简析2021碳纤维机器人手臂的发展前景-慧闻智造

机器人手臂是一个高度非线性、多输入多输出、强耦合的复杂系统，因为其具有独特的操作灵活性，已在工业装配等领域得到广泛应用。碳纤维具备优 秀的力学性能，是目前已大量生产的高性能纤维中具有最 高比模量和最 高的比强度的纤维，除此之外，碳纤维还具有耐腐蚀、抗疲劳、热膨胀系数低等优势，目前，越来越多的机器人手臂开始采用碳纤维复合材料。

现阶段国内碳纤维行业发展已经十分迅速，与美日等国的差距也在不断缩小。针对国内碳纤维产业，从资本构成来看，国有与民有资本均有参与；从地域上看，以江苏为首的等十余个省份都具有碳纤维产业的分布，在产业发展上看，国内的碳纤维产业目前正处于技术追赶、投资活跃、需求强劲的发展时期，深圳慧闻智造技术有限公司也不例外，一直卓越于生产碳纤维机器人手臂零件，为研发企业提供技术支持。

在世界范围内工业机器人公司主要分为两个派系，分别是欧美与日本。欧美与日本的工业机器人手臂产品已经十分成熟，并且已经将工业机器人作为一种标准的工业设备在工厂中广泛应用。这些老牌的工业强国在工业机器人手臂方面都具备很强的技术实力，其生产的产品也都各自拥有自己特点。

ABB Robotics是一家瑞典公司，同时也是世界上最 大的机器人制造公司，ABB Robotics在1974研制出了世界上第 一台全电控式工业机器人——IPB；世界首台采用碳纤维复合材料的智能5轴加工机床是由瑞典Tecgrant AB公司、洛克希德·马丁与阿联酋Injaz国家公司共同出资的Exechon有限公司生产；而日本则一直都素有“机器人王国的美称”，在机器人相关的配套技术领域表现出色，这也为日本机器人产业化发展提供了很好的基础条件。同时，在碳纤维方面，最为先进的还是当属欧美与日本，无论是产业布局还是技术发展，欧美与日本同国内相比都更成熟更先进。

国内的碳纤维机器人手臂技术则起步较晚，但随着国内人工成本的不断是上升，机器人手臂对制造业显得越来越重要，并且国内正处于企业转型升级的关键时期,作为先进制造业不可替代的重要设备,工业机器人的应用和普及势必会成为企业的最选择。

作为一个运动性部件，机械臂原材料决定了机械臂的静态、动态功能。传统机械臂多是采用铝合金、合金钢等轻型合金作为原材料，但碳纤维材料制成的机械臂，无论是比重、蠕变、强度，包括成本等多方面要素进行比较，碳纤维机械臂都占据了相当多的优势。

在比重方面，机械臂的自重会影响其自身的运动快捷性和运动的动力消耗能，同时还需要具有良好的受控性。铝的密度为2.7g/cm3，钢的密度为7.8g/cm3，而碳纤维仅有1.7g/cm3，中国电子科技集团公司某研究所的碳纤维6轴关节机器人手臂是由挪恩复材所研制，根据挪恩给出的数据显示，整体机械臂总重仅有3kg，整体重量比传统材质机械臂减重约50%以上。

在强度方面，机械臂除了自重之外，还需承担爪件的最 大重量，这就要求机械臂在接受载荷时不能有开裂和应变。钢的强度约为800MPa，而碳纤维复合材料的强度约为2000MPa，碳纤维的强度要远高于钢，同时碳纤维的高韧性高比模量等优点也是钢所不具备的。

在成本方面，虽然碳纤维原材料价格要远远高于传统金属，但经过众多材料人的努力，已经将碳纤维机械臂与传统金属机械臂之间的价格差距拉近，而挪恩复材的技术团对也针对碳纤维机械臂产品进行优化升级，目前几乎可以做到两者间的成本价格相差无几。

国内碳纤维机械臂的发展十分迅速，政府颁布的政策支持也起到了很大的帮助作用。政府相继颁布了《中国制造2020》、“十三五规划”和《机器人产业发展规划（2016-2020年）》等政策扶持机器人产业的发展。有了政策支持，再加上碳纤维机械臂的产品优势和广阔的市场需求，碳纤维机械臂在国内的发展前景不可估量。通过我们公司的采购碳纤维复合材料，冀望能够满足客户对各种CNC车床加工产品的需求。加工中心能提供以铝合金、不锈钢、铜等原材料为主的金属零件，和ABS、PC、POM、PEEK、尼龙+玻纤等塑胶零件。我们除常规材料零件外，在轻质合金（镁合金、镁铝合金、镁锂合金等）零件，复合材料（碳纤维）零件制造上积累了较多经验。为客户提供快速打样、中小批量生产制造和试装，客户只需把图纸和需求发送给我们，剩余的工作则由我们来完成。