我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的起步遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美日等發(fā)達(dá)國(guó)家，但是國(guó)內(nèi)對(duì)其應(yīng)用需求卻非常大，近六年來(lái)中國(guó)都連續(xù)居于世界機(jī)器人應(yīng)用市場(chǎng)榜首，隨著工業(yè)技術(shù)水平的不斷提升，工業(yè)機(jī)器人在未來(lái)十年內(nèi)，將成為制造業(yè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。

       從Exechon公司推出的XMini智能五軸加工機(jī)床開(kāi)始，碳纖維復(fù)合材料在工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)類(lèi)機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用日趨增多。碳纖維復(fù)合材料之所以被譽(yù)為機(jī)械手臂的理想原料，用于取代鋼材、鋁合金等傳統(tǒng)金屬材料，是因?yàn)槠鋵?duì)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化和高效率、低能耗都有著積極作用。

       作為碳纖維機(jī)械手臂專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)商，我公司認(rèn)為碳纖維機(jī)械臂的制作流程比較復(fù)雜，涉及原材料選擇、設(shè)計(jì)、裁布、鋪層、成型、精加工、涂裝、包裝等一系列流程，幾乎每一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)對(duì)機(jī)械手臂的性能表現(xiàn)產(chǎn)生影響。

      下文就以其中兩三個(gè)環(huán)節(jié)為例進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。

碳纖維預(yù)浸料的選擇：

       碳纖維預(yù)浸料的優(yōu)劣直接影響到碳纖維機(jī)械手臂成品的綜合性能，由多方面的因素決定了碳纖維預(yù)浸料的質(zhì)量。除了使用的碳纖維原絲存在性能差異外，樹(shù)脂基體與碳纖維之間的浸潤(rùn)性及固化后兩者之間的黏合強(qiáng)度都將影響到碳纖維機(jī)械臂的層間剪切強(qiáng)度等性能表現(xiàn)。因此，在制作碳纖維機(jī)械臂時(shí)除了考慮碳纖維原絲的型號(hào)外，還必須選用碳纖維浸潤(rùn)性好、樹(shù)脂基體與碳纖維界面黏結(jié)強(qiáng)度高的預(yù)浸料品種。

碳纖維復(fù)合材料鋪層設(shè)計(jì)：

       要使碳纖維機(jī)械手臂具有較高的力學(xué)性能和穩(wěn)定性，就要使碳纖維預(yù)浸料在鋪層時(shí)盡量構(gòu)成特定的結(jié)構(gòu)分布。計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)、合理剪裁都有利于在輕量化前提下，保證機(jī)械手臂的力學(xué)性能和穩(wěn)定性。也就是說(shuō)，充分利用碳纖維復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性，根據(jù)使用需求及受力分析，可通過(guò)預(yù)浸料每一層鋪放的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)特定造型的碳纖維機(jī)械手臂結(jié)構(gòu)件。

碳纖維機(jī)械手臂的成型方式：

      因造型和用途的不同，碳纖維復(fù)合材料零部件有不同的成型方式可供選擇。在碳纖維機(jī)械手臂的制作中，我公司根據(jù)經(jīng)驗(yàn)建議盡量使用模壓一體成型的方式，采用這種工藝制作出來(lái)的碳纖維機(jī)械手臂結(jié)構(gòu)更加密實(shí)，手臂的安全性和穩(wěn)定性更好。與此同時(shí)，我們無(wú)錫智上新材的技術(shù)人員也強(qiáng)調(diào)，要注意不同部位采用不同的制作方案。因?yàn)椴煌课坏氖芰η闆r不同，結(jié)構(gòu)造型的復(fù)雜程度不同，制作方案盡量要兼顧控制制作成本和滿(mǎn)足應(yīng)用需求。

碳纖維機(jī)械臂

      當(dāng)然，除了以上這三方面以外，其它環(huán)節(jié)也會(huì)對(duì)機(jī)械手臂的性能產(chǎn)生一定的影響。盡管截至目前，碳纖維復(fù)合材料在機(jī)械手臂中的整體使用率并不高，還未能大幅度地取代不銹鋼、鋁合金以及其它金屬材料，但是其熱膨脹系數(shù)小，重量極輕、耐腐蝕、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)已引起業(yè)界的廣泛關(guān)注，隨著市場(chǎng)需求的擴(kuò)大，碳纖維復(fù)合材料在機(jī)械手臂中的應(yīng)用技術(shù)將得到不斷深化和完善。

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