उच्च-गती स्वयंचलनासाठी कार्बन फायबर बीम: वजनाने हलके पण अत्यंत स्थिर उपाय

आव्हान: जडत्वाचा सापळा

• जड धातू: पोलाद आणि ॲल्युमिनियमच्या बाहूंना वेग वाढवण्यासाठी आणि कमी करण्यासाठी प्रचंड ऊर्जेची आवश्यकता असते.
• कंपन: वेग वाढल्याने धातूचे हात कंप पावतात, त्यामुळे रोबोटला एखादे अचूक काम करण्यापूर्वी “स्थिर होण्यासाठी वेळ” लागतो.
• ऊर्जेचा अपव्यय: रोबोटची स्वतःची जड रचना हलवण्यातच मोटर टॉर्कचा एक मोठा भाग वाया जातो.

उपाय: कार्बन फायबर कंपोझिट बीम

ऑटोमेशनमध्ये कार्बन फायबर का यशस्वी ठरतो:

• उच्च विशिष्ट दृढता: कार्बन फायबरचे सामर्थ्य-ते-वजन गुणोत्तर स्टीलपेक्षा जास्त असते. याचा अर्थ असा की, आम्ही अत्यंत दृढ बीम डिझाइन करू शकतो, ज्यामुळे अतिवेगवान हालचालींदरम्यान ते वाकत नाहीत.
• कमी जडत्व: हलक्या बीममुळे जडत्व कमी होते. यामुळे मोटर्सना अधिक वेगाने गती वाढवता येते आणि अधिक अचूकपणे थांबता येते, ज्यामुळे कार्बन फायबर बीमची अचूकता आणि चक्र दरांमध्ये थेट सुधारणा होते.
• शून्य औष्णिक प्रसरण: तापमानातील बदलांमुळे प्रसरण आणि आकुंचन पावणाऱ्या (ज्यामुळे कॅलिब्रेशनमध्ये बदल होतो) धातूंच्या विपरीत, हाय-मॉड्युलस कार्बन फायबरचा औष्णिक प्रसरण गुणांक जवळजवळ शून्य असतो. क्लीनरूममध्ये कार्यरत असलेल्या सेमीकंडक्टर उपकरणांसाठी हे अत्यंत महत्त्वाचे आहे.
• उत्कृष्ट कंपनशमन: कार्बन फायबर कंपोझिट्स धातूंपेक्षा नैसर्गिकरित्या कंपन अधिक चांगल्या प्रकारे शोषून घेतात. यामुळे हालचालीच्या शेवटी होणारा 'रिंगिंग' परिणाम कमी होतो, ज्यामुळे रोबोटला अधिक वेगाने स्थिर होण्यास आणि घटक अधिक अचूकपणे ठेवण्यास मदत होते.

वास्तविक जगातील अनुप्रयोग

१. सेमीकंडक्टर वेफर हाताळणी

२. हाय-स्पीड डेल्टा आणि स्कारा रोबोट्स

३. गँट्री सिस्टीम आणि लिनियर मॉड्यूल