碳纤维复合材料凭借其高比强度、高比刚度、耐疲劳、抗腐蚀等优点,在智能化工业机械设备中得到广泛应用。一方面,碳纤维复合材料零部件的使用能直接降低机械的整体重量,有利于实现轻量化设计;另一方面,碳纤维复合材料也成为提高智能化机械设备经济性、环保性的重要选择,在提高智能化机械的工作效率和延长服役寿命等方面均发挥出举足轻重的作用。
1.碳纤维辊
碳纤维辊可用于纺织、造纸、印刷、锂电池生产等诸多新型机械设备中。这种碳纤维辊的直径从1cm到60cm,长度从10cm到300cm不等,使用多层碳纤维预浸料热压成型,辊体两端与金属件相结合,覆盖了原来大部分金属辊的应用场景。碳纤维辊对于设备在运转速度上有不同程度的提升,运转速度平均提升25%左右,相同的能耗获得更快的运转速度和更高的生产效率,从工业制造的本身寻获了环保的解决途径。
2.碳纤维机械臂
机器人的出现为人类提供更多的便利性,在降低资源浪费、减少碳排放方面也有其特殊价值,随着智能机器人在更多领域得到应用,碳纤维复合材料机械臂的环保价值也得到了相应的重视。碳纤维机械臂超轻的材料性能可在温差较大的工作环境中保持几乎为零的热膨胀系数,同样的充电量能维持更长的运转时间,良好的耐疲劳性能和更长的使用寿命从根本上降低了人工维护成本,使机械设备的智能化水平得到了完美展现。
这种连续碳纤维增强热塑性复合材料预浸带可以用于制作各类机械零部件,与金属相比,采用这种高性能碳纤维的零部件在比强度和比刚度方面最少能提高5倍,耐疲劳性提高4倍左右,其耐腐蚀性、耐磨性和耐高温性也得到了显著改善。与热固性碳纤维复合材料相比,在整体性能更优良的情况下,这种热塑性碳纤维复合材料的可回收利用潜力更大,其环保特征更为明确。