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【兆恒機械】碳纖維復(fù)合材料與機械手臂選材標(biāo)準(zhǔn)
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添加日期：2022年08月11日
2018年，中國工業(yè)機器人的產(chǎn)量已達到了14.8萬臺（套），在全球產(chǎn)量中占比超過38%。
與此同時，服務(wù)類機器人產(chǎn)品也日益豐富，逐步深入到家居生活和日常工作的多個方面。
機器人變得更加智能化、精細化，正從搬運、裝配等傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域向先進制造、醫(yī)療健康、生活服務(wù)等領(lǐng)域快速延伸。
機器人的用途不同，組成部分也不同，不同的構(gòu)件需要采用不同的材料。
無錫智上新材料長期為工業(yè)/民用機器人提供碳纖維機械臂的定制服務(wù)，其發(fā)現(xiàn)所有的機械臂在選材時都會考慮到以下三個方面：
1. 機械臂材料必須是輕型的。
機器人的機械臂需要不斷重復(fù)性地完成設(shè)計好的各種動作。
作為運動部件，還要有良好的受控性，所以，它必須是輕型材料。
機器人機械手臂如果太重，慣量就會隨之增大，并直接影響到負載，降低機械臂的自重能有效降低慣量，提升操作速度，
2. 機械臂材料必須是高強度的。
從力學(xué)角度說，機械手臂材料首先應(yīng)是結(jié)構(gòu)材料。
無論是哪一種機器人手臂，都應(yīng)該優(yōu)先選擇強度大的材料。
如果機械臂的強度不夠，手臂在承受載荷時就容易產(chǎn)生變形和斷裂。
因此，傳統(tǒng)的機械手臂材料往往會選擇一些高強度材料，如鋼、鑄鐵、合金鋼等。
3.機械臂材料必須對振動有一定抑制性。
除了重量、強度之外，振動也是機械臂選材需要特別重視的條件之一。
機械手臂在運動過程中往往會產(chǎn)生振動，這種振動不僅會導(dǎo)致機械臂的彎曲變形，還將大大降低它的運動精度。
這對柔性機械臂來說最為明顯，由于其質(zhì)量輕，機械振動過大必然會影響其機械性能。
除此之外，設(shè)計、工藝、摸具、裝配、液壓等也都是機械臂選材時需要考慮到的因素，有些機械臂需要防腐蝕，有些機械臂需要耐高壓或耐高溫，不同工作場景下的機器人機械臂會對材料有不同的要求。
無錫智上新材認為，機械臂在選擇材料時需要對質(zhì)量、剛度、阻尼進行綜合考慮，以便有效地提高機械手臂的動態(tài)性能。
碳纖維復(fù)合材料具有輕量化、高比模量等特點，其在改善質(zhì)量、剛度和阻尼特性等方面具有較大優(yōu)勢，而且，其力學(xué)性能可以通過設(shè)計進行控制和改變，給設(shè)計人員提供了發(fā)揮空間，尤其是它在振動抑制及精度控制方面具有傳統(tǒng)合金材料不可比擬的優(yōu)勢。
因此，碳纖維復(fù)合材料越來越多地被作為輕量化高性能材料直接應(yīng)用于機械結(jié)構(gòu)，并為業(yè)內(nèi)認為是制作機械臂的理想材料之一。
隨著智能化機器人應(yīng)用范圍的不斷擴大，尤其是為了滿足一些特殊工作環(huán)境中的應(yīng)用需求，機械臂性能正朝著高效、低耗、輕質(zhì)、靈便的方向發(fā)展。
在此情況下，碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用為提高機械臂的操作性、靈活性以及更強大的功能性做出了突出貢獻。
