碳纖維復合材料作為高端領域的寵兒,在新型材料的世界里已經探索開發了數十年。目前市場上流行的碳纖維復合材料,基本還停留在熱固性階段,熱塑性碳纖維還在不斷的嘗試和研發。
 
碳纖維機械臂
 
將碳纖維復合材料引入到工業生產,是一個非常明智又充滿挑戰的決定。在全球工業制造走向智能化的今天,機械臂的出現,讓工業生產變得輕松,擺脫了重復勞動的技術人員有了更多的精力去調試、去設計、去研究。而碳纖維機械臂的出現,讓工業生產的效率得到了進步的提高。
 
碳纖維機械臂的性能較金屬材質更好,但是具體好在哪里,是否真的適合工業生產的智能化發展?這個問題我們就要好好說道說道了。
 
首先說說傳統機械臂,多由鋁、鋼等金屬材質制成,金屬機械臂質量大,慣性也大,在操作過程中如果發生移動,沖擊力也比較大,那對應的位置精度就會下降。機械臂的定位校準是工程師不斷調試的,否則長時間工作之后,位置偏移較大,容易造成產品線品控較差的問題。
 
解決這個問題除了從經常保養維護這個方向下手,還可以從機械臂質地上考慮。碳纖維機械臂,就是出于這個考慮。碳纖維復合材料的密度在1.6g/cm3左右,比鋁和鋼要輕上許多。試想一下,機械臂質量下降30%,那對應的慣性下降,位置精度也會有所提升,同時還能降低定位校準的難度,一箭三雕。
 
 
另外機械臂分為多種用途,有汽車工廠安裝汽車零部件的大家伙,也有手機電腦芯片焊接的小玩意,另外排爆機械人、蔬果采摘機器人上的機械臂不大也不小。為了實現大承重情況下的物品位移,需要機械臂具備超高的強度和抓取力。碳纖維復合材料的抗拉強度可以達到3500MPa,是非常不錯的選擇。
 
從事工業制造的人都知道,生產環境對于工業設備的使用壽命是有著較大的影響的,比如高溫環境、氧化環境、酸堿環境等等,需要在挑選設備時,看清設備材質具備的耐化學性能情況。機械臂工作的環境相對較好,但還是會面臨高溫、氧化、疲勞、蠕變等情況,金屬材質的機械臂在這些環境中的表現就不如碳纖維復合材料了。
 
碳纖維機械臂的熱膨脹系數小,穩定性好,可以在零下幾十度和200℃以下的環境中長時間工作而不發生蠕變。有實驗數據顯示,某款碳纖維機械臂,將相同尺寸的碳纖維機械臂和鋁合金機械臂,在室溫12℃中放置相同時間,鋁合金機械臂零件變化0.13mm,而碳纖維則無變化,可見碳纖維機械臂的穩定性更勝一籌。
 
碳纖維機械臂作為碳纖維工業應用的一個嘗試,已經得到了很多廠商和企業的正向反饋,說明碳纖維在工業領域是具備較好的使用前景的。隨著碳纖維技術研發的深入,相信未來的工業制造業,碳纖維將會發揮出更大的價值。