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市场应用·机器人制造领域将是碳纤维大有作为的新兴市场

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本文摘要:(由ai生成)

碳纤维等新材料在机器人制造中具有轻量化、高强度等优势,但应用受限。为推进其应用,需加快产品研发,提供多样化碳纤维零部件;优化工艺,降低成本,提高应用价值;并打造与机器人产业共同开发的平台,促进双方共同发展,以满足市场对高效、精密、安全、节能工业机器人的需求。


目前,机器人制造的主要材料还是高强度钢和铝合金材质,碳纤维、镁合金及其它复合材料的应用受制于应用成本和技术水平,仍有很大空间亟待拓展。轻量化是机器人设计与制造的核心问题之一,如何有效降低自重对机器人来说有重要的意义:首先,更轻的自重可以节约运转能耗,减少机器人充电频率和延长使用时间,在长周期使用中降低使用成本;其次,很多工作环境中对机器人的自重有严格要求,过重的结构材质将直接影响使用的安全性,轻量化的材质对限定工作环境下的机器人是必需的;再者,轻量化高强度的材质还能提升机器人的负载比,赋予机器人更多的功能使用条件,提升机器人的市场竞争力。


碳纤维材料的性能优势在前期的机器人制造产业中得到了一定的重视,在各种类型的机器人中也有不少的应用案例,但是无论是在整个机器人材料中的占比还是其在机器人中的应用形式都有待于进一步提升和创新。碳纤维零部件制造行业不仅要紧跟机器人产业的发展节奏,还要有意识地加强两个产业之间的深度融合。


一是加快碳纤维复合材料的产品研发,为机器人产业提供不同的碳纤维零部件原材料。


现投入使用的碳纤维机器人制品主要都属于机器人本体用结构零部件,例如机器人外壳、机器人臂管、机器人关节壳等,这类材料多为热固性碳纤维复合材料。但是常用的热固性碳纤维复合材料的耐高温、耐磨性并不能胜任机器人中的高精密部位零部件对高强度、耐磨性的特殊需求。为了弥补国内在连续碳纤维增强热塑性复合材料方面的应用空白,连续碳纤维增强PA6、PPS、PEEK等热塑性制品在原有的高强度、轻量化基础上进一步提升了碳纤维复合材料的耐高温和耐磨性,丰富了碳纤维机器人零部件的原材料种类,开拓出新的碳纤维复合材料应用方向。


二是从原材料成本和应用价值双向推进碳纤维复合材料在机器人产业中的深入应用。

从碳纤维零部件制造角度看,只有优化工艺流程,通过高效率的生产效率和可靠的产品性能才能有效保障碳纤维材料在机器人制造产业中的应用优势。例如,某企业的一款碳纤维可伸缩式机械臂管,虽然比传统的金属臂管要贵很多,但是其为该机器人提供了超过1/3的轻量化效果,年节省用电约60%,延长工作时间1.5倍,并通过新增负载设备为其增加了三项新的附属功能。


三是打造碳纤维应用产业与机器人产业共同开发的平台,促进双方的共同发展。

全球化的工业进程逐步成熟,工业机器人需求量始终处于旺盛态势,但是市场对机器人提出的要求越来越高。完善、高效、精密、安全和节能的工业机器人需要机械学、材料学、自动化、计算机和仿生学等多个学科人才的通力合作。碳纤维应用产业不能坐等需求,还要主动参与到机器人设计和制造产业中来,在跨行业平台中寻求新的发展机遇。
来源:复材网

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来源:碳纤维生产技术
复合材料材料机器人仿生
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首次发布时间:2024-06-14
最近编辑:5月前
碳纤维生产技术
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热点关注·冬奥火炬采用碳纤维材质,破解外壳在1000℃高温制备中的诸多难题

本文摘要:(由ai生成)北京冬奥会火炬外壳采用碳纤维复合材料制造,具有“轻、固、美”特点,能在800℃氢气燃烧环境中正常使用。碳纤维因其高强度、轻质和耐腐蚀特性被选用。制作过程中,采用三维编织技术、特殊模具设计和耐高温树脂,解决了碳纤维复合材料在极端条件下的应用难题,实现火炬外壳在高温下的耐火耐温。新京报快讯(记者 吴为)2月4日,在北京冬奥会倒计时一周年活动上,北京2022年冬奥会、冬残奥会火炬外观设计正式对外发布。北京冬奥会火炬外形极具动感和活力,颜色为银色与红色,象征“冰火相约,激 情飞扬,照亮冰雪,温暖世界”。北京冬残奥会火炬则选用银色与金色,寓意辉煌与梦想,体现“勇气、决心、激励、平等”的残奥价值观,火炬最下方一圈刻有“北京2022年冬残奥会”全称的盲文。碳纤维专家、中国石化上海石化股份公司副总经理黄翔宇认为,北京冬奥会火炬外壳由碳纤维及其复合材料制造而成,呈现出了“轻、固、美”的特点,解决了碳纤维复合材料在极端条件下的应用瓶颈,实现了火炬外壳在高于800℃的氢气燃烧环境中正常使用。破解了火炬外壳在1000℃高温制备过程中起泡、开裂等难题。新京报:请你介绍一下碳纤维,它有什么特点?黄翔宇:碳纤维,顾名思义就是含碳的纤维。它的碳的含量非常高,达到90%以上。说起来容易,但要把一个纤维做成骨架上都是碳,是非常复杂的过程。碳纤维它有什么特点?一是轻,它的密度只有钢的1/4,强度是钢的6到7倍,如果把强度除以密度的话,比强度就是20倍以上。所以达到同样一个力学性能,用量是非常少的。因此碳纤维轻而强是它的最大的特点,同时它又是耐腐蚀等各种环境,在特殊环境下很多都可以使用碳纤维这样一个高科技制品。新京报:为什么会想到把碳纤维用在冬奥火炬上?黄翔宇:以往的冬奥火炬,包括奥运会的火炬都是金属材料。我们冬奥组委提出用新材料。我们认为碳纤维轻,刚度又好,能够替代传统金属材料。但是碳纤维又有自己的难度。因为碳纤维要跟树脂复合做成复合材料,才能做出火炬的形状。复合材料一般都不耐火不耐温,而实现这一目标,从技术上难度是非常高的。就在选用什么样的树脂、怎么样做在工艺上,提出很多新的要求。这都是我们研发火炬时,攻克的一个又一个难关。新京报:在制作火炬的过程中,运用新材料的过程会有哪些创新?黄翔宇:第一个是它的编织。我们用的是三维编织的方法。三维编织到目前为止,是我们用过的最先进的技术。它能够编织出各种形状,满足设计师的尺寸要求。这是碳纤维成型当中的一个技术突破。第二是它的模具设计。成型模具的设计要用到组合型模具,以及各种特殊设计的模具,这是为了解决不同曲面成型的要求。第三,就是选用了一种非常特殊的树脂,可以耐高温。最后,树脂成型的技术也是专门开发的,有固化程序。传统的规划方法解决不了这个问题,要一步一步通过特殊手段,最后让这种树脂做成的火炬头能够耐火耐温。特别声明:公 众号部分文章和图片来源于网络,发布的目的在于传递更多信息及分享,并不代表本公 众号赞同其观点和对其真实性负责,也不构成任何其他建议。版权归原作者所有,任何组织或个人对文章版权或内容的准确性存在疑议,请第一时间联系我们,我们会及时修改或删除。广告免责声明:为了公 众号稳定发展,本公众 号会不定时承接行业广告、产品推广、会议培训推广等广告展示方式有文章前/中/后以图片形式展示、软文展示、产品链接展示等。本公 众号只提供发布平台,对广告内容的真实性或有效性不做评价,请自行判别。所有广告内容及相关事项与本公 众号无关,特此声明。来源:碳纤维生产技术

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