今夜のABCのBattleBotsのエピソードでPoison Arrowがデビューするので、この「獣」を作成するために使用された材料について学びましょう。
エンジニアはよく、「悪い材料など存在せず、不適切な使用法があるだけだ」と言います。金属、プラスチック、セラミック、複合材など、選択肢が豊富なため、特定の用途で使用する場合は、それぞれの長所と短所を理解することが重要です。ダイヤモンドが人類が知る最も硬い素材の1つだからといって、バトルボットに適しているとは限りません。ドラム武器である70ポンドの破壊力を持つポイズン アローの先端部分の素材選択を詳しく見てみましょう。
ドラムの基本原理は、回転するシリンダーに大量の運動エネルギーを蓄え、それを相手のロボットに伝達して空中に投げ上げるというものです。他のロボットを投げ飛ばすには、ドラムの端が変形せずに相手の装甲に食い込むほど強く、250ポンドのマシンが衝突するために加速するときに発生する巨大な衝撃力に耐えられるほど強くなければなりません。
最適な材料を選ぶとき、科学に詳しくない多くの人は強度だけに注目します。平方インチあたりの重量単位について話しているのであれば、平方インチあたりの重量に最も耐えられる材料が最適ではないでしょうか。残念ながら、強さと強靭さは相反するものです。材料の強度が増すにつれて、分子結合が非常に硬く柔軟性がなくなるため、粉砕される前にあまり変形できなくなります。部品が変形できない場合、多くのエネルギーを吸収できず、強度があまり高くありません。課題は、ほとんどの対戦相手が鎧に使用しているものよりほんの少しだけ強度のあるドラムの素材を選ぶことでした。こうすることで、Poison Arrowの武器は可能な限りの強度を維持し、比較的壊れにくい状態を維持します。下のグラフから、高合金鋼は適度な靭性を保ちながら最も強力な材料グループであることがわかります。幸いなことに、合金鋼は密度が高いため、250ポンドの重量制限があるため、鎧として使用しても効果的な武器になる人は多くありません。
高合金鋼のカテゴリには、レーシングカーのフレームの製造からトマトのスライスまで、あらゆる用途に合わせた数千種類の合金が含まれますが、手頃な価格で便利な形状の合金がすぐに入手できるかどうかによって、選択範囲をすぐに絞り込むことができます。Caustic Creationsは、決定を下す際に役立てるために、高強度と強靭性の比較リストを素早くまとめました。高強度鋼は、引張強度ではなく硬度で測定されることに注意してください。これは、鋼の場合、両方の測定値が簡単に変換できるためです。ただし、硬度テスト (超硬質BBをテスト金属に押し込んだときに残るくぼみのサイズを測定することによって実行) は、実行がはるかに簡単で、テストピースが破損せず、予測できない破損によって破損するリスクがある非常に高強度の金属に対して、より一貫した測定値が得られます。
Caustic Creationsは最終的に、ドラムにS7鋼を選択しました。この鋼は、引張強度が最も高いものの、ある程度の衝撃強度を保持し、価格も手頃です。斧の刃やジャックハンマーなど、大きな衝撃を受ける道具によく使われる素材です。 S ショックを意味します。また、Tombstone、HyperShock、Witch Doctorなど、他の多くのBattleBotにも受け継がれています。残念ながら、S7は破損しやすいため、衝撃力を金属を通してスムーズに分散し、できるだけ多くの材料と接触させて衝撃エネルギーを吸収するようにドラムを設計することが重要です。ストレスは水のように金属を通り抜けます。狭い溝や鋭角な角に蓄積し、金属の許容量を超えると、金属に亀裂や破損が生じます。Poison Arrowのドラムは、重量の許容範囲内で最大限に厚く、すべての角を取り除いた最終形状で、1本の頑丈な棒から機械加工されました。
また、「鋭角禁止」ルールにより、S7鋼をフレームや装甲として効果的に使用することが難しくなります。これは、フレームや装甲では通常、組み立て時に小さな切り込みや角の接続機能が必要となり、鋼の完全性が弱まるためです。これは実はPoison Arrowにとっては良いニュースです。S7ドラムよりも強力な敵の鎧は存在しないと確信できます。
Caustic CreationsはフレームにS7スチールを使用しようとしましたが、設計が失敗しました。
最後に、すべての合金鋼は通常、焼鈍または軟らかい状態で、事前に機械加工された状態で購入されます。その後、硬くなるように熱処理する必要があります。熱処理方法に応じて、金属は靭性を犠牲にしてさまざまな強度を持つことになります。4140や4340などの炭素含有量の低い鋼は、石炭の火とバケツの水だけで簡単に処理できますが、S7の硬度を高める炭素含有量が高いため、熱処理工程が専門の処理業者によって慎重に管理され、できれば真空炉を使用して鋼の表面が酸素によって酸化されるのを防がなければ、ひび割れが発生しやすくなります。酸素による酸化は精密ベアリングの穴を破壊し、金属を硬く強くするために不可欠な表面の炭素を奪います。では、最適な治療法は何でしょうか?
S7の硬度と靭性のグラフから、55 ～ 57 HRC付近にスイート スポットがあることがわかります。これ以上柔らかくなったり硬くなったりすると、衝撃強度が低下します。Poison Arrowのドラムは、HRC 56を目標に処理されました。この最後の写真では、熱処理業者がドラムの歯に硬度テストを行った2つの小さなくぼみがかろうじて確認できます。これは戦闘後なので、ドラムの欠けた端も見ることができます。戦闘中にドラムは破損しましたが、金属の量が多かったため破損は局所的でした。応力はすぐに分散して消散し、ドラム全体が割れたり壊れたりすることを防止します。このドラムは、一度も壊滅的な故障を起こすことなく、強烈な打撃を繰り出しましたが、それは適切な素材が選択され、適切に扱われたからに他なりません。
