matériaux métalliques
Dans les bras articulés robotisés, la plupart des composants structurels et des pièces de transmission clés sont encore principalement en métal. Les différents matériaux varient considérablement en termes de poids, de résistance, de résistance à l’usure et de difficulté de mise en œuvre, ce qui impose un choix en fonction des applications spécifiques.
Alliage d’aluminium (léger)
L’alliage d’aluminium est l’un des matériaux les plus utilisés dans les composants structurels des robots, principalement pour :
- Liaison du bras robotique
- Composants structurels de la coque
- Cadre de soutien
Ses avantages sont :
- Sa conception légère contribue à réduire l’inertie et à augmenter la vitesse.
- Excellente usinabilité, adaptée à l’usinage CNC de pièces structurelles complexes
- Les coûts sont relativement maîtrisables
Cependant, elle présente aussi des limites :
- Sa résistance et sa tenue à l’usure ne sont pas aussi bonnes que celles de l’acier.
- Utilisation limitée dans les articulations soumises à de fortes contraintes
Par conséquent, les alliages d’aluminium sont généralement utilisés pour les composants et pièces structurels soumis à des charges moyennes à faibles, lorsqu’une réduction de poids est nécessaire.
Acier à haute résistance
L’acier est principalement utilisé pour les composants nécessitant une résistance et une durabilité élevées, tels que :
- Arbre de transmission
- Engrenages
- Éléments structurels porteurs clés
Ses caractéristiques :
- Haute résistance et capacité de charge élevée
- Bonne résistance à l’usure, convient à une utilisation prolongée.
- Une rigidité élevée contribue à améliorer la stabilité globale.
Mais, par conséquent :
- Relativement lourd
- Plus difficile à traiter que l’aluminium
- coût plus élevé
L’acier est généralement utilisé dans les zones soumises à des charges et des contraintes élevées, notamment dans les joints et les systèmes de transmission.
Alliages de titane (applications haut de gamme)
Les alliages de titane sont principalement utilisés dans des applications haut de gamme ou spéciales, telles que :
- Robots haute performance
- robots aérospatiaux
- Équipement médical
Ses avantages :
- Haute résistance mais faible poids (meilleur que l’acier)
- Forte résistance à la corrosion
- Bonne stabilité dans des conditions de température élevées
Cependant, ses inconvénients sont également évidents :
- Coûts élevés des matériaux
- Le traitement est complexe et nécessite des équipements et des procédés de pointe.
- Le cycle de traitement est relativement plus long.
C’est pourquoi les alliages de titane sont souvent utilisés dans des composants critiques où le poids, la résistance et l’adaptabilité à l’environnement sont tous d’une importance capitale.
Plastiques techniques (isolation et réduction de poids)
Dans les systèmes robotiques, les plastiques techniques sont souvent utilisés en complément des matériaux métalliques pour certains composants fonctionnels.
Les applications courantes comprennent :
- Composants isolants
- composants structurels légers
- Zones de glissement ou à faible friction
- structure de montage du capteur
Matériaux couramment utilisés :
- POM (Bonne résistance à l’abrasion et stabilité dimensionnelle)
- Nylon (haute résistance, adapté aux composants structurels)
- ABS / PC (convient aux boîtiers et aux composants fonctionnels)
Ses avantages :
- Léger
- Possède des propriétés d’isolation électrique
- coûts de traitement réduits
- Certains matériaux possèdent des propriétés autolubrifiantes.
La limitation est la suivante :
- Sa résistance et sa rigidité sont inférieures à celles des métaux.
- Performances limitées en conditions de température ou de charge élevées
Par conséquent, les plastiques techniques sont généralement utilisés pour les composants non porteurs essentiels ou les structures auxiliaires fonctionnelles.
Nécessite une prise en charge des matériaux et du traitement des pièces du robot.
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