Перейти к содержимому

Из мастерской · проектирование и производство

Корпус для битвы роботов: Beetleweight из СВМПЭ 1000

Готовим корпус для соревнований по битве роботов в категории 1,5 кг. Выбранный материал — сверхвысокомолекулярный полиэтилен, а способ изготовления — фрезеровка.

В таком проекте важна каждая деталь: корпус должен оставлять место для оборудования и креплений, укладываться в общий бюджет массы и выдерживать механические нагрузки.

Обсудить корпус или деталь ↗
Фрезерованный корпус робота Beetleweight из СВМПЭ 1000 с внутренними перегородками
Корпус на этапе изготовления. На фото видны внутренняя компоновка, перегородки и отверстия. Нажмите, чтобы рассмотреть деталь.

Задача проекта

1,5 кг — на весь робот

Beetleweight — весовая категория небольших боевых роботов. В нашем проекте лимит составляет 1,5 кг для всего собранного робота: корпуса, приводов, электроники, аккумулятора и остальных компонентов. Поэтому выбор материала связан не только с прочностью, но и с компоновкой.

Фрезеровка позволяет получить корпус из заготовки, сформировать внутренние полости и оставить материал там, где нужны стенки, перегородки и опоры. Это не набор напечатанных слоёв: геометрия создаётся удалением материала из исходной заготовки.

Материал

Что такое СВМПЭ 1000

СВМПЭ — сверхвысокомолекулярный полиэтилен. В технической документации встречаются обозначения PE-UHMW, UHMW-PE и PE 1000. Это термопласт с очень длинными молекулярными цепями, благодаря которым материал отличается высокой ударной вязкостью и стойкостью к износу.

Обозначение «1000» относится к семейству материала, а не к обещанию выдержать определённую нагрузку. Свойства конкретной заготовки зависят от марки и производителя.

Небольшая плотность

Ориентир для натурального PE 1000 — около 0,93 г/см³. Это помогает экономить массу корпуса и оставлять её для других узлов робота.

Точный вес готовой детали определяется объёмом оставленного материала. Окончательную массу проверяют взвешиванием после обработки.

Почему используем его для корпуса

Ударная вязкость

СВМПЭ способен деформироваться и поглощать часть энергии удара, сопротивляясь хрупкому разрушению. Для корпуса, который может столкнуться с другим роботом или ограждением, это полезное свойство.

Износостойкость

Материал хорошо сопротивляется истиранию. Это важно для поверхностей, которые соприкасаются с другими деталями или площадкой. Низкое трение также может быть полезно в направляющих и контактных элементах конструкции.

Обработка под нужную геометрию

Фрезеровкой можно совместить наружную форму, полости и посадочные места в одной детали. При проектировании учитываем доступ инструмента и реальные возможности обработки заготовки.

Практичный инженерный пластик

СВМПЭ слабо впитывает воду и устойчив ко многим химическим средам. Для этого корпуса главное — сочетание небольшой плотности, вязкости и возможности механической обработки, а не универсальность «на все случаи».

Где материал требует внимания

Ударная вязкость не означает, что корпус невозможно повредить. СВМПЭ мягче и менее жёсток, чем металлы: стенки могут прогибаться, а под длительной нагрузкой возможна ползучесть. Это учитывают в толщине стенок, расположении опор и креплений.

Полиэтилен заметно расширяется при нагреве. Посадочные места и соседство с нагревающимися узлами нужно продумывать заранее. Допустимые условия работы проверяют по паспорту конкретного материала.

К СВМПЭ сложно надёжно приклеивать другие материалы из-за низкой поверхностной энергии. Если соединение несёт нагрузку, конструкцию крепления стоит рассматривать отдельно, а не рассчитывать на обычный клей.

На этой странице показываем изготовление корпуса. Результаты испытаний и выступлений добавим по мере появления подтверждённых материалов.

От задачи до изготовленной детали

  1. Компоновка. Определяем назначение корпуса, ограничения по массе, расположение оборудования и точки крепления.
  2. Проектирование. Создаём CAD-модель и согласуем геометрию. Если нужно повторить существующий узел, можем использовать обмеры или 3D-сканирование.
  3. Подготовка производства. Учитываем свойства заготовки, инструмент и доступ к обрабатываемым поверхностям.
  4. Фрезеровка и проверка. Изготавливаем деталь и проверяем её соответствие модели и сопряжение с другими узлами.

Такой подход полезен не только для соревнований: по той же логике можно разрабатывать корпуса прототипов, направляющие, защитные элементы и другую оснастку. Технологию выбираем под конкретную задачу.

Быстро3Д · ПриТЯГАтельный Завод

Инженерия, которую можно увидеть вживую

Работаем на площадке ПриТЯГАтельного Завода СПКБ в Подольске. Здесь идеи проходят путь от модели до настоящего изделия, а проекты для соревнований становятся поводом поговорить о материалах и производстве.

Будем рады видеть вас в гостях: покажем нашу работу и согласуем экскурсию по доступным локациям предприятия. Свяжитесь с нами заранее, чтобы обсудить задачу и время визита.

Экосистема ПриТЯГАтельного Завода ↗
Евгений Мацевитый в мастерской

Евгений Мацевитый

Основатель направления
Быстро3Д — студия прототипирования

Написать в Telegram ↗
© Быстро3Д — студия прототипирования · Подольск, ул. Бронницкая, дом 5