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机器人轻量化的材料选择:PEEK & PPS

发布时间:2025/5/21 11:07:57阅读人次:627

PEEK(聚醚醚酮)和PPS(聚苯硫醚)作为高性能工程塑料,在人形机器人轻量化设计中具有显著优势,尤其在需要高强度、耐热性和动态性能的关键部件中表现突出。以下是两者的具体应用优势及对比:

1. PEEK(聚醚醚酮)的核心优势

高强度与轻量化

密度仅为1.3 g/cm³,接近铝合金的1/3,但拉伸强度可达90-100 MPa,接近金属性能,适合替代传统金属结构件(如关节轴承、齿轮箱壳体)。

高疲劳抗性,适合高频运动的关节部件(如膝关节、手指关节)。

耐高温与稳定性

长期使用温度可达250°C,短时耐受300°C(例如靠近电机或驱动器的部件)。

低热膨胀系数,尺寸稳定性优于多数塑料,减少热变形对运动精度的影响。

耐化学腐蚀与耐磨性

耐润滑油脂、酸碱腐蚀,适合齿轮、轴承等需要润滑的部件。

自润滑特性可降低摩擦系数(如无需额外润滑的滑动部件)。

典型应用:高负载关节结构、谐波减速器组件、传感器支架、高温环境下的电路板载体。

2. PPS(聚苯硫醚)的核心优势成本效益与加工性

密度1.35 g/cm³,虽略高于PEEK,但成本低30%-50%,适合大规模生产(如机器人外壳、非承力结构件)。

注塑成型流动性好,适合复杂薄壁件(如仿生外壳、关节等)。

耐热与阻燃性

长期耐温220°CUL94 V-0阻燃等级,符合电子元件安全标准

高尺寸稳定性

吸水率极低(<0.05%),在潮湿环境中尺寸几乎不变,适合精密传动部件(如齿轮、连接器)。

耐化学腐蚀性

对燃油、溶剂稳定,适用于可能接触清洁剂的服务机器人部件。

典型应用:轻量化外壳、电子设备支架、关节、低负载齿轮、电池模块结构件等。

通过合理选材,PEEKPPS能够显著降低人形机器人重量(减重可达20%-30%),同时提升运动效率与续航,是未来高动态机器人设计的理想选择。