碳纖維—輕量化的重要選擇

隨著碳纖維的優(yōu)勢特性被越來越多的人所關(guān)注和了解，航天、軍備、機(jī)器人制造、輕軌交通等多個領(lǐng)域的應(yīng)用式開發(fā)蜂擁而上，使得國內(nèi)碳纖維生產(chǎn)線建設(shè)異常熱鬧。特別是在機(jī)械制造領(lǐng)域，“碳纖維熱”已呈燎原之勢。

工業(yè)機(jī)械手、機(jī)械防護(hù)罩等機(jī)械設(shè)備的出現(xiàn)改變了人們的生活，它可代替人的繁重勞動以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。碳纖維作為21世紀(jì)的新興材料，性能十分優(yōu)越，現(xiàn)在一些高檔的機(jī)械設(shè)備零件都可以使用碳纖維材料制造。

碳纖維機(jī)械設(shè)備零件的優(yōu)勢：

1、重量輕。碳纖維非凡的輕質(zhì)特點(diǎn)允許設(shè)備以較低的功率工作，節(jié)約能源。

2、減振。碳纖維零件用環(huán)氧樹脂基體和碳纖維布制造而成，具有高剛性材料的固有的振動阻尼性。每當(dāng)它工作的時候，這些特性會迅速消除運(yùn)動所帶來的振動，穩(wěn)定性高，提高生產(chǎn)效率，另外它對減少負(fù)載延長壽命也很有幫助。

3、熱膨脹系數(shù)低。低膨脹系數(shù)有助于提高產(chǎn)品的精度。

4、防護(hù)作用好。碳纖維防水、耐高溫、耐低溫、耐摩擦，對設(shè)備內(nèi)部也可起到保護(hù)作用。

碳纖維矩形管所以會用來制作工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械手臂，主要原因就是質(zhì)輕高強(qiáng)的特點(diǎn)。碳纖維復(fù)合材料的密度僅有1.6g/cm3，僅為鋼材的1/4，傳統(tǒng)的機(jī)械手臂制作材料-鋁合金的密度為2.7 g/cm3，強(qiáng)度高、高模量、高穩(wěn)定性、耐高低溫，熱膨脹系數(shù)小、在酸堿鹽等化學(xué)介質(zhì)中不溶不脹等性能，相比之下，碳纖維矩形管制作機(jī)械手臂在減重上具有很明顯的優(yōu)勢。

在減重的同時，碳纖維矩形管的力學(xué)性能也比較突出，能夠滿足機(jī)械手臂在作業(yè)時的強(qiáng)度需求，除強(qiáng)度外，操作精度對于機(jī)械手臂也是相當(dāng)重要的。一方面，碳纖維復(fù)合材料力學(xué)性能突出，基本上不會產(chǎn)生彎曲變形的現(xiàn)象，另一方面，碳纖維復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)小，不會隨著工作環(huán)境溫度的變化而產(chǎn)生形變，可以保證操作精度，增加產(chǎn)品合格率。

獻(xiàn)縣環(huán)宇碳纖維管的力學(xué)性能十分優(yōu)秀，其抗拉強(qiáng)度能夠達(dá)到2800MPa以上，還具備多數(shù)金屬材料所沒有的彎曲強(qiáng)度，同時它還是一種優(yōu)秀的減重材料，密度僅有1.6g/cm3。碳纖維是一種非金屬，電化學(xué)活性較低，在酸、堿、鹽等化學(xué)介質(zhì)中不溶不脹，具有優(yōu)秀的耐腐蝕能力，能夠延長使用壽命。大口徑碳纖維管耐高溫、熱膨脹系數(shù)小，尺寸穩(wěn)定。 碳纖維方管具有質(zhì)輕、高強(qiáng)、高模量、高穩(wěn)定性、耐高低溫等性能，用于自動化設(shè)備末端夾持工具、自動化設(shè)備橫梁、裝卸梁、拆卸梁、承重梁、工具支架 可大大提高自動化生產(chǎn)率。