Šeštajame ir aštuntajame dešimtmečiuose NASA praleido daug laiko galvodamas apie ar toroidiniai (spurgos formos) degalų bakai buvo tinkamas jo erdvėlaivis. Toroidiniai bakai turi daug galimų pranašumų, palyginti su įprastais sferiniais degalų bakais. Pavyzdžiui, galite tilpti beveik 40 proc. daugiau tūrio toroidinėje talpykloje nei tuo atveju, jei toje pačioje erdvėje naudotumėte kelis sferinius bakus. Ir, ko gero, įdomiausia, kad daiktus (pvz., variklio galinę dalį) galite įkišti per toroidinio bako vidurį, o tai gali žymiai padidinti efektyvumą, jei bakai taip pat galėtų atlaikyti konstrukcines apkrovas.
Dėl gana sudėtingos formos toroidinius bakus pagaminti daug sunkiau nei sferinius. Nors šie tankai gali veikti geriau, NASA paprasčiausiai nebeturi patirties jiems gaminti, nes kiekvienas turi būti konstruotas aukštos kvalifikacijos žmonių rankomis. Tačiau įmonė, pavadinta „Machina Labs“, mano, kad tai gali padaryti su robotais. Ir jų vizija yra visiškai pakeisti tai, kaip gaminame daiktus iš metalo.
Pagrindinė problema, kurią bando išspręsti „Machina Labs“, yra ta, kad jei norite efektyviai gaminti detales iš metalo, tai yra lėtas procesas. Didelėms metalinėms dalims reikia savo individualių štampų, kurie yra labai brangūs vienetiniai gaminiai, kurie yra maždaug tokie nelankstūs, kiek įmanoma, ir tada aplink šias dalis statomos ištisos gamyklos. Tai didžiulė investicija, o tai reiškia, kad nesvarbu, ar rasite kokią nors naują geometriją, techniką, medžiagą, ar rinką, nes jūs turite pateisinti šias milžiniškas išankstines išlaidas pagamindami tiek originalaus daikto, kiek tik galite, slopina greitų ir lanksčių naujovių potencialą.
Kitame spektro gale taip pat labai lėtas ir brangus metalinių dalių gamybos procesas vienu metu rankomis. Prieš kelis šimtus metų tai buvo tik metalinių dalių gamybos būdas: kvalifikuoti metalo apdirbėjai kelis mėnesius naudoja rankinius įrankius gamindami tokius daiktus kaip šarvus ir ginklus. Puikus dalykas, susijęs su ekspertu metalo apdirbimu, yra tai, kad jie gali panaudoti savo įgūdžius ir patirtį kurdami bet ką, iš ko kyla „Machina Labs“ vizija, aiškina generalinis direktorius. Edvardas Meras kuris įkūrė „Machina Labs“ po to, kai praleido laiką „SpaceX“ ir vadovavo 3D spausdinimo komandai Reliatyvumo erdvė.
„Amatininkai gali pasiimti įvairius įrankius ir kūrybiškai juos pritaikyti metalui, kad galėtų atlikti įvairius darbus. Vieną dieną jie gali paimti plaktuką ir iš metalo lakšto suformuoti skydą“, – sako Mehr. „Toliau jie paima tą patį plaktuką ir iš metalinio strypo sukuria kardą. Jie labai lankstūs“.
Metodas, kurį metalo apdirbėjas naudoja metalui formuoti, vadinamas kalimu, kuris išsaugo metalo grūdelių srautą jį apdirbant. Metalo liejimas, štampavimas ar frezavimas (tai visi yra metalinių dalių gamybos automatizavimo būdai) tiesiog nėra tokie tvirti ar patvarūs kaip kaltinės dalys, o tai gali būti svarbus skirtumas tarp (tarkime) daiktų, kurie turi patekti į kosmosą. Bet apie tai šiek tiek daugiau.
Žmonių metalo apdirbėjų problema yra ta, kad pralaidumas yra blogas – žmonės yra lėti, o ypač aukštos kvalifikacijos žmonės neveikia gerai. „Mehr“ ir „Machina Labs“ čia ateina robotai.
„Mes norime automatizuoti ir padidinti mastelį naudodami platformą, vadinamą „robotiniu meistru“. Mūsų pagrindiniai įgalintojai yra robotai, suteikiantys mums žmogaus meistro kinematiką, ir dirbtinis intelektas, suteikiantis mums galimybę kontroliuoti procesą“, – sako Mehr. „Koncepcija yra ta, kad galime atlikti bet kokius procesus, kuriuos gali atlikti žmogaus meistras, ir iš tikrųjų kai kurių, kurių žmonės negali atlikti, nes galime tiksliau pritaikyti daugiau jėgos.
Šis lankstumas, kurį siūlo metalo apdirbimo robotai, taip pat leidžia pagaminti pagal užsakymą pagamintas dalis, kurių būtų nepraktiška gaminti kitu būdu. Tai apima toroidinius (spurgos formos) degalų bakus, į kuriuos NASA atkreipė dėmesį maždaug per pastarąjį pusę amžiaus.
„Machina Labs“ generalinis direktorius Edwardas Mehras (dešinėje) stovi už 15 pėdų toroidinio kuro bako.Machina Labs
„Pagrindinis šių rezervuarų iššūkis yra sudėtinga geometrija“, – sako Mehr. „Prieš šešiasdešimt metų NASA juos formavo su labai kvalifikuotais meistrais, tačiau daugelio jų nebėra. Mehr paaiškina, kad vienintelis būdas gauti tokią geometriją yra štampai, tačiau NASA būtų beveik neįmanoma pateisinti degalų bako štampavimo, kuris būtinai būtų pritaikytas vienam erdvėlaiviui. „Taigi viena iš pagrindinių priežasčių, kodėl nenaudojame toroidinių bakų, yra tai, kad juos tiesiog sunku pagaminti.
„Machina Labs“ dabar gamina toroidinius bakus NASA. Šiuo metu robotai tik formuoja, o tai yra sudėtingiausia dalis. Tada žmonės suvirina dalis. Tačiau nėra jokios priežasties, kodėl robotai negalėtų atlikti viso proceso iki galo ir dar efektyviau. Šiuo metu jie tai daro „žmogišku“ būdu, remdamiesi esamais NASA planais. „Ateityje, – sako Mehras, – iš tikrųjų galime suformuoti šiuos rezervuarus iš vienos ar dviejų dalių. Tai yra kita sritis, kurią tyrinėjame kartu su NASA – kaip dabar galime daryti dalykus kitaip, kai mums nereikia kurti atsižvelgiant į žmogaus ergonomiką?
„Machina Labs“ „amatininkai robotai“ formuoja lakštinį metalą poromis su po vieną robotą kiekvienoje lapo pusėje. Robotai sulygiuoja savo įrankius šiek tiek paslinkę vienas nuo kito su metalu tarp jų taip, kad robotams judant per lakštą, jis pasilenktų tarp įrankių.Machina Labs
Aukščiau esančiame vaizdo įraše matyti, kaip Machinos robotai dirba su 4,572 m (15 pėdų) skersmens tanku, kuris greičiausiai yra skirtas Mėnulyje. „Pagrindinė programa skirta Mėnulio nusileidimams“, – sako Mehr. „Dėl toroidinių bakų transporto priemonės svorio centras nukeliamas žemiau nei būtų su sferiniais arba piliulės formos bakais.
Šie robotai apmokomi dirbti su metalu, kaip šis, visų pirma atliekami naudojant fizikos pagrindu sukurtus modeliavimus, kuriuos Machina sukūrė namuose (esama programinė įranga yra per lėta), o po to atliekamos žmogaus vadovaujamos iteracijos, pagrįstos gautais realaus pasaulio duomenimis. Metalo judėjimą veikiant slėgiui galima gana gerai imituoti, ir nors tikrai vis dar yra atotrūkis (imituoti, kaip roboto įrankis prilimpa prie medžiagos paviršiaus, yra ypač sudėtinga), robotai renka tiek daug empirinių duomenų. duomenų, kad Machina daro didelę pažangą siekdama visiškos autonomijos ir netgi ieško būdų, kaip pagerinti procesą.
Sudėtingų metalinių dalių, kurias gali pagaminti „Machina“ robotai, pavyzdys.Machina Labs
Galiausiai „Machina“ nori naudoti robotus visų rūšių metalinėms detalėms gaminti. Kalbant apie komercinę pusę, jie tiria tokius dalykus kaip automobilio kėbulo plokštės, siūlydami galimybę pakeisti automobilio geometriją, o ne tik spalvą. Reikalavimas, kad šį darbą atliktų keli galingi robotai, reiškia, kad vargu ar roboto formavimas taps toks plačiai paplitęs kaip 3D spausdinimas, tačiau platesnė koncepcija yra ta pati: fizinius objektus paversti programinės įrangos problema, o ne aparatūros problema, kad būtų galima pritaikyti dideliu mastu.
Iš jūsų svetainės straipsnių
Susiję straipsniai visame internete