碳纤维机械臂设计优化对轻量化的积极作用
江苏博实科技：机械臂是集机械，材料，控制技术于一体的机电一体化设备，被广泛应用于工业、航空、医疗服务等领域。但随着全球能源日益紧缺，传统机械臂由于质量大，能耗高使其发展受到制约。对机械臂的轻量化设计呼声越来越高，逐渐成为轻型机械臂领域的研究热点，与传统机械臂设计所用钢，铝合金(AA)等金属材料相比，碳纤维复合材料(CFRP)比刚度，比强度高，可设计性强，利用其设计机械臂能有效提高轻量化程度。《产品浏览：碳纤维机械臂（图）》
一、材料的合理化分布使用
工业机器人在实际使用的过程中，不同结构、不同位置、不同工种对机械臂的材质要求并不相同。碳纤维材料虽然优势突出，但是并不是适用于机器人的每个部位，在设计中应该与其他种类的材料协调使用，以达到最佳效果。比如，机器人关节处需要承受高运转的工作负荷，并且磨损大、应力大，使用碳纤维复合材料可以实现轻量化，从而减少因自重产生的磨损，并且可以满足应用需求。在承重要求不高的部件可以采用蜂窝或者是中空结构，同时可以实现轻量化和强度需求。
二、碳纤维预浸料的选择
碳纤维预浸料的质量对碳纤维机械臂的成品性能也会造成影响，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将影响到碳纤维机械臂的层间剪切强度等性能表现。因此，在碳纤维机械臂的制作中，不仅要考虑碳纤维原丝的型号，还必须选用碳纤维浸润性好、树脂基体与碳纤维界面黏结强度高的预浸料品种。
三、预浸料铺层的角度设计
合理设计铺层角度能有效提升碳纤维制品的整体性能，铺层角度设计必须要注意均衡性，均衡的铺层角可以减少碳纤维复合材料部件在固化过程中产生残余应力，从而避免翘曲变形。
碳纤维机械臂管采用碳纤维预浸料层叠压制而成，合理的铺层角度，可优化局部件的力学性能以及其它性能，目前常用的标准铺层角度：0°、45°、-45°和90°可以满足设计要求，也可以简化分析和制造。除纵横剪切强度试样外，只在有特殊需求时采用任意铺层角度铺层，且所用铺层角种类应尽可能少。
四、机械臂成型方式选择
碳纤维制品成型的方式有很多种，在碳纤维机械手臂的制作中，江苏博实采用的是模压工艺，该成型工艺制作出来的碳纤维机械手臂结构更加密实，手臂的安全性和稳定性更好。与此同时，博实碳纤维也强调，不同的受力部位要采用不同的制作工艺，因为结构造型的复杂程度又差异，制作方案尽量要兼顾控制制作成本和满足应用需求。
江苏博实碳纤维科技有限公司已经为自动化冲压、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度至280度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。