Per i robot di consumo prodotti in serie e la maggior parte dei robot di servizio, PC / ABS dovrebbe essere la scelta primaria del materiale. A seconda delle condizioni operative, ABS, PA rinforzato con fibra di vetro (PA+GF) o PBT possono quindi essere valutate come alternative.
Un recinto per robot è non solo una parte esteticaSi tratta di un sistema strutturale che deve contemporaneamente resistere agli urti, garantire la durata delle viti, isolare le fonti di calore, gestire le interferenze elettromagnetiche (EMI) e rispettare le tolleranze di assemblaggio. Se la scelta del materiale è errata, le soluzioni a valle, come l'aggiunta di nervature, adesivi o rivestimenti superficiali, di solito si limitano a posticipare il guasto anziché eliminarlo.
Selezione dei materiali per l'involucro del robot in base allo scenario applicativo
1. Prima scelta per la produzione di massa generale: PC/ABS
Se il tuo recinto deve essere bilanciato resistenza, tenacità, resistenza al calore, stabilità dimensionale e aspetto uniforme, PC/ABS è in genere il compromesso più affidabile. È particolarmente adatto per progetti a parete sottile e strutture complesse a scattoe offre una finestra di lavorazione relativamente tollerante per lo stampaggio a iniezione.
Molti gradi PC/ABS dimostrano una forte combinazione di resistenza agli urti e prestazioni termiche nelle loro schede tecniche. Ad esempio, gradi PC/ABS selezionati da SABIC (come il Cycoloy serie) mostrano valori di resistenza alla trazione e di impatto intagliato ben allineati con le applicazioni di custodia e possono servire come utile base di riferimento per il benchmarking dei materiali (vedere Scheda tecnica delle proprietà del PC/ABS SABIC Cycoloy XCY630).
Quando le condizioni di caduta, i metodi di assemblaggio e la disposizione delle fonti di calore non sono ancora completamente definiti, iniziare con PC/ABS riduce al minimo il rischio di prendere una decisione fondamentalmente sbagliata sul materiale.
2. Uso interno leggero e conveniente: ABS
L'ABS offre vantaggi in costo e aspetto superficiale, rendendolo adatto per involucri interni a bassa temperatura e carichi leggeri, in particolare per grandi coperture cosmetiche o pannelli decorativi che contribuiscono poco alle prestazioni strutturali.
Il problema con l'ABS è che spesso rivela debolezze sotto gli effetti combinati di viti di fissaggio, impatto da caduta e cicli termiciLe modalità di guasto più comuni includono micro-crepe alla radice dei risalti delle viti e una resistenza insufficiente della linea di saldatura.
In un progetto, l'ABS è stato scelto al posto del PC/ABS per una copertura superiore semplicemente per ridurre i costi. Durante la prototipazione, la differenza era appena percettibile. Tuttavia, dopo la produzione in serie, si sono verificate diffuse crepe nei perni delle viti. I costi di rilavorazione e ispezione hanno rapidamente superato il risparmio iniziale di materiale.
L'ABS non è inutilizzabile, ma dovrebbe non essere mai usato come una scommessa contro il rischio post-vendita.
3. Elevata resistenza, rigidità e resistenza alla fatica: PA rinforzato con fibra di vetro (PA+GF)
Quando il recinto deve servire a ruolo strutturale—come coperture di giunti portanti, ripetuti avvitamenti o vibrazioni e fatica a lungo termine—PA (nylon) rinforzato con fibra di vetro è spesso la scelta più affidabile.
La combinazione PA+GF offre una rigidità e una resistenza alla ritenzione delle viti significativamente più elevate. Tuttavia, questi vantaggi comportano dei compromessi: la stabilità dimensionale è più difficile da controllare, poiché l'assorbimento di umidità può causare deviazioni dimensionali che amplificano i problemi di tolleranza di assemblaggio. Anche l'aspetto superficiale è più impegnativo, con linee di saldatura visibili, esposizione delle fibre e una finitura più difficile da realizzare "di qualità per l'elettronica di consumo".
Se si sceglie PA+GF, il progetto deve riconoscerne la natura:
trattalo come un materiale strutturale, non come un materiale estetico.
4. Resistenza termica e chimica migliorata: PBT (con GF se necessario)
Per le zone vicine motori, schede driver, batterie, o zone esposte a detergenti o oli, il PBT (opzionalmente rinforzato con fibra di vetro) è spesso più resistente a degrado a lungo termine rispetto all'ABS. Problemi come cricche da stress e deformazioni sono generalmente più gestibili.
Detto questo, PBT richiede controllo più rigoroso della temperatura dello stampo e progettazione del gate per mantenere aspetto e dimensioni stabili. Quando il controllo di elaborazione è insufficiente, i difetti tendono ad essere più sottili e possono emergere solo in seguito come interferenza di assemblaggio, rumore anomalo o deformazione.
La resistenza al fuoco e le certificazioni non sono solo "etichette sui materiali"
Se il prodotto deve soddisfare requisiti di sicurezza o di canale più rigorosi, la resistenza alla fiamma è spesso inevitabile. UL ha definito criteri chiaramente definiti per i test di infiammabilità della plastica (UL 94), inclusi il tempo di combustione e il comportamento di gocciolamento (vedere Documentazione UL Solutions sui test di infiammabilità della plastica UL 94).
La ritardanza di fiamma è non qualcosa che viene “fatto” scrivendolo nella specificaLe formulazioni ritardanti di fiamma influenzano sistematicamente fluidità, resistenza della linea di saldatura e rischio di difetti superficialiSenza una progettazione coordinata delle prese d'aria, del posizionamento delle linee di saldatura, delle transizioni dello spessore delle pareti e delle strutture delle nervature, anche il più elevato grado di ignifugazione può ritorcersi contro, riducendo la resistenza e la resa anziché migliorare la sicurezza.
