春晚《秧bot》節(jié)目亮相,讓世界關(guān)注到了人行機(jī)器人這個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀。2025年2月6日,金發(fā)科技上桌人形機(jī)器人領(lǐng)域,股票漲停收官的消息也讓材料領(lǐng)域的企業(yè)們?cè)陝?dòng)起來(lái)。當(dāng)前階段,人形機(jī)器人行業(yè)的發(fā)展對(duì)高分子材料領(lǐng)域提出了多方面的需求,主要集中在材料的輕量化、高性能化、多功能化以及環(huán)??沙掷m(xù)性等方面,以下是具體分析:
輕量化需求
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減輕機(jī)器人自重:人形機(jī)器人需要在保證強(qiáng)度和性能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減重,以提高運(yùn)動(dòng)靈活性和能效。例如,聚醚醚酮(PEEK)材料因其比強(qiáng)度大、密度低的特性,被應(yīng)用于人形機(jī)器人的肢體骨骼及關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)件,可顯著降低機(jī)器人自重。
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提升運(yùn)動(dòng)性能:輕量化材料有助于提高機(jī)器人的行走速度和操作靈活性。如特斯拉的Optimus-Gen2人形機(jī)器人使用PEEK材料后,重量減輕了10公斤,行走速度提升了30%。
高性能化需求
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機(jī)械性能:人形機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)和操作過(guò)程中需要承受各種復(fù)雜的應(yīng)力,因此需要高分子材料具有高強(qiáng)度、高模量、高韌性和良好的耐磨性。例如,PEEK材料具有優(yōu)異的機(jī)械性能、耐熱性和抗磨損性,能夠滿(mǎn)足機(jī)器人關(guān)節(jié)、軸承、齒輪等部件的性能要求。
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耐溫性能:機(jī)器人在不同環(huán)境和工作狀態(tài)下可能面臨高溫或低溫的挑戰(zhàn),高分子材料需要具備良好的耐溫性。如聚苯硫醚(PPS)材料具有良好的耐溫性和電絕緣性,適用于人形機(jī)器人的連接件、護(hù)板以及動(dòng)力中心殼體等部件。
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耐化學(xué)性能:在一些特殊應(yīng)用場(chǎng)景中,人形機(jī)器人可能會(huì)接觸到各種化學(xué)物質(zhì),因此需要高分子材料具有良好的耐化學(xué)腐蝕性。PEEK材料在這方面表現(xiàn)出色,能夠在復(fù)雜工況下保持性能穩(wěn)定。
多功能化需求
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電子性能:隨著人形機(jī)器人智能化程度的提高,其內(nèi)部的電子元件和傳感器數(shù)量不斷增加,對(duì)高分子材料的電子性能提出了更高要求。例如,液晶聚合物(LCP)具有優(yōu)良的耐高溫性、尺寸穩(wěn)定性和高頻介電穩(wěn)定性,被廣泛應(yīng)用于機(jī)器人的伺服電機(jī)連接器和電子元器件中。
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生物相容性:在與人類(lèi)密切接觸的場(chǎng)景中,如醫(yī)療護(hù)理、服務(wù)機(jī)器人等領(lǐng)域,人形機(jī)器人的表面材料需要具備良好的生物相容性,以確保與人體接觸的安全性。有機(jī)硅材料因其柔軟性和生物相容性,被廣泛應(yīng)用于軟體機(jī)器人的手部設(shè)計(jì)中。
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仿生功能:為了更好地模擬人類(lèi)的外觀和觸感,人形機(jī)器人需要采用具有仿生功能的高分子材料。熱塑性彈性體(TPE)因其優(yōu)良的柔韌性和抗拉強(qiáng)度,以及獨(dú)特的觸感,被廣泛用于仿生機(jī)器人的外殼和手臂。
環(huán)??沙掷m(xù)性需求
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可回收性:隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),人形機(jī)器人行業(yè)對(duì)高分子材料的可回收性提出了更高要求。一些可回收的高分子材料不僅可以降低生產(chǎn)成本,還能減少對(duì)環(huán)境的影響。例如,TPE材料具有良好的可回收性。
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綠色制造:在人形機(jī)器人的生產(chǎn)過(guò)程中,需要采用環(huán)保的高分子材料和制造工藝,以減少對(duì)環(huán)境的污染。例如,一些高分子材料生產(chǎn)企業(yè)正在開(kāi)發(fā)低揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)的材料和生產(chǎn)工藝。
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