Guide des matériaux

Dans FTC ®, les équipes sont libres de choisir les matières premières qu’elles souhaitent utiliser. Toutefois, il existe des recommandations importantes concernant l’utilisation des matériaux.

Les matières premières courantes peuvent être trouvées dans votre quincaillerie locale. McMaster-Carr et OnlineMetals sont deux vendeurs en ligne fréquemment utilisés. Vous trouverez d’autres fournisseurs dans l’annexe.

Voici les matériaux recommandés, classés par ordre d’importance.

Métaux

Aluminium

Divers articles en aluminium, notamment des extrusions, des tubes, des tôles plates, des profilés et des glissières de tiroir.

  • Matériau de haute résistance et de densité moyenne à élevée. Convient à presque toutes les applications ; recommandé pour les applications porteuses.

  • L’aluminium se présente sous forme de profilé, extrusion, plat, angle, feuille/plaque, et est utilisé dans certaines glissières de tiroirs.

Le profilé en aluminium est utilisé dans de nombreux kits de construction et est très populaire parmi les équipes de différents niveaux. Le profilé est solide, mais relativement léger, et offre de nombreuses options de montage pour les équipes.

15 mm extrusion est compatible avec le matériel M3, ce qui permet aux équipes de glisser les boulons à l’endroit souhaité. REV et MiSUMI proposent des extrusion de 15 mm. REV extrusion n’est pas aussi performant sur le plan structurel, mais il est plus léger que MiSUMI extrusion. MiSUMI est plus résistant à la flexion et/ou à la torsion sous charge. Le REV et le MiSUMI extrusion sont tous deux vendus en vrac, et le MiSUMI peut être coupé au demi-millimètre près. N’oubliez pas qu’une grande quantité de extrusion peut rapidement peser lourd.

Définition

Rigidité torsionnelle

La rigidité torsionnelle fait référence à la difficulté de tordre un objet sous l’effet d’un couple appliqué. Cela concerne principalement l”extrusion, car il est plus facile de tordre une extrusion qu’un profilé ou une pièce angulaire, par exemple.

La rigidité en torsion a des conséquences particulièrement importantes dans la construction des châssis, car le châssis est le dernier mécanisme de votre robot qui doit fléchir ou se plier lorsqu’un poids ou une force lui est appliqué.

MiSUMI et 8020 proposent également des extrusions en aluminium dans d’autres dimensions, telles que 20 mm et 1 ». Les extrusions de 20 mm peuvent être un bon choix si vous avez besoin d’un cadre plus solide que celui fourni par les extrusions de 15 mm. Notez que vous devrez alors acheter des écrous spéciaux, car l’extrusion extrusion de 20 mm n’est pas compatible avec les écrous M3. L’extrusion de 1 » est régulièrement utilisée comme système de construction principal en FRC, mais elle est certainement excessive pour le FTC.

L’aluminium plat et l’aluminium angulaire sont largement disponibles dans les quincailleries. Dans certaines applications, telles que l’adaptation de différents systèmes de construction, il est possible de percer des plaques d’adaptation personnalisées pour monter des mécanismes sur le groupe motopropulseur. La cornière en aluminium est également une pièce de support structurel très solide qui prend relativement peu de place et qui peut s’adapter à n’importe quel système de construction. Nous suggérons d’utiliser de l’aluminium de 1/8 » au maximum pour les applications de transmission ou de montage, et de l’aluminium de 1/16 » pour les situations de faible charge.

Les glissières de tiroir en aluminium, souvent équipées de roulements à billes, sont recommandées par rapport aux glissières de tiroir en acier en raison du gain de poids. Pour plus d’informations, consultez la section Mouvement linéaire.

La tôle d’aluminium est généralement utilisée pour les plaques de transmission sur les transmissions personnalisées. L’épaisseur recommandée est de 1/8 » ou 3/16 ». Comme il s’agit d’une plaque, la tôle d’aluminium se pliera si elle n’est pas correctement soutenue par vis de pression ou profilés. Ne chargez la tôle que dans le plan où elle se trouve (si la tôle est verticale, ne la chargez que verticalement ; ne la chargez pas horizontalement). Toutefois, certaines applications peuvent bénéficier d’une légère flexion à des fins d’ajustement - dans ces cas-là, faites preuve de discernement et testez par vous-même !

Acier

  • L’acier est inutilement lourd pour une structure FTC. L’aluminium offre une grande résistance pour une fraction du poids et ne nécessite pas de soudure.

  • Les utilisations appropriées de l’acier dans les FTC sont les arbres (la plupart sont fabriqués en acier inoxydable rectifié avec précision) et les boîtes de vitesses.

  • Les glissières de tiroir en acier peuvent être utilisées, mais les glissières en aluminium sont fortement recommandées.

Plastiques

Lexan

Diverses plaques en polycarbonate, dont une avec un coude à 90 degrés

  • Le polycarbonate, plus connu sous le nom de marque Lexan, est un matériau qui convient parfaitement à des applications telles que les plaques de transmission ou les collecteurs d’admission.

  • Lexan peut supporter des charges et est très résistant aux chocs.

  • Le Lexan est couramment utilisé dans les mécanismes d’admission et de dépôt, car il est transparent et permet à l’équipe de conduite de voir à l’intérieur de l’admission elle-même, ce qui est un avantage par rapport au bois.

  • Du Lexan épais peut être utilisé pour les plaques de transmission, bien que cela ne soit pas recommandé pour les équipes inexpérimentées.

Note

Le Lexan est l’un des matériaux les plus chers au mètre carré. Assurez-vous donc d’avoir bien planifié ce que vous allez découper avant de le faire.

Le Lexan fin peut être plié à l’aide d’un frein à métaux ou d’une cintreuse de feuilles. Il est recommandé aux équipes d’utiliser des cintrages plutôt que des assemblages par boulons - le cintrage tend à être beaucoup plus solide que le boulonnage, car la pièce reste d’un seul tenant. S’il n’est pas possible d’utiliser une cintreuse, il est possible d’utiliser un pistolet thermique ou des brûleurs de camping pour chauffer le Lexan afin de le plier. Cette méthode n’est pas recommandée car elle peut provoquer des blessures et des bulles si le Lexan est surchauffé. Une autre solution consiste à plier à froid, c’est-à-dire à plier le long d’un bord droit sans appliquer de chaleur, ce qui peut fonctionner pour les feuilles plus fines.

ABS

Diverses plaques ABS

  • L’ABS est un plastique dur à faible frottement qui peut être facilement usiné.

  • La feuille ABS peut être utilisée pour les panneaux latéraux, les rampes et même les plaques de transmission.

  • Il n’est pas aussi résistant que le Delrin, mais il l’est suffisamment pour la plupart des usages.

  • L’ABS est moins cher que le Lexan et le Delrin.

  • L’ABS peut être usiné à l’aide d’outils manuels ou CNC. Les feuilles d’ABS peuvent également être pliées à l’aide d’une cintreuse (recommandée) ou d’un pistolet thermique.

  • Les feuilles d’ABS minces (1/16 de pouce) peuvent également être coupées à l’aide d’une cisaille.

Delrin

Diverses pièces en acétal/Delrin, y compris des plaques et trois pignons

  • L’acétal, également connu sous le nom de marque Delrin, est un plastique résistant à faible frottement. C’est un plastique couramment utilisé pour les roues, les engrenages en plastique et les pignons (en particulier dans le système REV).

  • Il s’agit d’un plastique durable et solide qui ne se fissure pas facilement. Le Delrin peut être utilisé pour les plaques de transmission (épaisseur de 1/4 » ou 3/16 »), mais les plaques de Delrin sont également assez chères.

  • Le Delrin peut être usiné de diverses manières, notamment par découpe laser, routage CNC et sculpture manuelle. Cependant, le cintrage du Delrin est beaucoup plus difficile que celui du Lexan ou de l’ABS.

HDPE

Diverses plaques HDPE

  • Le PEHD polyéthylène haute densité se présente généralement sous la forme de feuilles et de plaques opaques blanches ou noires.

  • Le PEHD est une alternative moins coûteuse qui présente des caractéristiques de faible friction similaires à celles du Delrin et une flexibilité/structure proche de celle du polycarbonate.

  • Le HDPE se travaille facilement à la main comme à la machine-outil. Cependant, il brûle dans une découpeuse laser, donc ne pas découper le HDPE au laser.

Chlorure de polyvinyle (PVC)

  • Le PVC est un plastique léger courant que l’on trouve dans toutes les quincailleries.

  • Le PVC est le plus souvent vendu sous forme de tuyaux, bien qu’il existe des feuilles de PVC.

  • Les équipes de FTC utilisent généralement du PVC pour personnaliser les rouleaux d’admission, en particulier pour les tubulures chirurgicales. En raison de la souplesse du plastique, il est très facile de le percer, de sorte que les équipes fixent souvent le tube chirurgical à un tuyau en PVC. Le rouleau en PVC est ensuite fixé au moteur d’admission.

  • Le PVC étant bon marché, les équipes peuvent facilement expérimenter différentes configurations de mécanismes.

  • Les tuyaux en PVC sont parfois utilisés pour le passage des câbles, car ils sont disponibles en différents diamètres et peuvent être facilement montés.

  • La feuille de PVC peut être achetée ou fabriquée en coupant verticalement le long du tuyau de manière à ce que le profil ressemble à un C. Cuire au four. La feuille de PVC est souple mais solide, ce qui en fait une bonne option pour les butées arrière ou la personnalisation des connecteurs qui nécessitent une certaine flexibilité.

Acrylique

Avertissement

L’acrylique n’est pas un matériau porteur. Il se fissure et peut même se briser en cas d’impact.

Ne l’utilisez en aucun cas sur les transmissions !

  • L’acrylique est un thermoplastique transparent communément appelé plexiglas.

  • L’acrylique n’étant pas un matériau structurel, il ne doit être utilisé que dans des mécanismes où il n’y a pas de risque de choc.

  • Il peut être utilisé à des fins esthétiques ou comme bouclier (pour protéger les éléments du jeu de la chute dans le robot ou de l’enchevêtrement des fils par d’autres robots, etc.)

  • L’acrylique est considéré comme du carton transparent : il ne peut pas être chargé et ne doit être utilisé que dans des circonstances très spécifiques.

Autres

Contreplaqué et MDF

  • Il s’agit d’un matériau de résistance moyenne à élevée qui convient à une grande variété d’applications. N’oubliez pas que le bois ne doit pas être exposé à l’eau ou à une humidité excessive, car le bois destiné à être utilisé en FTC n’est pas traité et peut se déformer ou se dilater. N’essayez pas d’utiliser du bois découpé au laser pour une chaîne cinématique. Ceci est particulièrement important si vous vivez dans une région humide comme la Floride - la dilatation du bois peut complètement ruiner une transmission personnalisée.

  • Le bouleau baltique est le contreplaqué de la plus haute qualité, utilisé dans les applications commerciales et l’ameublement. Il contient plus de 8 couches (en général), est extrêmement dense et est recommandé pour les applications ou les structures à forte charge. Il s’agit d’un matériau assez coûteux, c’est pourquoi il convient d’établir un prototype et de planifier soigneusement la découpe.

  • Le contreplaqué n’est pas recommandé pour les itérations finales, mais il peut constituer un matériau de prototypage bon marché. Il ne supporte pas particulièrement bien les charges et peut se déformer assez rapidement.

  • Le MDF est généralement déconseillé car il existe de meilleures options et il absorbe facilement l’eau.

Fibre de carbone

Danger

L’usinage de la fibre de carbone, comme toute substance fibreuse, présente un risque important pour la sécurité ! La poussière de fibre de carbone, en particulier, peut provoquer un cancer et est incroyablement dangereuse. NE PAS USINER/COUPER la fibre de carbone à moins de savoir ce que l’on fait. Si vous le faites, veillez à utiliser des machines conçues pour couper la fibre de carbone ou à couper dans un endroit bien ventilé, avec une protection respiratoire suffisante et de l’eau courante sur la fibre de carbone.

  • La fibre de carbone est l’un des matériaux les plus résistants pour le FTC. Pour la plupart des équipes, elle est totalement surdimensionnée, mais elle peut être utilisée dans certaines applications spécifiques.

    • Les tiges en fibre de carbone sont utilisées dans les extensions de glissières linéaires ou les bras multi-axes personnalisés.

  • C’est probablement le matériau le plus cher à l’achat.

Carton

Veuillez ne pas utiliser le carton comme matériau porteur. Nous avons vu trop d’équipes utiliser le carton de manière inappropriée. Traitez le carton comme une feuille de papier : il n’a aucune rigidité structurelle et ne doit être utilisé que comme guide pour diriger les pièces de A à B.