Inleiding tot de toepassing van PEEK in structurele componenten van robots (behuizingen, raamwerken)
Tijdens het onderzoeks- en productieproces van robots vormen structurele componenten de basisondersteuning en spelen ze een cruciale rol in de prestaties, stabiliteit en uitbreiding van toepassingsscenario's van robots. PEEK-materiaal biedt met zijn uitstekende eigenschappen ongeëvenaarde voordelen op het gebied van robotbehuizingen en -frames en ontwikkelt zich geleidelijk aan tot een belangrijke drijvende kracht achter industriële innovatie.
I. Analyse van PEEK-materiaaleigenschappen
Hoge sterkte en stijfheid: PEEK beschikt over uitstekende mechanische eigenschappen, met een treksterkte en buigmodulus die vergelijkbaar zijn met die van sommige metalen. Het materiaal biedt betrouwbare structurele ondersteuning voor robotbehuizingen en -frames, zorgt ervoor dat de robot een stabiele vorm behoudt onder complexe werkomstandigheden, is bestand tegen externe stoten en spanningen en garandeert de veilige werking van interne precisiecomponenten.
Lichtgewicht voordeel: De dichtheid van PEEK is ongeveer 1,3 - 1,4 g/cm³, slechts ongeveer de helft van die van aluminium (ongeveer 2,7 g/cm³). Deze lichtgewicht eigenschap is belangrijk voor robots, omdat PEEK gebruikt kan worden voor de productie van behuizingen en frames met dezelfde sterkte-eisen, waardoor het eigen gewicht van de robot aanzienlijk wordt verlaagd. Neem bijvoorbeeld humanoïde robots: het lagere gewicht verbetert hun bewegingsflexibiliteit, reactiesnelheid en energieverbruik, verlengt de batterijduur en stelt ze in staat om beter te presteren in scenario's die een hoog uithoudingsvermogen en mobiliteit vereisen, zoals service- en reddingsoperaties.
Chemische corrosiebestendigheid: In diverse sectoren, zoals de industriële, medische en voedselverwerkingsindustrie, komen robots vaak in aanraking met diverse chemische stoffen. PEEK-materiaal is zeer goed bestand tegen zure en alkalische oplossingen, organische oplosmiddelen, enz., waardoor de behuizingen en frames effectief worden beschermd tegen chemische corrosie. Dit verlengt de levensduur van de robot aanzienlijk en zorgt voor een stabiele werking in zware chemische omgevingen. In chemische productiewerkplaatsen zijn robots met PEEK-componenten bijvoorbeeld langdurig bestand tegen de corrosieve effecten van gassen en vloeistoffen.
Goede thermische stabiliteit: PEEK kan stabiele prestaties leveren in omgevingen met hoge temperaturen, met een glasovergangstemperatuur van ongeveer 143 °C en een gebruikstemperatuur op lange termijn van ongeveer 240 °C. Op korte termijn kan het zelfs hogere temperaturen weerstaan. Deze eigenschap stelt robots in staat zich aan te passen aan gebruiksscenario's met hoge temperaturen, zoals laswerkplaatsen voor auto's en materiaalverwerking bij hoge temperaturen. Hierdoor wordt structurele vervorming door temperatuurveranderingen vermeden, wat de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van de robot zou kunnen beïnvloeden.
II. Toepassingsvoorbeelden en voordelen van PEEK in robotbehuizingen
Verbeterde bescherming en duurzaamheid: De werkomgeving van industriële robots is vaak ruw, met botsingen, wrijving en stof, olie en andere verontreinigingen. Het gebruik van PEEK-materiaal voor de productie van behuizingen, met zijn hoge sterkte en slijtvastheid, kan effectief externe botsingen en krassen weerstaan, slijtage van de behuizing verminderen en voorkomen dat stof, olie en andere stoffen zich hechten en eroderen. Dit beschermt interne elektronische componenten en mechanische structuren, verkleint de kans op storingen en verbetert de algehele duurzaamheid van de robot.
Grotere ontwerpflexibiliteit: PEEK-materiaal is gemakkelijk te verwerken en te vormen, bijvoorbeeld door middel van spuitgieten, persgieten, enz., en kan worden verwerkt tot complexe en diverse behuizingen. Dit biedt een breed scala aan mogelijkheden voor het ontwerpen van robots. Het voldoet niet alleen aan de specifieke behoeften van verschillende industrieën wat betreft het uiterlijk van de robot, maar optimaliseert ook de aerodynamische prestaties van de behuizingen, terwijl de structurele sterkte wordt gewaarborgd, de luchtweerstand wordt verminderd en de efficiëntie van de robot tijdens beweging wordt verbeterd. Sommige servicerobots gebruiken bijvoorbeeld gestroomlijnde PEEK-behuizingen, die er niet alleen mooi uitzien, maar ook het bedrijfsgeluid kunnen verminderen.
Kostenbesparing: Hoewel de initiële kosten van PEEK-materiaal relatief hoog zijn, kunnen de uitstekende prestaties, vanuit het perspectief van langdurig gebruik en onderhoud, het aantal reparaties en vervangingsfrequenties van robots aanzienlijk verminderen en de totale gebruikskosten verlagen. PEEK heeft bovendien een hoge materiaalbenuttingsgraad tijdens de verwerking en kan door geoptimaliseerd ontwerp worden geïntegreerd om het aantal componenten en assemblageprocessen te verminderen, wat de productiekosten verder verlaagt.
III. Toepassingsresultaten en waarde in robotframeworks
Optimalisatie van de ondersteuningsprestaties: Als kerncomponent voor het lager moet het robotframe voldoende sterkte en stijfheid hebben om verschillende componenten te ondersteunen en kracht over te brengen. De hoge sterkte en stijfheid van het PEEK-materiaal zorgen ervoor dat het frame het gewicht van de robot stabiel kan dragen en effectief bestand is tegen verdraaiing en vervorming tijdens beweging, waardoor de nauwkeurigheid en stabiliteit van de gewrichtsbewegingen van de robot worden gegarandeerd. Neem bijvoorbeeld industriële robots met meerdere gewrichten: het PEEK-frame kan de robot in staat stellen een goede houding te behouden tijdens hogesnelheids- en zeer nauwkeurige handelingen.
Realisatie van lichtgewicht en efficiënte bewegingen: Het lichtgewicht PEEK-frame kan de traagheid van de robot aanzienlijk verminderen, waardoor deze wendbaarder wordt tijdens het opstarten, stoppen en draaien, en een snellere reactiesnelheid heeft. Dit is met name belangrijk voor robots die vaak snelle acties moeten uitvoeren, zoals sorteerrobots en robots voor logistieke afhandeling. Dit kan de werkefficiëntie aanzienlijk verhogen en tegelijkertijd het energieverbruik en de bedrijfskosten verlagen.
Aanpassing aan complexe gewrichtsstructuren: Met de ontwikkeling van robottechnologie worden gewrichtsstructuren steeds complexer en worden er hogere eisen gesteld aan de aanpassingsvermogen van materialen. De goede verwerkingseigenschappen van PEEK-materiaal maken de productie mogelijk van framecomponenten die perfect passen bij complexe gewrichtsstructuren, waardoor soepele en flexibele gewrichtsbewegingen worden gegarandeerd. In het ledematenframe van humanoïde robots kan PEEK bijvoorbeeld worden aangepast en verwerkt op basis van de bewegingseigenschappen van de gewrichten, waardoor een natuurlijkere en flexibelere imitatie van bewegingen wordt bereikt.
