Longsheng

대부분의 척추 생체 모방 오작동은 소금 크기의 부상 영역에서 비롯됩니다. 매일 티타늄 합금을 다루는 엔지니어로서, 나는 티타늄 합금에 척추 재건의 열쇠가 포함되어 있다고 확신했습니다. 그러나, 척추 수술에서, 티타늄 합금 간 융합 장치 5 년 생존율은 90%로 산업 천장을 파괴하기가 어렵다. 증거는 수정 사례의 87.6%에서 2mm 미만의 접촉 표면 직경을 가진 티타늄 커넥터의 뼈에 계면 이상이 있었음을 확인했다. 장치!

그러면 생체 모방 척추에 대한 우리의 아이디어를 총체적으로 재정의합시다. 예를 들어, 중공 체중 감량 설계의 위험, 3D 인쇄 티타늄 합금 척추의 변형의 원인과 같은 과소 평가 된 사실을 조사 할 것입니다.

CFRP- 티타늄 관절이 수술 봇에 균열이되는 이유는 무엇입니까?

In 2023, a world-renowned laparoscopic robot brand suffered an accident during a prostatectomy procedure - the robotic joint broke spontaneously, and the metal flying debris directly struck the patient's 동맥. 1,300 만 위안 장비는 FDA (사건 #2023-4871)에 의해 강력하게 회상되었으며, 치명적인 재료 결함

1. 온도 차이로 인한 물질 내전

불일치의 이유는 두 재료의 열 응답의 차이 때문입니다.

• 가열 된 탄소 섬유 플라스틱은 거의 확장되지 않으며 온도가 1 ° C마다 0.00008% 만 증가 할 것입니다.
.
• 티타늄 합금은 가열시 크게 팽창하고 1 ° C 온도가 1 ° C (탄소 섬유의 10 배)마다 0.00086% 늘어납니다.

의사가 전기 응고 나이프를 사용하면 국소 온도가 22 ° C에서 85 ° C로 증가합니다 :

• 두 개의 임명 된 표면은 12.7 MPa (A4 시트의 12 톤 트럭과 동일한 힘)의 찢어짐을 가해집니다.
• 조인트는 분당 17 미크론 (모발 성장률의 50 배)으로 열립니다.
• 수술 식염수 침투 후 금속 부식 속도가 3.8 배 증가했습니다.

2.LS 기술은 재료의 싸움을 제거합니다

엔지니어 NASA의 Mars Rover Robotic Arm의 antifreeze 설계를 취하고 호환되지 않는 재료에 결합하기 위해 새로운 구배 전환 레이어 프로세스를 개발했습니다 :

• 티타늄 합금 함량은 3mm 전이층에서 점차 100%에서 0%로 감소합니다.
• 열 팽창 계수는 8.6 단위에서 0.8 단위로 부드럽게 변화
• 타이타늄의 경우 16 대에서 탄소 섬유의 경우 0.8 단위로 열전달 능력이 줄어 듭니다.

이 기술은 -120 °와 50 ℃의 큰 온도 차이를 견딜 수있는 화성 로버의 비밀을 정확하게 복제합니다. 마치 마치 티타늄 합금 및 탄소 섬유에 완충 스프링을 배치하는 것처럼, 탄소 섬유가 고온으로 손상되는 것을 방지 할뿐만 아니라 관절의 압박감을 보존합니다. 측정 된 실제 데이터는 개선 된 조인트의 수명이 120,000 배에서 2,100 만 배로 증가한 것으로 나타났습니다.

당신의 이분식 척추는 시한 폭탄입니까?

특정 유형의 군사 심해 로봇이 2,000 미터 구조 임무를 수행했을 때 해수는 72 시간 이내에 티타늄 합금 척추를 소비했으며 honeycomb-panels "> honeycomb-honeycomb-panels">를 사용했습니다. 실제 전장 운영 중에 문제가 발생했습니다. 그 깔끔한 육각형 구멍은 즉시 중요한 구성 요소의 압력 강도를 망쳤습니다.

두 가지 치명적인 부작용 :

• 압력 서지 : 구멍 림의 압력 레벨은 정상 125mpa에서 586mpa로 직접 변경되었습니다 (동전과 동일한 지역에서 4 대의 자동차를 분쇄하는 것과 동일)
• 바닷물 침식 : 투과성 구조는 해수에 의한 투과율을 0.3mm/일에서 0.9mm로 올렸습니다.

특정 솔루션 :

• bionic trabecular topology : 다공성은 65% -70% (실제 뼈 조직과 비슷 함)로 제어됩니다.
• 진공 질화 강화 : 표면 경도는 수술 나이프 포인트에 가깝게 250HV에서 1200HV로 증가합니다.
• 그라디언트 보호 계층 : 방지 방지 코팅의 두께 는 모발의 1/100 미만에서 3.2 미크론으로 넓어집니다.

2. 새로운 구조는 기적을 수행했습니다 :

• 지속적인 굽힘 테스트 후 서비스 수명이 100,000 회 미만에서 650,000 번 확대되었습니다.
• 방지 능력은 8 배 증가했습니다 (현재 누출 값은 1.2에서 0.15로 감소)
• 구식 디자인과 대조적으로 무게가 12% 감소합니다.

왜 90% 커넥터가 동적 하중에서 실패합니까?

독일의 폭스 바겐 공장에서, 자동차 문을 움직이는 로봇 팔이 갑자기 오작동하여 백만 달러의 자동차 문이 땅에 충돌했습니다. 결함이있는 CFRP-Titanium 하이브리드 커넥터 부품 분해

탄소 섬유 층은 폭력으로 찢어진 천 층 케이크와 같으며 티타늄 합금 고정 지점의 뿌리는 균열과 같은 거미로 덮여 있습니다. 데이터 모니터링 데이터는 진실을 나타냅니다. 로봇 팔이 초당 200 회 이상 진동 할 때 (휴대 전화의 최대 진동의 50 배에 해당),이 중요한 구성 요소는 붕괴되기 시작합니다.

1. 재료 조합의 정체 결함

전통적인 탄소 섬유와 티타늄 합금의 조합에는 세 가지 치명적인 부상이 있습니다.

• interrayer 접착력 힘 : 심각한 진동 하에서, 탄소 섬유 층 사이의 접착력은 85 메가 파스 칼 (스틸 바의 강도에 해당)에서 51 메가 파스칼로 급격히 떨어집니다.
.
• 진동 증폭 : 200Hz에서의 고주파 진동은 망치로 유리를 연속적으로 치는 것처럼 정적 압력의 3.2 배의 파괴력을 생성합니다.
• 균열 전파 : 매 순간마다 티타늄 합금 및 탄소 섬유의 교차점에서 150 개의 새로운 균열이 생성됩니다.

2. 3 개의 직접 솔루션

• Z- 방향 탄소 나노 튜브 보강 : 탄소 섬유 층간에 탄소 나노 튜브 보강 메쉬를 이식하여 접착력 강도를 112 메가 파스 칼로 증가시켜 전통적인 구조보다 2.2 배 더 강합니다. 이 나노 튜브는 직경이 1 천 분의 1 인간 머리카락을 가지고 있지만 평방 센티미터 당 10 톤의 인장력을 견딜 수 있습니다.
• 3D 프린팅 앵커 포인트 : 레이저 3D 프린팅 트리 뿌리 모양의 티타늄 합금 구조를 제조하기 위해 스트레스 집중 계수는 4.7 배에서 1.8 배로 증가하여 커넥터에 충격 흡수 장치를 설치하는 것과 동등합니다.
• 지능형 버퍼링 : 조인트에 실리콘 입자를 함유 한 버퍼링 접착제 추가, 진동 에너지의 30%를 성공적으로 흡수하고 국제적으로 인식 된 진동 테스트 표준을 전달합니다.

척추 단위는 비밀리에 뒤틀리고 있습니까?

베이징의 재활 센터에서 훈련 로봇이 갑자기 오작동 해졌고, 이온성 척추 척추 단위 부품은 24 시간 내에 15 ℃의 온도 차이를 경험하여 0.18 밀리미터의 굽힘 현상을 초래했습니다. 이 보이지 않는 변형은 환자의 걸음 걸이 2.3 밀리미터를 벗어나 0.5 밀리미터의 의료 안전 적색 라인을 직접 파괴했습니다!

1. 3D 프린팅 티타늄 합금 기술의 비교

<테이블 스타일 = "Border-Collapse : 붕괴; 너비 : 100%; 경계 넓음 : 1px; 경계 색상 : #000000;" Border = "1"> 매개 변수 전통적인 공예 새로운 프로세스 증가 된 승수 잔차 응력 200 MPA <5 MPA 40 Times 24 시간 온도 차이 변형 0.18 mm/m 0.008 mm/m 22 Times 전송 오류율 4.7% 0.9% 5.2 Times Life 800,000 Times 5 백만 번 6.25 Times

2. 세 명의 치명적인 범인

• 보이지 않는 장력 : 3D 프린팅 중 600 ℃의 고온에 의해 남은 내부 장력은 동시에 20 대의 자동차를 드래그하는 것과 같습니다.
• 열 감시 구성 : 온도가 1 ℃ 할 때마다 부품은 고무 밴드처럼 0.0035mm/m로 늘어납니다.
• 오류 증폭 : 척추의 뿌리에서 0.05mm 변형은 발바닥에서 2.3mm 오프셋이됩니다.

3.LS 신규 기술은 강력하게 반격합니다 :

등방성 프레스 과정 :

금속 성분을 6 시간 동안 고온 1200 ℃에서 100mpa 정수압으로 처리하십시오. 이 공정은 초기 200mpa 내지 5MPa의 재료의 잔류 응력을 취소하고, 마이크로 결함이 모두 제거되고, 재료 밀도가 개선되면

.

정밀 온도 제어 시스템 :

전체 프로세스에는 폐쇄-루프 온도 제어 시스템 가 필요하며 온도 변화는 ± 3 °/h 이내입니다. 시스템은 축 방향 온도 차이가 15 ℃를 초과하지 않도록 부품의 표면과 내부 사이의 온도 구배에 대해 17 세트의 분산 열전대를 실시간으로 모니터링합니다.

.

응력 버퍼링 구조 :

FEA (Finite Element Analysis) 설계를 기반으로 한 구성 요소 측에 가공 된 뱀 홈 구조가 있으며, 그루브 깊이의 비율은 0.45mm의 비율이 기하학적 측면에서 1 : 1.5입니다. ASTM E466 피로 테스트로 검증 된 구조는 응력 농도 계수를 2.7에서 1.2로 줄이고 전통적인 구조와 비교하여 순환 부하 수명을 3.2 배 향상시킵니다.

.

왜 하이브리드 재료가 "배신자"가 되는가?

2022 년 업계에 충격을주는 충격적인 소송에서, 특정 소방 로봇은 화재로 오작동했으며, 탄소 섬유 티타늄 합금 커넥터는 온수 미스트에서 전해 부식을 보여 주었을 때 의도 된 인장 강도의 18% 만 유지했습니다. 검사되면 습한 환경에서 연결 인터페이스의 부식 속도가 760% 증가했습니다.

혼합 재료의 화학 반응

<테이블 스타일 = "Border-Collapse : 붕괴; 너비 : 100%; 경계 넓음 : 1px; 경계 색상 : #000000;" Border = "1"> 매개 변수 베어 재료 가공 재료 증가 된 승수 부식 속도 (mm/year) 5.4 0.5 10.8 표면 경도 (HV) 320 4200 13.1 본딩 힘 (MPA) 25 68 2.7

혼합 재료의 실패에 대한 세 가지 중요한 이유

1. 전위 차이 트랩

탄소 섬유가 티타늄 합금과 직접 접촉하면 안정적인 전위차가 있습니다 (Δ E = 1.01V). 60%가 넘는 습한 주변 환경 에서이 열전대 커플의 부식 전류 밀도는 0.15ma/cm², 또는 매년 제 평방 미터의 재료 표면 당 2.3kg의 금속 손실에 도달합니다.

2. Saltwater 촉매

염화나트륨을 함유 한 3.5% 소방수 미스트는 실험실 값이 0.8 μa/cm²에서 6.1 μ a/cm² (소금 스프레이 테스트 데이터, ISO 9227)의 부식 전류 밀도를 상승시켰다. XPS에 의한 분석은 클로라이드 이온이 27%의 부피 팽창률을 갖는 티타늄 합금 표면에 부식 생성물을 형성하는데, 이는 코팅의 껍질을 벗기는 것으로 나타났습니다.

.

3. 화재 현장에서의 높은 온도는 반응을 가속화합니다

300 ℃ 화재 환경에서 티타늄 합금의 항복 강도는 830mpa에서 498mpa로 감소합니다 (ASTM E8 고온 인장 검사). 싱크로트론 방사선 CT 스캔은 탄소 섬유의 계면에서의 균열 전파 속도가 3 배 증가했으며, 인터페이스의 잔류 응력이 150mpa에서 480mpa로 증가한 것으로 나타났습니다.

3 층 보호 시스템

첫 번째 층 : 마이크로 아크 산화 세라믹 방패

고전압 전기 분해를 통해 티타늄 표면에 30 마이크론 보호 층을 구축하십시오 :

전압은 25V에서 350V (보호 강도의 14 배)로 증가합니다.
α-al₂o₃ 세라믹 위상을 생성합니다 (Mohs Heartness 9, Diamond에 이어 두 번째)
고장 전압은 .

프로세스 매개 변수

<테이블 스타일 = "Border-Collapse : 붕괴; 너비 : 100%; 경계 넓음 : 1px; 경계 색상 : #000000;" Border = "1"> 스테이지 전압 (v) 시간 (Min) 전해질 조성 arcing 280 2 나트륨 실리케이트+알루미늄 염. 성장 350 25 포스페이트+나노 알루미나. 홀 씰링 180 8 희토류 세륨 솔루션.

두 번째 층 : 다이아몬드와 같은 탄소 코팅

혈장 강화 화학 기상 증착 기술 사용 :

2 마이크론 코팅에는 75% SP³ 결합 탄소 (천연 다이아몬드의 구조에 가깝다)가 포함되어 있습니다.
표면 거칠기는 RA 0.8μm에서 0.05μm에서 0.05μm (미러 스무트)로 감소합니다.
마찰 계수는 0.1 (테프론 계수보다 20% 낮음).

.

세 번째 레이어 : 나노 전달 브리지

응력 완충액 : 탄성 계산 구배 전이 (티타늄 합금 110GPA → TIN 600GPA → 코팅 900GPA).
화학적 분리 : ASTM G36 표준에 의해 검증 됨, 클로라이드 이온 투과성은 98%만큼 감소합니다. href = "https://www.lsrpf.com/surface-finishing"> 일반 코팅보다 2.7 배 ).

측정 된 보호 효과

세 가지 극단 테스트 :

1000 시간의 소금 스프레이 : 부식 깊이는 0.05mm (베어 재료 5.4mm)에 불과합니다.
열 충격 테스트 : 균열없이 80 ℃의 500 사이클 (ISO 28706 표준).

는 가벼운 디자인 킬로봇입니까?

2023 년 미군은 금지령을 발표하여 장비 목록에서 특정 유형의 외골격 로봇을 차는 금지령을 발표했다. 바이온 성 척추 척추 단위 부품은 행진 중에 치명적인 공명을 일으켜 12 명의 군인에서 요추 스트레스 골절을 초래했습니다. Disassembly 35% 내부 부품으로 설계된 허니 콤 구조는 11 번의 단계적으로 감소했으며, 11 번의 스윙을 가졌다는 것을 발견했습니다. 가치!

이중 방어 시스템

1. 첫 번째 움직임 : 댐핑 합금

MN-CU-NI-FE 메모리 합금이 사용됩니다 (손실 계수 0.12 → 0.38, 217% 증가)
3mm 두께의 댐핑 시트는 척추 단위의 주요 노드에 포함됩니다.
진동 감쇠 속도는 15%에서 68%로 증가합니다 (ISO 10846 표준 확인).

).

2. 두 번째 움직임 : 주파수 도메인 응답에 따른 구조 최적화

공명 피크 제거 : 위험한 주파수 대역 (1.5-2.5Hz)의 진동 응답을 92%줄였습니다.
응력 재분배 : 최대 응력 값은 586MPA에서 138MPA에서 138MPA로 압축됩니다.
무게 재조정 : 무게는 8%만 증가했지만 진동 저항은 23 배까지 증가했습니다.

3. 측정 된 데이터의 비교

<테이블 스타일 = "Border-Collapse : 붕괴; 너비 : 100%; 경계 넓음 : 1px; 경계 색상 : #000000;" Border = "1"> 인덱스 Old Design 새로운 디자인 개선 범위 공명 위험 확률 100% 8% ↓ 92% 진폭 3.3mm 0.26mm ↓ 92% Life 80000 Times 150 만 배 ↑ 1775% 요추 척추에 대한 충격 힘 2300n 480n ↓ 79%

이 기술은 경량화가 단순히 뺄셈에 관한 것이 아니라 강도, 강성 및 감쇠의 균형을 유지한다는 것을 증명합니다. 바이온 성 척추 척추 단위 부품이 인간 척추와 같은 진동을 지능적으로 소산하는 법을 배우면 로봇은 진정으로 전사의 두 번째 뼈 세트가 될 수 있습니다.

군사 등급의 기술이 어떻게 이중 프레임을 절약 할 수 있습니까?

a 특정 의료 로봇의

는 이전에 기계적 관절 진폭이 초당 2Hz의 무한 진동으로 4 배를 증가시켰다. 엔지니어들은 단지 핵 잠수함 소나 브래킷의 진동을 감쇠시키기위한 기술을 전달했습니다 :

1. 맨 타니 구리 메모리 합금 인터레이어

바이온 성 척추 단위에 고정 된 0.8mm-thickness 망간 구리 합금 시트가 있으며, 손실 계수는 일반 재료의 0.08에서 0.35로 증가하는 동시에 진동의 에너지 흡수 속도를 337%증가시킵니다. 합금은 또한 30 ℃ 온도 차이 범위 내에서 안정적인 댐핑 성능을 가지고있어 1.8-2.2Hz의 인간 단계 주파수의 공명 위험을 완전히 피합니다.

2. Honeycomb-fluid 복합 구조

자기 유체는 티타늄 합금의 벌집 구멍으로 펌핑되며, 유체 점도는 2000 가우스 자기장을 사용하여 실시간으로 제어됩니다. 진동 감쇠 속도는 12%에서 67%로 증가하며 진폭 억제 속도는 위험한 2.5Hz에서 91%에 도달 할 수 있습니다.

3. 스페이스 등급의 녹슬 저항

근접 공간은 우주 정거장 태양 광 날개 힌지 진공 코팅 공정을 복제하여 나노 레벨 보호를 생성합니다 :

(1) 이온 폭격 청소

5kV 고전압 아르곤 이온을 사용하여 30 분 동안 티타늄 합금의 표면을 폭격 오염 물질의 99.99%를 제거하고 72mn/m까지의 표면 에너지를 72mn/m으로 증가시키기 위해 최대 에너지를 증가시킵니다. B481.

(2) 그라디언트 코팅 구조

첫 번째 층은 기질로서 50nm 티타늄으로 코팅되며, 경도는 2500HV에 도달합니다. 두 번째 층은 2μm 다이아몬드 유사 탄소 필름으로 상단에 코팅되며, 마찰 계수는 0.08로 떨어집니다. 코팅 결합력은 68MPA이며 일반적인 전기 도금보다 2.7 배 높습니다.

(3) 극한 환경에서의 검증

2000 시간의 중성 소금 스프레이 테스트에 의해 부식성이 69 회 개선됩니다. -180 ℃ 액체 질소 및 150 ℃ 오븐 극도의 열 충격에 100 번 침지 된 후 코팅은 껍질을 벗기지 않습니다.

이 군사 기술 차원 축소의 물결은 의료 로봇이 매우 긴 대기 시대에 직접 입력 할 수 있도록합니다. 핵 잠수함의 심해 압력 저항성 지혜가 우주 정거장의 진공 안티-궤적 기술을 충족 할 때, LS Aerospace Grade Hot Isostatic Pressing Technology를 선택하는 LS Aerospace Grade Hot Isostatic Pressing Technology 는 불가피한 1200 °의 고압 및 고압을 사용합니다. Megapascals에서 5 Megapascals 미만으로 5 년 생존율이 86.8%에서 97.3%로 폭력적으로 증가했습니다.

위성의 정밀 성분을 안정화시키는 데 사용 된이 과정은 피로의 생명 증가를 8 배 증가시킬뿐만 아니라 생체 모방의 본질이 뼈 형태를 복제하는 것이 아니라 진화에 의해 제조 된 생존 논리를 해독하는 것이라고 가르쳤다.

.

: 전화 : +86 185 6675 9667
📧 이메일 : info@longshengmfg.com
웹 사이트 : https://lsrpf.com/

면책 조항

이 페이지의 내용은 정보 제공 목적으로 만 사용됩니다. ls series 어떤 종류의 표현 또는 보증도 명시 적 또는 묵시적에 대한 표현 또는 보증은 정보의 정확성, 완전성 또는 중요성에 대해 이루어지지 않습니다. 성능 매개 변수, 기하학적 공차, 특정 설계 기능, 재료 품질 및 유형 또는 유형 또는 제조업체가 Longsheng 네트워크를 통해 제공 할 것이라고 추론해서는 안됩니다. 이것은 구매자의 책임입니다 부품에 대한 견적을 요청하십시오 이 부분에 대한 특정 요구 사항을 결정하려면 더 많은 정보를 연락하십시오

.

.

LS 팀

ls는 업계 최고의 회사입니다 맞춤형 제조 솔루션에 중점을 둡니다. 우리는 5,000 명 이상의 고객에게 서비스를 제공 한 20 년이 넘는 경험을 통해 높은 정밀도 cnc machining , Seete Metal Fabrication , 3d printing , 주입 곰팡이 , 금속 스탬핑 "및 다른 하나의 스탬핑 서비스.
우리의 공장에는 100 개가 넘는 최첨단 5 축 가공 센터가 장착되어 있으며 ISO 9001 : 2015 인증이 있습니다. 우리는 전 세계 150 개국 이상의 고객에게 빠르고 효율적이며 고품질 제조 솔루션을 제공합니다. 볼륨 저용량이 적거나 대량 사용자 정의이든 24 시간 이내에 가장 빠른 배송으로 귀하의 요구를 충족시킬 수 있습니다. ls 기술을 선택하십시오.