碳纤维制备机械臂性能优势分析

  机械臂是机器人领域中與社会生活、生产结合最为紧密机械装置之一。尽管机械臂种类很多、形态各异,但都有一个共同点,即:能够接受指令并根据各类型指令精确地定位到三维(或二维)空间上的某一点进行作业。碳纤维复合材料具有质量轻、强度刚度高、耐疲性好、耐酸碱腐蚀等优点,使其成为机械臂制作领域代替一般传统金属材料的首选,本文我们来看下碳纤维机械臂的性能优势有哪些。

碳纤维机械臂

  1.轻量化,刚度大

  机械臂用途多样,其承力结构部件设计类型亦表现为设计多元化、结构多样化。传统的机械臂多以铸钢、铝合金等材料加工而成,具有一定的耐腐蚀性、结构强度等。但与碳纤维复合材料相比,金属材质不论模量、化学稳定性、结构强度等均不具备显著优势,同时同等结构下碳纤维材料的整体质量要远低于一般金属材料。因而,能够帮助机械臂获得更加轻量化的设计结构,在减重的同时满足工艺要求更高的机械臂需求。

  2.良好的抗疲性能

  对于用于装配工艺的机械臂而言,承重、抓取重量等性能指标要求均较高,要求机械臂加工材料必须满足一定的抗变形能力和抗断裂能力。从拉伸强度角度分析,一般机械臂加工领域常用材料如铝合金等的拉伸强度约在800MPa左右,而传统的通用级T300碳纤维复合材料拉伸强度通常能够达到3~5GPa;材料韧性方面碳纤维材料具备类似纺织材料的柔软可加工性,其机械臂韧性远高于一般铝合金材质加工而成的机械臂。

  3.热膨胀系数小,尺寸稳定

  碳纤维复合材料热膨胀系数能够通过基体组合改变而灵活改变,从而获得理想的极小值,保证外界温度发生变化时,使用碳纤维加工而成的机械臂能够产生极小的热变形和热应力。根据部分实验室数据显示,当结构、长度等相同的碳纤维、铝合金机械臂零件置于同等室温12℃条件下时,相同时间内碳纤维机械臂零部件的热膨胀形变几乎为零,而使用铝合金材料加工而成的机械臂零部件变化约1.12mm。可见碳纤维机械臂能够显著提升整体作业精度。

碳纤维机械臂

  除一些高端领域如航空航天、船舶制造等应用的大型碳纤维机械臂外,中小型的碳纤维机械臂在工业生产、汽车制造、电子电气等行业的装配、焊接、物流环节的应用同样具备广阔前景。江苏博实曾为多家企业单位定制过碳纤维机械臂,如果您也有定制需求,可直接与我司技术联系。