碳纖維機(jī)械臂除了輕還有什么特點(diǎn)？

    碳纖維機(jī)械臂在長(zhǎng)臂泵車(chē)、工業(yè)機(jī)器人等設(shè)備上使用的頻率還是挺高的，可能很多人想到碳纖維材料，第一印象就是有紋路的黑色材料，上手很輕。這個(gè)印象很直觀也很正確，碳纖維機(jī)械臂除了輕以外，還有哪些特點(diǎn)呢？來(lái)了解一下。

 

 

    重量輕和強(qiáng)度高是碳纖維機(jī)械臂的核心屬性

 

    碳纖維機(jī)械臂是由碳纖維復(fù)合材料加工而成，作為機(jī)器人的主要部件，不僅要求重量輕，而且還需要強(qiáng)度高。原先使用的材料多為鑄鋁、鑄鋼和鋁合金等，但即便是鋁制材料，它的密度也并不小，通常為2.7g/cm3。碳纖維復(fù)合材料的密度比鋁還要小，只有它的60%左右，約為1.7g/cm3，這么一對(duì)比，碳纖維復(fù)合材料制成的機(jī)械臂在重量上確實(shí)占有較大的優(yōu)勢(shì)。

 

    光輕還不行，還要強(qiáng)度高，因?yàn)闄C(jī)械臂需要正在較大的壓力，拉動(dòng)物體。碳纖維復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到1500MPa，是鋼制機(jī)械臂的好幾倍，同樣遠(yuǎn)高于鋁制機(jī)械臂。而經(jīng)過(guò)多角度鋪層的碳纖維復(fù)合材料，可以在多個(gè)方向具備較好的抗拉強(qiáng)度，為碳纖維機(jī)械臂提供更全面的承載能力。

 

 

    碳纖維機(jī)械臂的這些特性也了解一下

 

    1、抗疲性能優(yōu)越：碳纖維機(jī)械臂的抗拉強(qiáng)度為1500MPa左右，而它的抗疲勞性是抗拉強(qiáng)度的70~80%，這么一看可能沒(méi)有多高。對(duì)比一下鋁合金機(jī)械臂，它的抗拉強(qiáng)度約為800MPa，而抗疲勞特性只有自身抗拉強(qiáng)度的40~50%。論抗疲勞性上，碳纖維機(jī)械臂是鋁合金機(jī)械臂的3倍，使用壽命強(qiáng)很多。

 

    2、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)：因力學(xué)性能明顯各向異性，可根據(jù)載荷類(lèi)型、使用要求、成型工藝以及對(duì)材料的剛度和方向性等要求，對(duì)碳纖維種類(lèi)、含量進(jìn)行修改，在鋪層方向和數(shù)量上進(jìn)行有序設(shè)計(jì)，可以獲得多個(gè)方向的性能優(yōu)勢(shì)，這就是碳纖維機(jī)械臂可設(shè)計(jì)性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。

 

    3、熱膨脹系數(shù)?。汉芏嗖牧隙紩?huì)出現(xiàn)熱脹冷縮的問(wèn)題，這是熱膨脹系數(shù)較高的表現(xiàn)，在實(shí)際使用中熱脹冷縮很可能破壞設(shè)備自身的使用效果，在這個(gè)方面碳纖維機(jī)械臂的優(yōu)勢(shì)同樣明顯。碳纖維復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)趨近于0。有測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，同100cm長(zhǎng)的鋁合金機(jī)械臂與碳纖維機(jī)械臂，在室溫12℃中放置相同時(shí)間，最終鋁合金機(jī)械臂零件變化0.13mm，而碳纖維機(jī)械臂零部件則絲毫沒(méi)有產(chǎn)生形變。

 

    4、可防止共振：振動(dòng)是許多自動(dòng)化裝置的一大難題，振動(dòng)消失時(shí)，可以提高機(jī)器精度，但會(huì)減慢生產(chǎn)周期；相反，較快的機(jī)器操作會(huì)損害機(jī)器的準(zhǔn)確性，并且常常會(huì)影響成品的質(zhì)量。利用碳纖維復(fù)合材料可改善自動(dòng)化裝備的性能。通過(guò)減小運(yùn)動(dòng)的機(jī)器部件的質(zhì)量，或者增加其強(qiáng)度會(huì)使該部件的固有頻率提高。由碳纖維復(fù)合材料制成的機(jī)械臂具有足夠高的固有頻率，因此不會(huì)與機(jī)器運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生共振。

 

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