Titanium telah menghabiskan sebagian besar masa industrinya di tempat di mana kinerja material lebih penting daripada biaya material. Struktur pesawat, komponen mesin, dan implan medis semuanya mengandalkan titanium karena alasan dasar yang sama: kepadatan rendah, kekuatan tinggi, dan ketahanan yang sangat baik terhadap korosi.
Serangkaian tuntutan tersebut adalah sesuatu yang pernah dilihat oleh titanium sebelumnya. Bagian struktural dalam robot mengalami beban berulang. Mereka harus mempertahankan posisi secara akurat dari waktu ke waktu. Dan mereka harus tetap ringan. Titanium memenuhi serangkaian tuntutan tersebut secara alami seperti halnya memenuhi badan pesawat.
Ini adalah kondisi dimana titanium pertama kali dikembangkan.
Robot humanoid mungkin terlihat seperti produk elektronik dari luar, namun struktur mekanisnya menentukan sebagian besar kemampuannya-di dunia nyata. Rangka, penyangga sambungan, bagian penghubung, dan rumah aktuator terkena gerakan terus menerus selama pengoperasian. Setiap langkah, jangkauan, dan putaran memberikan tekanan pada struktur-tekanan yang menumpuk seiring berjalannya waktu.
Hal ini membuat pemilihan material struktural menjadi sangat penting.
Mengapa Titanium Menarik Perhatian dalam Struktur Robot
Pengurangan berat badan terus dibicarakan di sistem seluler, dan untuk alasan yang bagus. Dorong struktur yang lebih berat melalui siklus berjalan dan Anda memerlukan lebih banyak tenaga dari motor, lebih banyak kapasitas dari baterai, lebih banyak torsi dari sambungan. Baja memiliki kekuatan dan ketersediaan-yang membuatnya dapat digunakan di mana saja. Aluminium menghemat berat dan membuatnya populer. Namun saat Anda membutuhkan ketiganya-bobot rendah, kekuatan tinggi, dan ketahanan lelah-daftar kandidatnya menjadi sedikit.
Titanium memiliki kepadatan sekitar enam puluh persen baja. Kekuatannya hampir sama dengan-baja berkekuatan tinggi. Kombinasi tersebut memungkinkan Anda menurunkan bobot komponen tanpa kehilangan kinerja mekanis. Sambungan, braket penyangga, tautan bergerak-bagian yang mengalami pemuatan berulang-mendapat manfaat langsung dari hal ini.
Potong massa dari satu bagian dan seluruh sistem merasakannya. Lebih sedikit inersia berarti lebih sedikit gaya untuk percepatan dan perlambatan. Motor menarik lebih sedikit arus. Transmisi berjalan dengan lebih sedikit ketegangan. Jalankan robot yang sama melalui ribuan siklus gerakan dan penghematan kecil per siklus tersebut mulai menghasilkan-efisiensi yang lebih baik, umur komponen yang lebih lama.
Alat desain telah melewati era bentuk mesin sederhana. Perangkat lunak simulasi modern memetakan jalur beban melalui suatu bagian. Anda dapat melihat di mana gaya masuk dan keluar. Ini memberi tahu Anda di mana menyimpan material dan di mana Anda dapat memotongnya.
Rasio kekuatan-terhadap-berat Titanium mengubah apa yang dapat Anda lakukan dengan geometri. Anda dapat membuat dinding yang lebih tipis, membuka bagian yang berongga, membentuk bentuk yang tidak dapat digunakan pada aluminium atau baja-dan tetap memiliki bagian yang tetap kaku.
Untuk aplikasi robotik, pendekatan ini dapat digunakan pada rangka struktural, komponen sambungan, penyangga aktuator, dan bagian presisi lainnya yang memerlukan keseimbangan bobot dan kekuatan.
Teknologi Manufaktur Memperluas Aplikasi Titanium
Keunggulan teknis Titanium tidak pernah diragukan lagi. Penghalang selalu diproses. Bandingkan dengan baja atau aluminium dan perbedaannya jelas. Titanium bekerja lebih panas di ujung tombak. Alat lebih cepat aus. Produksi bergerak lebih lambat.
Namun hal ini sedang berubah. Manufaktur aditif membuka cara baru untuk memproduksi komponen titanium dengan struktur internal yang tidak dapat dibuat oleh pemesinan-desain kisi, penyangga terintegrasi, komponen yang menggabungkan fungsi yang dulu memerlukan perakitan. Aplikasi robotika menuntut desain kompak yang tetap tahan terhadap beban. Manufaktur aditif dengan titanium membuat Anda semakin dekat untuk memenuhi kedua persyaratan tersebut sekaligus.
Untuk komponen presisi yang lebih kecil, Cetakan Injeksi Logam menawarkan jalur maju yang berbeda. Ketika proses produksi menjadi lebih besar dan dimensi harus tetap konsisten dari satu bagian ke bagian lainnya, MIM mulai lebih masuk akal daripada melakukan permesinan pada setiap bagian.
Robot berakhir di aplikasi yang dijalankan siang dan malam, minggu demi minggu. Struktur mekanis mengalami pembebanan terus menerus. Perubahan suhu. Kelembaban. Kotoran.
Titanium menangani kondisi ini dengan baik. Lapisan permukaan yang terbentuk secara alami di udara bersifat stabil. Merusak permukaan dan lapisan oksida terbentuk kembali dengan sendirinya. Tidak ada pelapis. Tidak ada-perbaikan.
Industri dirgantara dan medis telah mengandalkan ini selama bertahun-tahun-aplikasi di mana Anda tidak mampu menanggung kegagalan akibat korosi. Robot di pabrik, gudang, atau lokasi luar ruangan juga mempunyai kekhawatiran yang sama.
Performa kelelahan juga penting. Sendi pada robot berjalan merasakan tekanan setiap kali kaki mendarat. Selama umur mesin, jumlah tersebut mencapai jutaan siklus. Titanium menanganinya.
Tidak ada yang mengharapkan titanium menjadi bahan baku untuk setiap bagian robot humanoid. Baja dan aluminium akan tetap digunakan jika masuk akal-biaya, kemampuan manufaktur, dan persyaratan kinerja spesifik. Namun untuk komponen tertentu, titanium menawarkan kombinasi sifat yang tidak dapat ditandingi oleh material lain.
Ada penerapan yang memerlukan bobot rendah, kekuatan tinggi, dan daya tahan, semuanya harus ditangani secara bersamaan. Dalam kasus tersebut, titanium memberi para insinyur pilihan yang tidak disediakan oleh material lain. Robotika humanoid memberi titanium arena baru. Ketika desain menjadi lebih canggih dan manufaktur terus meningkat, titanium akan menemukan jalannya ke peran yang lebih struktural dan presisi.
Ini bukan tentang pengambilalihan titanium. Ini tentang titanium yang muncul di tempat yang tepat.
