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Production d’un bras robotisé 30% plus léger et meilleur marché

Mettre au point un bras robotisé plus léger et moins coûteux mais au moins aussi performant, telle était la question posée par Space Applications Services à Sirris, qui a optimalisé avec succès deux composants de l’exosquelette de bras.

Défi | Exosquelette de bras articulé plus léger et plus économique

Space Applications Services développe des solutions et des systèmes innovants pour le secteur aérospatial. L’entreprise établie à Zaventem contribue à la préparation de missions spatiales et à la formation des astronautes. Son portefeuille comprend des systèmes d’interaction évolués homme/machine et notamment un bras robotisé frappant l’imagination. Conjointement avec Sirris, Space Applications Services a étudié comment alléger ce bras robotisé ou « exosquelette de bras », en préservant ses performances. En même temps, l’entreprise voulait réduire les coûts de fabrication.

Solution | Évaluation des matériaux et mécanismes

Après analyse approfondie du système, deux composants ont été entièrement repensés. L’un était le coude assurant les mouvements de rotation. Space Applications Services a évalué les charges et les efforts potentiels après quoi Sirris a effectué des simulations par éléments finis et réalisé une optimisation topologique. Différents matériaux ont été évalués pour trouver le meilleur compromis entre rigidité, performances et poids.

Le deuxième élément étudié par Sirris était le dispositif coulissant permettant aux opérateurs de fixer le système robotisé à leur bras. Afin d’optimaliser les dimensions et les assemblages des éléments, Sirris a étudié les tensions et déformations maximales ainsi que de nouveaux matériaux.

Résultat | Fabrication de pointe

Pour l’élément du coude du bras robotisé, la meilleure solution semblait être un matériau sandwich constitué d’une tôle d’aluminium cintrée avec une âme 3D en polyamide fritté, obtenu par des techniques de fabrication évoluées. Le dispositif coulissant assez complexe a aussi été optimisé mais de manière plus conventionnelle. Les deux innovations ont permis de réduire de 30% le poids et le coût des composants.