.

Ti6Al2Sn4Zr2Mo presenta un rendiment superior a -temperatura alta i s'aplica a components-generadors de calor, com ara carcasses de mòduls conjunts, proporcionant protecció per a les peces de control electrònic.

II. Aliatges de titani
Els aliatges de titani es componen principalment d'elements -estabilitzadors com Mo, Nb, Ta i V amb una quantitat d'addició superior o igual al 10%. Després del tractament tèrmic, la seva resistència a la tracció arriba a 1100MPa o més. Tenen una capacitat de treball en fred i una biocompatibilitat excel·lents, i no són-tòxics, el que els fa aptes per a components bàsics d'alta-càrrega i alta-precisió de robots humanoides.

Ti13Nb13Zr està lliure de vanadi i alumini i té una bona biocompatibilitat. És adequat per a components de contacte humà-màquina de robots d'infermeria i rehabilitació, que poden reduir la protecció contra l'estrès i millorar la seguretat i la comoditat d'ús.

Ti29Nb13Ta4.6Zr (TNZT) té un mòdul elàstic proper al dels ossos humans, amb una excel·lent força i resistència a la corrosió. S'utilitza principalment en articulacions biòniques i pot reduir la concentració d'estrès, sent adequat per a robots d'assistència mèdica.

Ti15Mo té una forta resistència a la corrosió i s'aplica a coixinets i actuadors conjunts de robots que treballen en entorns complexos com ara indústries químiques i exteriors, que poden prevenir la corrosió i garantir un funcionament estable.

III. Aliatges de titani
Els aliatges de titani es componen principalment d'elements -estabilitzadors com Al, Sn i Zr, amb una estructura única -fase a temperatura ambient. Tenen una bona soldabilitat i resistència a la corrosió, i la seva resistència és superior a la del titani pur, amb una temperatura màxima de servei d'alta -temperatura de 500 graus. Són adequats per a components de baixa-càrrega i alta-precisió de robots humanoides, especialment per a conjunts de detecció de precisió.

El grau 9 (Ti-3Al-2,5 V) té una resistència i plasticitat equilibrades, així com una excel·lent mecanització, i es pot convertir en peces de parets primes amb un gruix inferior a 0,1 mm amb un bon rendiment de blindatge electromagnètic. S'utilitza habitualment en carcasses de sensors i mànigues protectores de cables. L'alemany Festo utilitza aquest material per empaquetar sensors tàctils, reduint el gruix en un 30% i aconseguint una resolució de 5μm, la qual cosa millora molt la precisió de detecció de les mans biòniques.

El grau 23 (Ti-6Al-4V ELI) té una millor plasticitat i biocompatibilitat reduint els elements intersticials, el que el fa adequat per a components de detecció flexibles. L'Institut d'Automatització de Shenyang, Acadèmia Xinesa de Ciències, l'utilitza com a substrat per fabricar sensors de pressió flexibles aplicats a la punta dels dits del CyberOne de Xiaomi, que permeten un control precís de la força i moviments interactius delicats.
IV. Titani comercialment pur

El titani comercialment pur no conté elements d'aliatge addicionals, amb una excel·lent plasticitat i resistència a la corrosió i una força moderada. És adequat per a components auxiliars amb requisits de resistència baixa però necessitats de resistència a la corrosió elevada, proporcionant suport bàsic per a l'estructura bàsica dels robots.

El grau 2 té un rendiment integral equilibrat amb un processament i un cost controlables. S'utilitza principalment per connectar i segellar components, com ara anells de segellat de juntes i cargols de connexió, i també es pot aplicar a les carcasses del controlador per aconseguir un disseny lleuger i una protecció anticorrosió-.

El grau 1 té una bona plasticitat, però una resistència baixa i és adequat per a peces de protecció de parets fines-com ara fundes flexibles de sensors i mànigues protectores de filferro. És resistent a la corrosió-, no es fa malbé fàcilment i té una vida útil més llarga.

Ruihang Group produeix principalment les matèries primeres per a la vostra fabricació de precisió. Per a més detalls, poseu-vos en contacte amb nosaltres al correu electrònic:Sam.Rui@bjrh-titanium.com