江苏机器人手臂用碳纤维种类

按照用途市场划分，2020年碳纤维应用市场细分大致如下：

风能———23％

航空航天———20％

体育用品———12％

汽车———10％

压力容器———10％

用于注塑塑料和其他短纤维应用的复合材料———8％

建筑和基础设施———8％

其他细分市场———9％

正如COVID之前的时期一样，随着新应用和项目的投产，碳纤维的所有细分市场都具有巨大的增长潜力。在COVID-19暴发之前，碳纤维具有吸引力的潜在长期大趋势保持不

变。碳纤维的优势：刚度、较高的强度重量比、耐腐蚀性、导电性等，至今仍然有效。为了实现增长，碳纤维和CFRP零件必须同时具有技术和经济效益。

由于碳纤维重量轻、强度高、设计灵活等优势，有成为新一代零件的发展趋势。江苏机器人手臂用碳纤维种类

碳纤维生产工艺技术发展到今,已然成熟,随着碳纤维复合材料不断发展,越来越受各行各业的青睐,尤其是航空、汽车、轨道、风电叶片等强劲增长以及其带动作用，碳纤维产业发展前景更加广阔。

碳纤维产业链可以分为上游和下游。上游通常是指生产碳纤维专门用的材料；下游通常是指生产碳纤维应用部件的产品。介于上下游之间的企业可以认为他们是碳纤维生产工艺中的设备提供商。碳纤维产业链上游从原丝到碳纤维整个过程，需要经过氧化炉、碳化炉、石墨化炉、表面处理、上浆等工艺，将以聚丙烯腈结构为主的原丝经过碳化等工艺变为以石墨纤维结构为主的碳纤维。 江苏机器人手臂用碳纤维种类机械手的功率重量比可以通过轻量化设计来优化，选择轻量化材料也是实现机械手轻量化的重要途径。

碳纤维板的加工

碳纤维板在固化成型后，为了精度要求或装配需要，还要进行切削、钻孔等后加工。在切削工艺参数、切割深度等相同条件下，选择不同材料、尺寸、形状的刀具和钻头，

效果上有很大差异，与此同时，刀具和钻头的力度、方向、时间和温度等因素也会影响到加工的结果。

后加工过程中，尽量选择带金刚石涂层的锋利刀具和整体硬质合金的钻头，刀具和钻头本身的耐磨性决定了加工的质量和工具的使用寿命。如果刀具和钻头不够锋利或者使

用不当，不仅会加速磨损，提高产品的加工成本，更会造成板材损伤，影响板材的形状、尺寸以及板材上孔、槽等加工部位尺寸的稳定性，严重时会造成材料出现层状撕

裂，甚至是块状崩落，导致整块板材的报废。

传统的机械臂大多由铝合金、钢等金属材料制成。此外，机械手上还将安装一些自动检测装置、管道、冷却装置等。由于机械手是典型的悬臂结构，其本身的质量会对机械手本身产生很大的影响，所以如果要在满足静态和动态性能的同时，也要减轻机械手的重量，可以选择适当的结构和选择光密度材质来实现操纵器的轻量化。

机械臂作为运动部件，一般要完成各种固定或被固定的运动。材料的选择决定了机械臂的动静态性能。首先，轻材料是制作机械手的好选择。因为机械手的重量不但影响其运动的方便性，而且直接影响驱动运动的能量消耗。机械手在移动，需要很好的管理，所以不应该太重。重量越轻，转动惯量越小。从这个角度看，钢是非常重的材料，达到7.8g/cm3，比铝合金重60%以上，铝也有2.7g/cm3，碳纤维所占比例较小，只有1.75g/cm3。因此，碳纤维制成的机械臂是目前所有材料中非常轻的，可以使机械臂的操作更加灵活、准确。 越来越多的新型机械臂正在使用碳纤维复合材料。

碳纤维产业链上游属于石油化工行业，主要通过原油炼制、裂解、氨氧化等工序获得丙烯腈；碳纤维企业通过对以丙烯腈为主的原材料进行聚合反应生成聚丙烯腈，再以其

纺丝获得聚丙烯腈原丝，对原丝进行预氧化、碳化等工艺制得碳纤维，通过对碳纤维和高质量树脂的加工以获得碳纤维复合材料以满足应用需求。

碳纤维的生产流程主要包括：拉丝、牵伸、稳定、碳化、石墨化。

一、拉丝：这是碳纤维生产过程中的第一步，主要把原材料分离成纤，属于物理变化，在这过程中，纺丝液细流与凝固液之间的传质、传热，PAN沉析形成凝胶结构的

丝条。

二、牵伸：要求温度100到300度，结合定向纤维的拉伸效应来操作。也是PAN纤维的高模量、强度高、致密化和细化的关键步骤。

由上海泰晟电子科技发展有限公司提供的一组碳纤维伸缩套管被用于液晶半导体行业搬运机械臂中。江苏机器人手臂用碳纤维种类

为了进一步降低能耗，提高生产效率，纺织机械设备开始逐步在零部件中应用碳纤维材料。江苏机器人手臂用碳纤维种类

从近期公布的中报看，国内碳纤维企业业绩大幅增长，高景气度持续。当前国内碳纤维需求空间巨大，排名靠前的企业扩产计划正在实施中，未来产能有望持续释放，具备良好的成长性。

碳纤维性能优异，应用领域广阔。碳纤维具有出色的力学性能和化学稳定性，密度不到钢的1/4、强度是钢的5-7倍，是目前已大量生产的高性能纤维中具有非常高的比强度和非常高的比模量的纤维。目前，碳纤维的主要应用领域有航空航天、汽车制造、体育休闲、建筑和工业机械、风电叶片、压力容器等领域，其中航空航天是非常大的碳纤维应用市场。

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