Le modèle de prototype de robot en plastique est un pont vital entre le concept de conception d'un robot et sa forme physique finale. Il aide les ingénieurs à vérifier la faisabilité de la conception, fonctionnalité de test, et vérifier la qualité de l'apparence - économiser le temps et les coûts avant la production de masse. Que vous développiez un petit robot ménage ou un robot d'automatisation industrielle, Ce guide décompose chaque étape clé de la création d'un modèle de prototype de robot en plastique avec de vrais exemples et des données pratiques.
1. Conception et planification: Jeter les bases de votre prototype
La conception et la planification sont les premières étapes et les plus critiques pour créer un modèle de prototype de robot en plastique. Une conception bien pensée garantit que le prototype reflète vraiment les performances et l'apparence du robot final.
Étapes de conception clés
- 3D Création du modèle: Utiliser un logiciel de CAO professionnel (comme SolidWorks ou AutoCAD) Pour construire un modèle 3D détaillé. Le modèle doit montrer avec précision la taille du robot, forme, mécanismes internes (Comme des engrenages et des moteurs), et disposition des composants électroniques. Par exemple, Un petit prototype de robot de nettoyage a nécessité un modèle 3D avec une précision dimensionnelle de 0,03 mm pour s'adapter à un moteur de 12 V et à une batterie de 500 mAh à l'intérieur de son corps de 15x15x8 cm.
- Considérations de scénarios d'application: Pensez à la façon dont le robot sera utilisé. Pour un robot industriel qui soulève des charges de 5 kg, Le modèle 3D doit inclure des structures de bras renforcées. Pour un robot de ménage qui se déplace sur les tapis, Le modèle doit tenir compte de la traction des roues et de la vitesse de mouvement (Par exemple, 0.5MS).
Cas: Une entreprise de robotique a conçu un prototype de robot de livraison. Pendant la phase de modélisation 3D, Ils considéraient le besoin du robot de naviguer dans les couloirs étroits (Ils ont donc gardé sa largeur sous 60 cm) et transporter des packages de 2 kg (Alors ils ont ajouté une base renforcée). Le modèle 3D final a assuré que le prototype pouvait gérer les tâches de livraison du monde réel.
2. Sélection et préparation des matériaux: Choisissez le bon plastique
Sélectionner le bon plastique et le préparer correctement est essentiel pour un durable et fonctionnel modèle de prototype de robot en plastique. Différentes pièces de robot ont besoin de matériaux avec des propriétés spécifiques.
Matériaux communs pour les modèles de prototypes de robot en plastique
Nom de matériel | Propriétés clés | Meilleur pour les pièces de robot | Facilité d'usinage | Coût (Par kg) |
Abs (Acrylonitrile-butadiène-styrène) | Bonne transparence, facile à traiter, Résistance à l'impact modéré | Coquilles extérieures, cadres corporels (Par exemple, Nettoyage des bobines) | Haut | \(18- )28 |
PC (Polycarbonate) | Résistance à l'impact élevé, résistant à la chaleur (jusqu'à 130 ° C), rigide | Parties du bras, couvertures de moteur (Par exemple, Armes du robot industriel) | Moyen | \(25- )35 |
PMMA (Acrylique) | 92% transmission légère, résistant aux rayures | Pièces transparentes (Par exemple, couvertures de caméras robot, Afficher les fenêtres) | Moyen | \(22- )32 |
Pp (Polypropylène) | À l'usure, acide / alcali, flexible | Roues, joints en mouvement (Par exemple, roues de robot ménagers) | Haut | \(15- )25 |
Nylon | Résistance à la traction élevée, à l'usure, flexible | Engrenages, ceintures (Par exemple, Robot Brass Gears) | Faible | \(35- )45 |
Pom (Polyoxyméthylène) | Excellente stabilité dimensionnelle, frottement faible | Pièces de précision (Par exemple, supports de capteur, petit engrenage) | Moyen | \(30- )40 |
Conseils de préparation des matériaux
- Coupe: Coupez les feuilles / tiges en plastique cru à une taille légèrement plus grande que la pièce prototype (Par exemple, Ajouter 5 mm à chaque dimension) laisser de la place à l'usinage.
- Traitement thermique: Pour des matériaux comme PC, les chauffer à 80 ° C pour 1 heure pour réduire le stress interne - cela empêche le prototype de déformer après l'usinage.
3. Méthodes de fabrication de base: Donner vie au prototype
Il existe trois principales façons de faire un modèle de prototype de robot en plastique, chacun adapté à différents besoins (vitesse, quantité, complexité).
Comparaison des méthodes de fabrication
Méthode | Comment ça marche | Mieux pour | Délai de mise en œuvre | Coût par prototype |
Usinage CNC | Les outils contrôlés par ordinateur coupent du plastique en forme. | Prototypes de haute précision (Par exemple, bras robot avec une précision de 0,01 mm) | 2–4 jours | \(80- )300 |
3D Impression | Lumière ultraviolette guérir la couche de résine liquide. | Rapide, prototypes complexes (Par exemple, robot avec canaux internes complexes) | 1–2 jours | \(50- )200 |
Moulage en silicone | Un moule en silicone est fabriqué à partir d'un échantillon d'origine pour la copie par lots. | Prototypes de petit groupe (5–50 unités, Par exemple, essai de roues robot) | 3–5 jours | \(30- )120 |
Exemple: Une équipe avait besoin 10 Prototypes de la boîte de vitesses d'un robot. Ils ont d'abord fabriqué une boîte de vitesses de Pom Machined CNC (pour une haute précision), puis en a créé un moule en silicone. Le moule produit 10 Boîtes de vitesses identiques dans 4 Jours - Coster 35% moins que faire 10 Prototypes CNC séparés.
4. Assemblage et test: Assurer la fonctionnalité
L'assemblage et les tests transforment les pièces individuelles en fonction modèle de prototype de robot en plastique Et vérifiez s'il répond aux objectifs de conception.
Étapes d'assemblage
- Assemblage de précision: Utilisez des outils comme les étriers pour s'assurer que les pièces s'adaptent correctement. Pour un bras de robot, Les pièces conjointes doivent s'aligner dans ± 0,02 mm pour se déplacer en douceur.
- Intégration des composants: Installer des pièces électroniques (moteurs, capteurs, batteurs) soigneusement. Pour un robot avec une caméra, La lentille de la caméra doit être alignée sur l'ouverture de «l'œil» du robot pour capturer des images claires.
Types de test
Type de test | Que vérifier | Exemple |
Tests de performance sportive | Vitesse de mouvement, éventail, stabilité | Un robot de livraison doit se déplacer à 0,8 m / s et tourner à 360 ° sans basculer. |
Test de système électrique | Durée de vie de la batterie, précision du capteur, fonction moteur | La batterie d'un robot de nettoyage devrait durer 2 heures, et son capteur de saleté devrait détecter des particules aussi petites que 0,1 mm. |
Tests de charge | Combien de poids le robot peut transporter / soulever | Un bras de robot industriel devrait soulever 5 kg sans se pencher. |
Cas: Un prototype d'un robot compagnon ménage. Sa vitesse de mouvement était de 0,6 m / s (Réunion de la gamme de conception de 0,5 à 0,7 m / s), sa batterie a duré 2.5 heures (dépassant l'objectif de 2 heures), Et son capteur tactile a correctement répondu à 98% de robinets - Confirmer qu'il était prêt pour une plus grande optimisation.
5. Traitement de surface et post-traitement: Améliorer l'apparence et la durabilité
Le traitement en surface et le post-traitement font le modèle de prototype de robot en plastique avoir l'air professionnel et durer plus longtemps.
Options de traitement de surface
- Peinture: Utilisez de la peinture de qualité robot pour correspondre à la couleur du produit final. Un prototype de robot médical a été peint blanc (pour répondre aux normes d'hygiène de l'hôpital) avec des accents bleus (pour la reconnaissance de la marque).
- Placage: Ajouter un mince revêtement en métal (Par exemple, nickel) à des parties comme les «mains» du robot pour améliorer la résistance à l'usure.
- Anodisation: Pour les pièces composites en aluminium en aluminium (Par exemple, cadres de robot), L'anodisation ajoute une couche protectrice qui résiste aux rayures.
Étapes de post-traitement
- Débarquant: Utilisez du papier de verre à 400 grains pour lisser les marques d'outils sur le corps du robot - cela empêche les rayures sur les mains des utilisateurs.
- Polissage et pulvérisation d'huile: Pièces transparentes polonaises (Comme des couvertures de caméra PMMA) pour les rendre clairs, puis vaporisez de l'huile sur la coquille extérieure pour ajouter une finition mate ou brillante. Pour un prototype de robot jouet, La pulvérisation d'huile lui a donné une texture mate douce que les enfants aimaient.
6. Inspection et expédition de la qualité: Livrer un prototype fiable
Les dernières étapes garantissent modèle de prototype de robot en plastique répond aux normes et arrive en toute sécurité au client.
Liste de contrôle d'inspection de la qualité
- Précision dimensionnelle: Utilisez une machine à mesurer de coordonnées (Cmm) Pour vérifier si les pièces correspondent au modèle 3D. La longueur d'un bras de robot doit être de 30 cm ± 0,03 mm.
- Chèque d'apparence: Chercher des fissures, copeaux de peinture, ou surfaces inégales. La coque extérieure ne doit pas avoir de marques d'outils visibles.
- Rétestation fonctionnelle: Exécutez un test rapide pour s'assurer que le robot fonctionne toujours après le traitement de surface. Par exemple, Vérifiez si le robot peut se déplacer et ses capteurs fonctionnent toujours.
Conseils d'emballage et d'expédition
- Emballage sûr: Utilisez des inserts en mousse pour maintenir le prototype en place et les boîtes en carton à double paroi pour le protéger. Pour un robot délicat avec des capteurs, Ajouter des sacs antistatiques pour éviter les dommages électriques.
- Sélection logistique: Choisissez un fournisseur de logistique avec une expérience d'expédition d'articles fragiles (Par exemple, DHL, Hauts). Pour les clients internationaux, Inclure une étiquette «prototype uniquement» pour éviter les retards de douane.
Perspective de la technologie YIGU sur les modèles de prototypes de robots en plastique
À la technologie Yigu, Nous savons créer un modèle de prototype de robot en plastique nécessite d'équilibrer la précision et la fonctionnalité. De nombreux clients ont du mal à choisir des matériaux pour le déplacement des pièces ou à atteindre une grande précision dans des structures complexes. Notre solution: Nous offrons des conseils de matériaux sur mesure (Par exemple, Nylon pour les engrenages, PC pour les bras à stress élevé) et utilisez l'usinage CNC pour les pièces de précision plus le moulage en silicone pour les petits lots - réduisant les délais de plomb par 25%. Notre équipe effectue également une charge stricte et des tests électriques, Assurer les prototypes à atteindre les objectifs de conception. Nous aidons les marques de robotique à transformer rapidement des idées innovantes en prototypes testables.
FAQ
- Q: Quel matériel convient le mieux aux roues en mouvement d'un robot?
UN: Pp (Polypropylène) est idéal. Il est résistant à l'usure (Donc les roues durent plus longtemps), flexible (Ainsi, il peut gérer les surfaces cahoteuses), et facile à machine - parfait pour les roues robots qui se déplacent sur les planchers ou les tapis.
- Q: Combien de temps faut-il pour faire un modèle de prototype de robot en plastique?
UN: Cela dépend de la méthode et de la complexité. Un prototype de robot de nettoyage simple-Machage CNC prend 3 à 5 jours. Un prototype de robot industriel complexe imprimé en 3D prend 4 à 7 jours. Le traitement et les tests de surface ajoutent 1 à 2 jours.
- Q: L'impression 3D peut être utilisée pour un prototype de robot qui doit soulever des charges lourdes?
UN: Ce n'est pas recommandé. La plupart des résines d'impression 3D ont une faible résistance à la traction (Je ne peux pas gérer les charges lourdes). Pour les pièces porteuses (comme des armes de robot), Utiliser le PC ou le nylon de CNC - ces matériaux sont suffisamment forts pour soulever 5 kg ou plus.