Tại sao lớp phủ lại bóc vỏ robot hình người dưới rung động tần số cao?

Robot hình người—hoạt động trong dây chuyền lắp ráp công nghiệp, ứng phó thảm họa và xử lý hậu cần—trải qua những áp lực động phức tạp. Động cơ servo tốc độ cao, hộp số truyền động điều hòa và tác động của chân bằng hai chân tạo ra các rung động tần số cao liên tục ( 100 Hz - 2.000 Hz ) trên toàn bộ lớp vỏ bên ngoài và vỏ chi của robot.

Khi các lớp phủ công nghiệp cứng tiêu chuẩn hoặc các loại sơn được xử lý trước kém được áp dụng cho nhôm (chẳng hạn như 6061-T6 hoặc 5052-H32 ) hoặc vỏ robot composite, những rung động vi mô tần số cao này kích hoạt sự phân tách màng nhanh, nứt vi mô và bong tróc sơn. Ngăn ngừa hư hỏng lớp phủ đòi hỏi phải hiểu rõ động lực học ứng suất cắt ở bề mặt sơn-kim loại và chuyển sang lớp phủ phun/phun/cuộn epoxy hoặc polyurethane hoặc epoxy có độ linh hoạt cao, chống rung với các lớp chuyển đổi tiền xử lý nanomet.

Cộng hưởng động và ứng suất cắt bề mặt

Vỏ robot hình người hoạt động như bảng âm thanh cho tần số động cơ bên trong:

Sóng vi mô và sóng đứng: Bộ điều khiển sóng hài tần số cao tạo ra sóng đứng cục bộ trên các lớp vỏ mỏng. Những độ lệch vi mô này tạo ra ứng suất cắt theo chu kỳ trực tiếp tại ranh giới lớp phủ-chất nền.

Tách lớp giữa các lớp: Nếu các lớp sơn không có đủ độ giảm chấn đàn hồi, các chu trình cơ học lặp đi lặp lại sẽ làm gãy các điểm neo cơ học, khiến màng sơn bị phồng rộp và bong ra. 

Sự không khớp nhiệt và mô đun (Δ E  và Δ  α )

Rung động kết hợp với giãn nở nhiệt làm tăng tốc độ hư hỏng lớp phủ:

Lớp phủ công nghiệp cứng và lớp phủ chống rung linh hoạt

Độ đàn hồi không phù hợp: Bột epoxy cứng hoặc bột tiêu chuẩn có mô đun đàn hồi cao (E). Dưới sự rung động, bề mặt nhôm bị uốn cong trong khi lớp sơn giòn không thể uốn cong, gây ra sự tập trung ứng suất ngay lập tức và gây nứt.

Các lỗ rỗng nhỏ trên bề mặt: Việc chuẩn bị bề mặt kém sẽ để lại các lỗ rỗng cực nhỏ bằng dầu hoặc không khí bên dưới màng sơn, tạo điểm khởi đầu cho các vết nứt do ứng suất động.

Hệ thống phủ dưới rung

Bảng dưới đây so sánh các thông số kỹ thuật của sơn công nghiệp tiêu chuẩn với lớp phủ mềm chống rung cho vỏ robot:

Ưu điểm chính của vỏ robot hình người

Câu hỏi thường gặp

Q1Tại sao lớp phủ bột tiêu chuẩn lại bong tróc vỏ cánh tay robot nhanh đến vậy?

Trả lời: Lớp phủ bột tiêu chuẩn xử lý thành mạng lưới polymer cứng, mô đun cao với độ giãn dài khi đứt thấp ( <5% ). Rung động tần số cao từ động cơ servo gây ra ứng suất cắt bề mặt theo chu kỳ làm gãy nhanh chóng màng sơn giòn, dẫn đến bong tróc nhanh chóng.

Câu hỏi 2: Làm thế nào để lớp sơn lót polyurethane linh hoạt ngăn chặn sự phân tách do rung động?

Trả lời: Sơn lót polyurethane linh hoạt có đặc tính đàn hồi nhớt giúp hấp thụ năng lượng rung động tần số cao. Hoạt động như một chất giảm chấn cơ học giữa nền nhôm và lớp phủ ngoài, lớp sơn lót làm tiêu tan các sóng ứng suất động trước khi chúng có thể phá vỡ các liên kết bề mặt.

Câu hỏi 3: Các tấm nhôm tráng sẵn có lớp phủ linh hoạt có thể được gia công bằng máy CNC mà không bị sứt mẻ cạnh không?

Đ: Vâng. Các tấm nhôm được phủ trước sử dụng lớp phủ polyurethane có độ bám dính cao có chỉ số đường chéo 5B. Khi được định tuyến bằng các dụng cụ cacbua sắc bén ở tốc độ RPM cao, lớp sơn sẽ cắt sạch sẽ mà không bị sứt mẻ hoặc bong tróc nhỏ dọc theo các cạnh cắt.

Câu hỏi 4: Ô nhiễm dầu bề mặt gây bong tróc sơn như thế nào trong quá trình sản xuất robot?

Trả lời: Dầu lăn hoặc chất lỏng gia công còn sót lại trên nhôm thô đóng vai trò là chất gây ô nhiễm rào cản vật lý, ngăn nhựa sơn hình thành liên kết phân tử với nền kim loại. Các túi màng sơn không liên kết dễ bị phồng rộp và bong tróc dưới sự rung động theo chu kỳ.              

Câu hỏi 5: Cần có bao bì bảo vệ nào để vận chuyển các tấm nhôm phủ sẵn cho vỏ robot?

Trả lời: Các tấm phủ trước được dán một lớp màng PE chống tia cực tím có độ bám dính thấp, được đóng gói chân không bằng chất hút ẩm trong túi chống ăn mòn VCI, xen kẽ với giấy trung tính và vận chuyển phẳng trong hộp gỗ chịu lực cao không khử trùng.

Phần kết luận

Loại bỏ hiện tượng bong tróc lớp phủ trên vỏ robot hình người đòi hỏi phải chuyển từ sơn cứng sau chế tạo sang sơn có độ bám dính cao, đàn hồi nhớt. tấm nhôm tráng sẵn và lớp phủ linh hoạt.

Để tối ưu hóa việc lựa chọn vật liệu cho chương trình chế tạo robot hình người của bạn:

Hệ thống Polyurethane linh hoạt (PU) phủ sẵn bắt buộc: Chỉ định lớp phủ polyurethane linh hoạt hoặc polyester (HDP) có độ bền cao được thiết kế để có độ linh hoạt cực cao (định mức uốn cong ≤0T-1T).

Yêu cầu xử lý trước chuyển đổi hóa học: Đảm bảo chất nền nhôm thô trải qua quá trình chuyển đổi nano-zirconium titan để đảm bảo xếp hạng độ bám dính chéo theo tiêu chuẩn ASTM D3359 5B.

Xác thực trong Thử nghiệm độ rung tăng tốc: Đưa các nguyên mẫu vỏ được phủ sẵn vào thử nghiệm độ rung âm thanh đa trục (100 Hz-2.000 Hz trong hơn 100 giờ) để xác minh không có hiện tượng bong tróc sơn trước khi sản xuất hàng loạt.