Hybrides SLM + CNC-gefrästes Aluminium-Gelenkgehäuse für humanoide Roboter

Produktdetails

Dieses Hybrid-Robotergelenkgehäuse aus SLM und CNC-gefrästem Aluminium wurde speziell für die humanoide Robotik entwickelt und integriert ein komplexes internes Diamantgitter, das im Metall-3D-Druck erstellt wurde. Dieses Gitter reduziert das Gewicht drastisch und bewahrt gleichzeitig eine außergewöhnliche Torsionssteifigkeit und Vibrationsdämpfung. Kritische Außenflansche, Bohrungen und Passflächen werden anschließend mit einer 5-Achsen-CNC-Bearbeitung bearbeitet, um enge Toleranzen und eine perfekte Ausrichtung für Servomotoren und harmonische Antriebe zu erreichen. Die Kombination aus additiver Gittertechnologie und subtraktiver Präzision liefert ein Strukturteil, das wesentlich leichter ist als herkömmliche gegossene oder vollständig bearbeitete Alternativen, was eine schnellere Gelenkbeschleunigung, einen geringeren Energieverbrauch und eine insgesamt verbesserte Roboteragilität ermöglicht, ohne dass die Haltbarkeit oder Belastbarkeit beeinträchtigt wird.

Kundenlösungen

Wir bieten Entwicklern humanoider Roboter umfassende Unterstützung – von der Topologieoptimierung und Gitterdesignsimulation bis hin zur Hybridfertigung, Nachbearbeitung und Funktionsvalidierungstests. Unser Prozess ermöglicht eine schnelle Iteration von Leichtbaukonstruktionen, die mit herkömmlichen Methoden nicht möglich sind. Er hilft OEMs, die Gelenkträgheit zu reduzieren, die Batterielebensdauer zu verlängern und die Zeitpläne vom Prototyp bis zur Produktion zu verkürzen und gleichzeitig die ultrahohe Präzision beizubehalten, die für eine stabile bipedale Fortbewegung erforderlich ist.

Systemzertifizierungszertifikat

Kundenhintergrund

Ein bahnbrechendes humanoides Robotik-Startup in den USA entwickelte einen Allzweckroboter in Originalgröße für die Lagerlogistik. Ihre anfänglichen Gelenkgehäuse, die aus massivem CNC-Aluminium gefertigt waren, verursachten eine übermäßige Trägheit, begrenzten die Gehgeschwindigkeit und erhöhten den Stromverbrauch. Die angestrebten Gewichtsreduktionsziele konnten mit konventioneller Fertigung nicht erreicht werden.

Unsere Lösung

Wir haben das Gelenkgehäuse als Hybrid-SLM + CNC-gefräste Aluminiumkomponente neu gestaltet. Mithilfe einer Software zur Topologieoptimierung haben wir per SLM-3D-Druck einen Diamantgitterkern erstellt und anschließend alle Funktionsflächen auf 5-Achsen-CNC-Zentren präzisionsbearbeitet. Das endgültige Teil behielt seine volle strukturelle Festigkeit bei, während gleichzeitig die Masse drastisch reduziert wurde.

Implementierungsergebnisse

• Das Gewicht des Gelenkgehäuses wurde gegenüber der ursprünglichen Konstruktion aus massivem Aluminium um 47 % reduziert

• Die Gehgeschwindigkeit des Roboters stieg bei gleicher Motorleistung um 28 %

• Der Energieverbrauch pro Schritt verringerte sich um 31 %, wodurch die Betriebszeit pro Ladung verlängert wurde

• Die Ermüdungstests übertrafen 1,2 Millionen Zyklen ohne strukturelles Versagen

Kundenfeedback

„Das hybride 3D-gedruckte Robotergelenkgehäuse von Dawang übertraf alle Leistungsmetriken. Die Gitterstruktur ermöglichte uns die Gewichtseinsparungen, die wir brauchten, während die CNC-Bearbeitung die von unseren Aktoren geforderte Präzision lieferte. Dieses Teil ist jetzt der Grundstein unserer Plattform der nächsten Generation.“

Anwendungen

• Hüft-, Knie- und Knöchelgelenke eines humanoiden Roboters

• Aktuatoren für Roboterarme mit hohem Drehmoment

• Bipedale Fortbewegungs- und Gleichgewichtssysteme

• Gelenkmechanismen des Exoskeletts

• Strukturkomponenten für Kollaborations- und Serviceroboter

• Leichte Aktuatorgehäuse für die Luft- und Raumfahrt

• Autonome mobile Roboter der nächsten Generation