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材料

材料是机械结构中极为核心的一环,它承担着受力、强度、弹性等各项需求以满足整车设计预期。我们在此将材料暂且笼统地区分为两大块:金属非金属

辨别「金属」与「非金属」

通常采用以下几个定义来对两者进行区分:

比较类型 金属 非金属
通常定义 坚硬、有光泽、不透明和致密的物质 易弯折、易碎的物质
通常典型 铝、钛 橡胶、PVC
密度 相对较高 相对较低
传导性能 热和电的良导体 热和电的不良导体

金属

何为「金属」?

金属是一种具有光泽(对可见光强烈反射)、富有延展性、容易导电、传热等性质的物质。元素周期表中超过四分之三的化学元素都属于金属,其中较为一般人所知的有金、银、铜、铁、铝、锡、铅、锌、钠、钙等。在一大气压及25摄氏度的常温下,只有汞不是固体,而是呈现液态,其他金属都是固体。大部分金属元素的单质为银白色至银灰色。1

非金属

常用材料特点

  1. ABS:

    ABS 是 Acrylonitrile Butadiene Styrene 的首字母缩写,是指丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子结构材料。

  2. PLA:

    PLA 即聚乳酸,是人们最常用的 3D 打印材料。PLA 由自然产品例如玉米淀粉制成的生物降解和生物活性热塑性聚酯电容器,使它相比其他塑料更环保。 PLA 可用于不需要承受高压的零件、原型和产品。 PLA 的相容性、可降解性、机械性能和物理性能良好,适用于吹塑、热塑等各种加工方法,加工方便,应用十分广泛。

  3. PVC:

    PVC 原料是聚氯乙烯,具有良好的化学稳定性,耐腐蚀性,硬度大,强度大,强度高,防紫外线(耐老化),耐火阻燃(具有自熄性),绝缘性能可靠,表面光洁平整,不吸水,不变形,易加工,环保 PVC 板材无定形料,吸湿小。

  4. PC:

    PC 是兼备完美韧性及实用性的塑料材料,拥有重量轻、透明度高、抗冲性能好、尺寸稳定性好、耐候、电气绝缘特性佳及易于塑造的特性。

  5. 亚克力:

    亚克力是一种高分子结构的有机物,组合非常稳定。亚克力的抗压能力很强,不像玻璃那样脆性,亦有很好的韧性。

碳纤维

碳纤维具有高硬度,高强度,重量轻,高耐化学性,耐高温和低热膨胀的极佳特征,在各支强队中每年均有应用。

其场上应用场景包括但不限于:

  • 2022 赛季 254 The Cheesy Poofs:intake 滚轮支撑器;

  • 2023 赛季 1678 Citrus Circuit:Endgame 阶段压队友底盘翻上 charge station 双杆;

  • 2023 赛季 971 Spartan Robotics:两段式摇臂结构;

  • 2023 赛季 6940 Violet Z:气动摇臂大角度转动与车体架构连接器;

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参考资料与注释