輕量化碳纖維機械臂比傳統(tǒng)機械臂是否更具有優(yōu)勢？

碳纖維復(fù)合材料也是近年來開始應(yīng)用于機械臂，這種比金屬材質(zhì)還貴數(shù)倍的新型材料有哪些應(yīng)用價值，可以讓設(shè)計師如此“青睞”？

碳纖維是一種強度高、重量輕的高性能纖維，其比重比鋁還輕，不到鋼的1/4，比強度是鐵的20倍?？估瓘姸仍阡摰?-9倍以上，耐酸堿腐蝕，且不易變形，能夠長期適應(yīng)惡劣環(huán)境。蠕變小、耐疲勞性好、熱膨脹系數(shù)低等性能優(yōu)勢，自潤滑和吸能抗震、尺寸穩(wěn)定、高比模、耐疲勞吸能性好、拉伸性好、使用壽命長等特點。碳纖維復(fù)合材料制成的機械手臂能夠很好地彌補金屬手臂存在的缺陷。
機械臂不僅要承受自身重量，還需要承擔(dān)抓取工件的最大重量，這就需要機械臂在承受載荷時不能出現(xiàn)應(yīng)變和斷裂的情況。從抗拉強度方面來看，碳纖維復(fù)合材料的抗拉強度為2000MPa，鋁合金的抗拉強度約為800MPa；在韌性方面，鋁合金的韌性比較低缺乏彈性，碳纖維由于具備紡織纖維的柔軟可加工性，所以韌性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鋁合金，并且碳纖維材質(zhì)也更不容易發(fā)生斷裂。
碳纖維機械臂目前在航天航空、工業(yè)制造、外科醫(yī)療、娛樂服務(wù)、汽車制造、軍事、半導(dǎo)體制造以及太空探索等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
隨著社會的進步，科學(xué)技術(shù)的提高，碳纖維的生產(chǎn)和制造技術(shù)的不斷發(fā)展，在國內(nèi)工業(yè)機器人制造中，碳纖維在機械臂上的應(yīng)用也越來越普及。除了一些在航空領(lǐng)域的大型碳纖維機械臂，生活中的一些中小型機械臂上也開始出現(xiàn)碳纖維材質(zhì)。