碳纤维机械臂的控制因素影响分析

  机械臂是机器人领域应用最为广泛的自动化装置,目前在不破坏其性能的前提下,实现轻量化是最主要的诉求。碳纤维复合材料作为一种新兴材料,拥有轻质量、高强度、耐高温、低蠕变等优秀性能,并且其力学性能是可以通过改变铺层和设计进行控制改变的。

  据拥有多年碳纤维机械臂制作经验的江苏博实碳纤维介绍,碳纤维机械手臂的制作流程相对复杂,包括原料选择、设计、裁剪、铺层、成型、精加工、涂装、包装等一系列流程,每个环节的把控都对碳纤维机械臂的性能产生一定的影响。我们挑选其中三个环节来做个阐述。

碳纤维机械臂

  一、碳纤维预浸料的选择:

  碳纤维预浸料的质量会对碳纤维制品产生直接的影响,其质量的优劣从多方面进行判断。除了使用的碳纤维原丝存在性能差异外,树脂基体与碳纤维之间的浸润性及固化后两者之间的黏合强度都会对碳纤维机械臂的层间剪切强度等性能表现。因此,在选择材料的时候,除了考虑碳纤维原丝的供应渠道和型号外,还必须考虑碳纤维浸润性、树脂基体与碳纤维界面黏结强度。

  二、碳纤维预浸料的铺层设计:

  要使碳纤维机械手臂具有较高的力学性能和稳定性,就要使碳纤维预浸料在铺层时尽量构成特定的结构分布。在轻量化的前提下,结构的优化设计、合理的剪裁是保证机械手臂的力学性能和稳定性的关键。充分利用碳纤维复合材料的结构可设计性,根据使用需求及受力分析,通关碳纤维预浸料的特定铺层来实现客户对碳纤维机械臂的力学性能要求。

  三、碳纤维机械手臂的成型方式:

  根据用途和要求的不同,在碳纤维制品的制作过程中,我们往往会采用不同的成型方式。江苏博实碳纤维根据经验建议,碳纤维机械手臂的制作尽量使用模压一体成型的方式,采用这种工艺制作出来的碳纤维机械手臂结构更加紧实,安全性和结构的稳定性更好。

  江苏博实碳纤维在这里也强调一点,因为不同部位的受力情况不同,结构造型的复杂程度不同,采取的制作方案也不一样,在制作方案中我们要尽量兼顾制作成本的控制和应用需求的满足。

  当然,除了以上这三方面以外,其它制作环节也会对机械手臂的性能产生一定的影响。江苏博实碳纤维目前为自动化冲压、液晶玻璃基板搬运、晶圆搬运、医疗手术机器人等产品提供碳纤维轻量化的手臂定制,可以在-100℃至280℃环境中长期稳定使用。部分碳纤维矩形管、圆管拥有公模,可节约客户开模成本。