江苏博实科技：机械手臂作为一个运动部件，它的动态和静态功能很大程度上由自身的材质决定；因为机械手臂自身的重量不但影响它运动是否灵活快捷，还会影响机械臂运动时产生的能力消耗。机械手臂在运动中，不仅需要承受自重，还要保持良好的受控能力，所以机械手臂不能过于粗笨。碳纤维复合材料是一种质轻高强的高性能材料，可以作为取代传统金属材料作为机械手臂的制作材料。

　　碳纤维的比重在1.5g/cm3，相比于铝（2.7g/cm3）和钢（7.8g/cm3）要低的多，很明显，碳纤维复合材料的质量轻，能帮助机械手臂运转灵活。我们都知道钢的强度很高，但碳纤维的抗拉强度在3400Mpa，比钢还高4倍多，综合说来，强度方面考虑，铝比不上钢，铝合金的分量介于碳纤维和碳钢之间，强度次于碳纤维，高于碳钢，但韧性较低，缺少弹性。碳纤维的特点不只是质轻，强度更高。

（碳纤维机械手臂）

　　除了以上要求，机械臂对操作的精度也有很高的要求，这就需要保证材料的蠕变系数系数要小。碳纤维不同于一般的钢和铝合金，在零下几十度到200℃之间都能坚持最小的蠕变性，因而能够适用于不同的工作环境中。

　　通常工业机器人是由钢和铝制作而成，一个1m的铝结构机械手臂臂杆，在室温变化12℃的环境下，杆件变化0.13mm，虽然看起来微不足道，但是在实际使用中，会大大影响机器人的精度。碳纤维机械手臂可以通过优化设计纤维的铺层和方向，可以达到接近“0”的变形效果。这是普通金属无法做到的。

　　以我们博实为客户设计生产的某款碳纤维机械臂臂杆由长度为1600mm的大小臂组成，制造后它的力学性能和温度变化实验结果如下：

　　1、在机械臂的端部加载1kg，变形小于10μm；

　　2、环境温度变化12℃的时候，变形小于10μm；

（碳纤维机械手臂）

　　目前，该款碳纤维机械手臂已经顺利通过客户验收并投入使用，后期也与我司达成了长期的供货协议。虽然从整体局势上来看，碳纤维在工业生产上的应用会受制于价格、技术等一系列因素，随着技术的成熟和研究的深入，碳纤维复合材料的价格平稳、应用普及指日可待。

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