碳纤维复合材料作为航空航天等高端领域的宠儿,在新型材料的世界里已经探索开发了数十年。目前市场上流行的碳纤维复合材料,基本还停留在热固性阶段,热塑性碳纤维还在不断的尝试和研发。
 
碳纤维机械臂
 
将碳纤维复合材料引入到工业生产,是一个非常明智又充满挑战的决定。在全球工业制造走向智能化的今天,机械臂的出现,让工业生产变得轻松,摆脱了重复劳动的技术人员有了更多的精力去调试、去设计、去研究。而碳纤维机械臂的出现,让工业生产的效率得到了进步的提高。
 
碳纤维机械臂的性能较金属材质更好,但是具体好在哪里,是否真的适合工业生产的智能化发展?这个问题我们就要好好说道说道了。
 
首先说说传统机械臂,多由铝、钢等金属材质制成,金属机械臂质量大,惯性也大,在操作过程中如果发生移动,冲击力也比较大,那对应的位置精度就会下降。机械臂的定位校准是工程师不断调试的,否则长时间工作之后,位置偏移较大,容易造成产品线品控较差的问题。
 
解决这个问题除了从经常保养维护这个方向下手,还可以从机械臂质地上考虑。碳纤维机械臂,就是出于这个考虑。碳纤维复合材料的密度在1.6g/cm3左右,比铝和钢要轻上许多。试想一下,机械臂质量下降30%,那对应的惯性下降,位置精度也会有所提升,同时还能降低定位校准的难度,一箭三雕。
 
 
另外机械臂分为多种用途,有汽车工厂安装汽车零部件的大家伙,也有手机电脑芯片焊接的小玩意,另外排爆机械人、蔬果采摘机器人上的机械臂不大也不小。为了实现大承重情况下的物品位移,需要机械臂具备超高的强度和抓取力。碳纤维复合材料的抗拉强度可以达到3500MPa,是非常不错的选择。
 
从事工业制造的人都知道,生产环境对于工业设备的使用寿命是有着较大的影响的,比如高温环境、氧化环境、酸碱环境等等,需要在挑选设备时,看清设备材质具备的耐化学性能情况。机械臂工作的环境相对较好,但还是会面临高温、氧化、疲劳、蠕变等情况,金属材质的机械臂在这些环境中的表现就不如碳纤维复合材料了。
 
碳纤维机械臂的热膨胀系数小,稳定性好,可以在零下几十度和200℃以下的环境中长时间工作而不发生蠕变。有实验数据显示,某款碳纤维机械臂,将相同尺寸的碳纤维机械臂和铝合金机械臂,在室温12℃中放置相同时间,铝合金机械臂零件变化0.13mm,而碳纤维则无变化,可见碳纤维机械臂的稳定性更胜一筹。
 
碳纤维机械臂作为碳纤维工业应用的一个尝试,已经得到了很多厂商和企业的正向反馈,说明碳纤维在工业领域是具备较好的使用前景的。随着碳纤维技术研发的深入,相信未来的工业制造业,碳纤维将会发挥出更大的价值。