Въведение в приложението на PEEK в структурни компоненти на роботи (корпуси, рамки)
По време на процеса на изследване и производство на роботи, структурните компоненти служат като основна опора, играейки ключова роля за производителността, стабилността и разширяването на сценариите на приложение на роботите. Материалът PEEK, със своите изключителни характеристики, демонстрира несравними предимства в областта на корпусите и рамките на роботите, като постепенно се превръща в ключова движеща сила за иновациите в индустрията.
I. Анализ на характеристиките на PEEK материала
Висока якост и висока твърдост: PEEK притежава отлични механични свойства, като якостта на опън и модулът на огъване са сравними с някои метални материали, осигурявайки надеждна структурна опора за корпуси и рамки на роботи, гарантирайки, че роботът поддържа стабилна форма в сложни работни условия, издържайки на външни удари и напрежения и гарантирайки безопасната работа на вътрешните прецизни компоненти.
Предимство на лекотата: Плътността на PEEK е приблизително 1,3 - 1,4 g/см³, само около половината от тази на алуминия (приблизително 2,7 g/см³). Тази лекота е важна за роботите, позволявайки използването на PEEK за производство на корпуси и рамки със същите изисквания за якост, значително намалявайки собственото тегло на робота. Вземайки за пример хуманоидните роботи, намаленото тегло помага за подобряване на тяхната гъвкавост на движение, скорост на реакция и консумация на енергия, удължавайки живота на батерията им и им позволявайки да се представят по-добре в сценарии, изискващи висока издръжливост и мобилност, като например сервизни и спасителни операции.
Устойчивост на химическа корозия: В различни индустрии, като промишленост, медицина и хранително-вкусова промишленост, роботите често се сблъскват с различни химични вещества. Материалът PEEK има силна устойчивост на киселинни и алкални разтвори, органични разтворители и др., като ефективно предотвратява повреждането на корпусите и рамките от химическа корозия, значително удължавайки експлоатационния живот на робота и осигурявайки стабилна работа в тежки химически среди. Например, в цехове за химическо производство, роботите със структурни компоненти от PEEK могат да издържат на корозивното въздействие на газове и течности за дълго време.
Добра термична стабилност: PEEK може да поддържа стабилна производителност във високотемпературни среди, с температура на стъклен преход приблизително 143℃ и дългосрочна температура на употреба около 240℃, и дори може да издържи на по-високи температури в краткосрочен план. Тази характеристика позволява на роботите да се адаптират към високотемпературни работни сценарии, като например автомобилни заваръчни работилници и работа с материали при висока температура, избягвайки структурна деформация поради температурни промени и влияейки върху точността и надеждността на робота.
II. Примери за приложение и предимства на PEEK в корпуси за роботи
Подобрена защита и издръжливост: Работната среда на индустриалните роботи често е сурова, със сблъсъци, триене, прах, масло и други замърсители. Използването на PEEK материал за производство на корпуси, с неговата висока якост и износоустойчивост, може ефективно да устои на външни сблъсъци и надрасквания, да намали износването на корпуса и да предотврати залепването и ерозията на прах, масло и други вещества, защитавайки вътрешните електронни компоненти и механични структури, намалявайки вероятността от повреди и подобрявайки общата издръжливост на робота.
Повишена гъвкавост на дизайна: PEEK материалът е лесен за обработка и формоване, чрез шприцване, компресионно формоване и др., той може да бъде произведен в сложни и разнообразни корпуси. Това предоставя широко пространство за проектиране на роботи, не само отговаряйки на персонализираните нужди на различните индустрии за външен вид на робота, но и оптимизирайки аеродинамичните характеристики на корпусите, като същевременно осигурява структурна здравина, намалява съпротивлението на вятъра и подобрява ефективността на робота по време на движение. Например, някои сервизни роботи използват опростени PEEK корпуси, които са едновременно естетически приятни и могат да намалят шума при работа.
Намаляване на разходите: Въпреки че първоначалната цена на PEEK материала е сравнително висока, от гледна точка на дългосрочната употреба и поддръжка, неговите изключителни характеристики могат значително да намалят броя на ремонтите и честотата на подмяна на роботи, както и общите разходи за употреба. В същото време, PEEK материалът има висок коефициент на използване по време на обработката и може да бъде интегриран чрез оптимизиран дизайн, за да се намали броят на компонентите и процесите на сглобяване, което допълнително спестява производствените разходи.
III. Резултати от приложението и стойност в рамките на роботите
Оптимизация на носещите характеристики: Като основен компонент за лагеруване, рамката на робота трябва да има достатъчна здравина и твърдост, за да поддържа различни компоненти и да предава мощност. Високата якост и твърдост на PEEK материала гарантират, че рамката може стабилно да носи теглото на робота и ефективно да се съпротивлява на усукване и деформация по време на движение, гарантирайки точността и стабилността на движенията на ставите на робота. Вземайки за пример многоставните индустриални роботи, рамката от PEEK може да позволи на робота да поддържа добър контрол на стойката по време на работа с висока скорост и висока прецизност.
Реализация на леко и ефективно движение: Леката PEEK рамка може значително да намали инерцията на робота, правейки го по-гъвкав по време на стартиране, спиране и завиване, и осигурявайки по-бърза скорост на реакция. Това е особено важно за роботи, които трябва да извършват бързи действия често, като например роботи за сортиране и роботи за логистична обработка, което може значително да повиши ефективността на работа, като същевременно намали консумацията на енергия и понижи оперативните разходи.
Адаптиране към сложни ставни структури: С развитието на роботните технологии, ставните структури стават все по-сложни и към материалите се налагат по-високи изисквания за адаптивност. Добрите характеристики на обработка на PEEK материала позволяват производството на рамкови компоненти, които перфектно пасват на сложни ставни структури, осигурявайки плавност и гъвкавост на движенията на ставите. Например, в рамката на крайниците на хуманоидните роботи, PEEK материалът може да бъде персонализиран и обработен според характеристиките на движение на ставите, постигайки по-естествена и гъвкава имитация на движенията.
