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Neues Metallglas könnte anmutige NASA-Rover schaffen

Neues Metallglas könnte anmutige NASA-Rover schaffen

So viel Effizienz eines Roboters liegt in seinen Zahnrädern. Für spezielle Anforderungen wie das Sammeln von Bodenproben auf einem anderen Planeten können Zahnräder den Erfolg eines Roboters beeinflussen oder beeinträchtigen.

Das Jet Propulsion Laboratory der NASA berichtete kürzlich, dass es an einer neuen Glasart arbeitet, um seinen Robotern zu helfen. Insbesondere würde das neue Glas Rovers helfen, Eisplaneten zu erkunden. Bulk Metallic Glass (BMG) könnte dazu beitragen, dass die NASA Energie, Zeit und Geld für warme Schmiermittel für diese Rover spart.

"Die Möglichkeit, Getriebe bei niedrigen Temperaturen von eisigen Monden wie Europa zu betreiben, ist ein potenzieller Wegbereiter für Wissenschaftler", sagte der NASA-Programmmanager R. Peter Dillon.

BMGs sind keine neue Entdeckung. Sie wurden ursprünglich in den 1960er Jahren bei Caltech entwickelt. Metallische Brillen wurden sowohl wegen ihrer Festigkeit als auch wegen ihrer Elastizität in allen Bereichen eingesetzt, von Golfschlägern bis hin zu Mobiltelefonen. Wissenschaftler haben jedoch Schwierigkeiten, sie in Roboter und Rover einzubauen.

"Obwohl BMGs schon lange erforscht sind, hat es sich als schwierig erwiesen, zu verstehen, wie sie entworfen und in strukturelle Hardware implementiert werden können", sagte der NASA-Technologe Douglas Hofmann.

"Unser Team von Forschern und Ingenieuren bei JPL hat in Zusammenarbeit mit Gruppen bei Caltech und UC San Diego BMGs endlich den erforderlichen Tests unterzogen, um ihre potenziellen Vorteile für NASA-Raumfahrzeuge zu demonstrieren. Diese Materialien können uns möglicherweise Lösungen für die Mobilität in anbieten raue Umgebungen, wie auf Jupiters Mond Europa. "

BMGs fielen mit ihren niedrigen Schmelztemperaturen dem Weltraumprogramm auf. Sie werden mit Spritzgusstechnologie gegossen, genau wie moderne Kunststoffhersteller bei der Massenproduktion. BMGs haben eine hohe Kältebeständigkeit. Sie werden nicht spröde wie Kunststoffe oder andere dünnere Metalle. Diese Qualität ermöglicht es BMG-Zahnrädern, unter den kältesten Umständen zu arbeiten.

Insbesondere plant die NASA die Verwendung der BMGs in Dehnungswellenrädern. Diese Zahnräder sind in fast allen teuren Robotern zu finden und enthalten einen flexiblen Metallring. BMG-Versionen dieser Zahnräder würden eine bessere Leistung als derzeitige Alternativen erzielen, wenn sie zu einem Bruchteil der Kosten hergestellt würden.

Die neuesten Forschungsergebnisse zeigen, dass die Zahnräder ein starkes Drehmoment und ein einfaches Drehen bieten. Sie brauchten kein Schmiermittel, auch nicht bei -200 Grad Celsius.

BGMs haben eine nichtkristalline Mikrostruktur. Wenn sie nach dem Schmelzen schnell abgekühlt werden (1.000 Grad Celsius pro Sekunde), bleibt ihre "verflüssigte" Atomstruktur erhalten. Durch diese schnelle Abkühlung kann es wie Glas mit Wärme geformt und geblasen werden.

[Mit freundlicher Genehmigung von Wikipedia]

Die Entwicklung der NASA dient als Lackmustest für BMGs in der Robotik insgesamt. Sollte die NASA BMGs erfolgreich auf ihre Rover anwenden, könnten BMGs zum Standard für die Robotik werden. Die Massenproduktion von Metallglasteilen könnte die Robotikindustrie revolutionieren und kostengünstige, aber langlebige Teile für wichtige Roboter schaffen.

"Dies gilt insbesondere für humanoide Roboter, bei denen Zahnräder in den Gelenken sehr teuer sein können, aber erforderlich sind, um ein Zittern der Arme zu verhindern", sagte Hoffman. "Die Leistung bei niedrigen Temperaturen für JPL-Raumfahrzeuge und Rover scheint ein glücklicher zusätzlicher Vorteil zu sein."

Die Papiere wurden in zwei Papieren veröffentlicht. Du findest sie in Fortgeschrittene technische Materialien und Wissenschaftliche Berichte. Weitere Informationen und Entwicklungen finden Sie auf der Website der NASA Jet Propulsion Labs.

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