碳纤维在机器人和自动化设备的哪些地方有用？应该用哪种形式？
把碳纤维用在快速运动或尺寸不能变化的零件上：末端执行器、龙门和直线轴横梁、机器人连杆、取放机械臂以及传感器或相机支架。运动部件越轻，惯量越小，电机加速更快、稳定更快、温度更低。单向碳纤维层合板的比刚度约为铝的三倍[1][2]，而且碳纤维受热几乎不膨胀。
~3×单向碳纤维与铝的比刚度之比
~40%同体积下比铝轻
~6×铝的热膨胀更大
机器人和自动化工厂是我们管材、板材和型材的客户之一[3].
哪些零件受益，用哪种形式？
| 机器零件 | 碳纤维的作用 | 最合适的形式 |
|---|---|---|
| 末端执行器（夹爪、真空吸盘架） | 负载更轻、动作更快、可用更小的机器人 | 方管或圆管、CNC 切割板 |
| 龙门和直线轴横梁 | 运动质量更小，过冲更小 | 大尺寸卷制方管或矩形管 |
| 取放机械臂和并联（Delta）臂 | 节拍非常快 | 圆管、拉挤棒 |
| 传感器、相机和测量支架 | 温度变化时尺寸不变 | 板件、方管 |
| 防护罩和盖板 | 轻而刚的面板 | 薄板 |
| 现有零件的加强筋 | 增加刚度，几乎不增重 | 粘贴拉挤板条 |
能轻多少、刚多少？
| 材质 | 模量（GPa） | 密度（g/cm³） | 比刚度 |
|---|---|---|---|
| 铝 | 68.9[1] | 2.7[1] | 25.5 |
| 编织 T300 碳纤维层合板 | 55[2] | 约 1.6[1] | 34 |
| 单向 T300 碳纤维层合板 | 120[2] | 约 1.6[1] | 75 |
比刚度（模量 ÷ 密度）
横梁请选择大部分铺层沿长度方向的管材，这样相对铝的刚度提升最大。截面选择见方管还是圆管。
机器零件的设计要点
- 连接决定成败。把铝或钢的端头接头粘接进管内，中间加绝缘层防止电偶腐蚀。见碳纤维与金属的连接。
- 螺栓处使用嵌件，避免薄壁和薄板被夹紧力压碎。
- 注意温度，尤其靠近电机和加热器的位置。环氧树脂在接近其 100–130 °C 的 Tg 时会变软[4]。
- 静电。碳纤维导电，有助于消除静电积累，但要远离带电的电气部件。
提示先从离电机最远的零件开始：末端执行器。这里减下的重量收益最大，因为它前面的每个关节和电机都要承担它。
需要提供什么
零件图纸（带端头接头的管材用 STEP，板件用 DXF）、要替换的材料、目标运动质量和数量。我们可以按图纸对管材和板材进行切割、钻孔和 CNC 加工[5]。请使用询价表单。