การเลือกวัตถุดิบซิลิโคนสำหรับหุ่นยนต์ต้องพิจารณาอย่างครอบคลุมถึงสี่มิติที่สำคัญ: สถานการณ์แอปพลิเคชันคุณสมบัติของวัสดุความเข้ากันได้ของกระบวนการค่าใช้จ่ายและความยั่งยืน . กลยุทธ์การเลือกและการวิเคราะห์เฉพาะมีดังนี้:
1. กำหนดข้อกำหนดหลักตามสถานการณ์แอปพลิเคชัน
การรวมเซ็นเซอร์สัมผัส
ข้อกำหนด: การฝังวัสดุนำไฟฟ้า (เช่นซิลเวอร์วางหรือท่อนาโนคาร์บอน) หรือโครงสร้างอาร์เรย์ microneedle เพื่อให้ได้ข้อเสนอแนะที่สัมผัสได้ .
ตัวอย่าง: เซ็นเซอร์อ่อนนุ่มที่ใช้ซิลิโคนที่พัฒนาโดยทีม UBC ใช้สนามไฟฟ้าที่อ่อนแอในการรับรู้แรงทำให้การจับไข่อย่างแม่นยำ .} สิ่งนี้ต้องใช้วัสดุซิลิโคนที่มีค่าการนำไฟฟ้าและความยืดหยุ่นที่ยอดเยี่ยม (เช่นกราฟีน/ซิลิโคนคอมโพสิต
การปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
ข้อกำหนด: ความต้านทานอุณหภูมิสูง (-50 องศาถึง 250 องศา) และความต้านทานทางเคมี (เช่นในสภาพแวดล้อมที่มัน) .
วิธีแก้ปัญหา: การใช้ nanocoating ที่ไม่ชอบน้ำ (มุมสัมผัสที่มากกว่า 150 องศา) ขยายอายุการใช้งานของเซ็นเซอร์เป็น 100, 000 รอบ; การเลือกซิลิโคนที่ทนอุณหภูมิสูง (เช่นยางซิลิโคนของเหลว LSR ซึ่งสามารถทนต่ออุณหภูมิได้สูงกว่า 200 องศา) . หุ่นยนต์ทางการแพทย์
ข้อกำหนด: ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ (ได้รับการรับรอง ISO 10993), ความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพ (เช่นผิวอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ไคโตซาน) .
ตัวอย่าง: เซ็นเซอร์ตัวเลขลดค่าใช้จ่ายเป็นหนึ่งในห้าของโซลูชั่นดั้งเดิมผ่านการกำหนดสูตรซิลิโคนที่ดีที่สุด (ความแข็ง 25 ฝั่ง A) และกระบวนการผลิตอัตโนมัติในขณะเดียวกัน
II . ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพการจับคู่ตามคุณสมบัติของวัสดุ
ความแข็งและความยืดหยุ่น
ข้อต่อหุ่นยนต์ต้องการความแข็งขนาดกลาง (20-30 ชายฝั่ง A) เพื่อสร้างสมดุลระหว่างความยืดหยุ่นและการสนับสนุนป้องกันการเสียรูปที่มากเกินไปที่มีผลต่อความแม่นยำในการเคลื่อนไหว .
Skin Bionic: ความแข็งนุ่มพิเศษ (0-18} ชายฝั่ง A) เป็นสิ่งจำเป็นในการจำลองการสัมผัสของเนื้อเยื่อของมนุษย์ . ตัวอย่างเช่นเซ็นเซอร์สัมผัสทางชีวภาพที่พัฒนาโดยทีมงานของ Pan Lijia ) .
แรงดึงและความแข็งแรงของน้ำตา
สำหรับสถานการณ์การเคลื่อนที่เชิงกลในระยะยาว: ความต้านทานแรงดึงสูงกว่าหรือเท่ากับ 5mpa และความแข็งแรงของการฉีกขาดมากกว่าหรือเท่ากับ 14kn/m เพื่อทนต่อการดัดซ้ำและยืด . สำหรับสถานการณ์การแสดงผลแบบคงที่
ค่าการนำไฟฟ้าและความเสถียรของสัญญาณ
เซ็นเซอร์ Triboelectric: ซิลิโคนนำไฟฟ้าสูง (เช่นที่รวมท่อนาโนคาร์บอน) ควรถูกเลือกรวมกับอัลกอริทึมการชดเชยสนามแม่เหล็กแบบไดนามิกเพื่อที่อยู่สัญญาณดริฟท์ .}
เซ็นเซอร์ที่สัมผัสได้ด้วยภาพ: ซิลิโคนโปร่งใสสูง (เช่นซิลิโคนเสริมด้วยซิลิก้าที่มีควันซึ่งให้ความโปร่งใสที่สูงขึ้น) ควรเลือกพร้อมกับกล้องไมโครหลายทิศทางเพื่อจับภาพการเสียรูป .}}}}}}}
III . ความเข้ากันได้ของกระบวนการ: สร้างความมั่นใจในความเป็นไปได้ในการผลิต
กระบวนการขึ้นรูป
การฉีดขึ้นรูป: เหมาะสำหรับการผลิตขนาดใหญ่ควรเลือกยางซิลิโคนเหลว LSR ต่ำซึ่งสามารถเลือกได้โดยอัตโนมัติและต่อเนื่องไปยังเครื่องฉีดขึ้นรูป .}
การพิมพ์ 3 มิติ: เหมาะสำหรับโครงสร้างที่ซับซ้อนที่กำหนดเอง (เช่นการออกแบบกระดูกไบโอนิค) ควรเลือกวัสดุซิลิโคนที่พิมพ์ได้ (ตัวอย่างเช่นเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่ใช้ฝาแฝดดิจิตอลสามารถลดวัฏจักรการปรับแต่งได้จาก 2 สัปดาห์เป็น 48 ชั่วโมง) .}
คุณภาพของแม่พิมพ์: ผลิตภัณฑ์ซิลิโคนมักจะขึ้นรูปและความแม่นยำของแม่พิมพ์ส่งผลโดยตรงต่อผลผลิต . แม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำสูง (เช่นแม่พิมพ์ที่ใช้ CNC-machined) ควรเลือกเพื่อหลีกเลี่ยงโพรงและการเสียรูป .
วัลคาไนเซชั่นอุณหภูมิสูง: เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีผนังหนา (เช่นหุ่นยนต์ที่อยู่อาศัย) ต้องมีการควบคุมอุณหภูมิอย่างเข้มงวด (150-200 องศา) และเวลาบ่ม ({{3} นาที) .}}
วัลคาไนเซชั่นที่อุณหภูมิห้อง: เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีผนังบาง (เช่นสกินเซ็นเซอร์) ต้องเพิ่มตัวเร่งปฏิกิริยา (เช่นตัวเร่งปฏิกิริยาทองคำขาว) เพื่อเร่งการบ่ม .}
IV . ต้นทุนและความยั่งยืน: การปรับสมดุลประสิทธิภาพและความสามารถในการจ่าย
โครงสร้างต้นทุน
ซิลิโคนสำหรับหุ่นยนต์: ราคาต่อหน่วยประมาณ 80-120 หยวน/กก. ด้วยค่าใช้จ่ายที่สูงขึ้นหลังจากการรวมเซ็นเซอร์ . การผลิตขนาดใหญ่ (เช่นเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่ใช้ฝาแฝดดิจิตอล) สามารถลดต้นทุนได้ 60%.}}}}}}
ซิลิโคนเกรดทางการแพทย์: แพง (ประมาณ 150-300 หยวน/กก.) แต่การผลิตที่ได้มาตรฐาน (เช่นกระบวนการเซ็นเซอร์เซ็นเซอร์หลัก) สามารถลดราคา .}
ความยั่งยืน
วัสดุที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม: เลือกซิลิโคนที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ (เช่นผิวอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ไคโตซาน) เพื่อลดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม .
กระบวนการประหยัดพลังงาน: ใช้เทคโนโลยีวัลคาไนเซชั่นที่อุณหภูมิต่ำ (เช่นวัลคาไนเซชั่นอุณหภูมิห้อง) เพื่อลดการใช้พลังงาน . v . กระบวนการเลือกที่แนะนำ
การวิเคราะห์ข้อกำหนด: ระบุสถานการณ์แอปพลิเคชันของหุ่นยนต์ (e . g ., อุตสาหกรรม, การแพทย์, บริการ), ข้อกำหนดการทำงาน (e . g ., ข้อเสนอแนะที่สัมผัสได้ fda) .
การคัดกรองวัสดุ: เลือกประเภทซิลิโคน (e . g ., lsr, ยางผสม), ความแข็ง (0-50 ฝั่ง A) และการนำไฟฟ้า
การตรวจสอบกระบวนการ: ผลิตตัวอย่างเพื่อทดสอบประสิทธิภาพ (e . g ., ความต้านทานแรงดึง, ความแข็งแรงของการฉีกขาดความเสถียรของสัญญาณ) และประเมินต้นทุนการผลิตและความเป็นไปได้ .
การผลิตมวล: ควบคุมอัตราส่วนวัตถุดิบอย่างเคร่งครัดอุณหภูมิวัลคาไนซ์และความแม่นยำของแม่พิมพ์เพื่อให้แน่ใจว่าผลิตภัณฑ์สม่ำเสมอ .