傳統(tǒng)的機(jī)械臂大多由鋁合金、鋼等金屬材料制成。此外，機(jī)械手上還將安裝一些自動(dòng)檢測裝置、管道、冷卻裝置等。由于機(jī)械手是典型的懸臂結(jié)構(gòu)，其本身的質(zhì)量會(huì)對機(jī)械手本身產(chǎn)生很大的影響，所以如果要在滿足靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能的同時(shí)，也要減輕機(jī)械手的重量，可以選擇適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)和選擇光密度材質(zhì)來實(shí)現(xiàn)操縱器的輕量化。

機(jī)械臂作為運(yùn)動(dòng)部件，一般要完成各種固定或被固定的運(yùn)動(dòng)。材料的選擇決定了機(jī)械臂的動(dòng)靜態(tài)性能。首先，輕材料是制作機(jī)械手的好選擇。因?yàn)闄C(jī)械手的重量不但影響其運(yùn)動(dòng)的方便性，而且直接影響驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的能量消耗。機(jī)械手在移動(dòng)，需要很好的管理，所以不應(yīng)該太重。重量越輕，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越小。從這個(gè)角度看，鋼是非常重的材料，達(dá)到7.8g/cm3，比鋁合金重60%以上，鋁也有2.7g/cm3，碳纖維所占比例較小，只有1.75g/cm3。因此，碳纖維制成的機(jī)械臂是目前所有材料中非常輕的，可以使機(jī)械臂的操作更加靈活、準(zhǔn)確。 為了進(jìn)一步降低能耗，提高生產(chǎn)效率，紡織機(jī)械設(shè)備開始逐步在零部件中應(yīng)用碳纖維材料。山西半導(dǎo)體行業(yè)用碳纖維種類有哪些工藝

由于整個(gè)生產(chǎn)過程事關(guān)濕度、濃度、粘度、流量等上千個(gè)參數(shù)的高精度控制，稍有不慎就會(huì)嚴(yán)重影響碳纖維材料的性能和質(zhì)量穩(wěn)定性。因此，目前只有極少數(shù)國家能穩(wěn)定生產(chǎn)出高性能碳纖維材料。

事實(shí)上，碳纖維材料尤其是強(qiáng)度較高的碳纖維原絲，可用于高性能裝備研制。因此，研制新一代碳纖維材料以及更高性能的裝備，就成了各比拼高精尖實(shí)力的“重頭戲”。目前都紛紛將目光鎖定在“碳纖維材料”領(lǐng)域，競相推出研發(fā)碳纖維材料相關(guān)計(jì)劃，或?qū)⒁l(fā)碳纖維材料研制的“群雄逐鹿”。 山西半導(dǎo)體行業(yè)用碳纖維種類有哪些工藝碳纖維管在工業(yè)機(jī)械滾軸中的優(yōu)勢非常突出。

碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈上游屬于石油化工行業(yè)，主要通過原油煉制、裂解、氨氧化等工序獲得丙烯腈；碳纖維企業(yè)通過對以丙烯腈為主的原材料進(jìn)行聚合反應(yīng)生成聚丙烯腈，再以其

紡絲獲得聚丙烯腈原絲，對原絲進(jìn)行預(yù)氧化、碳化等工藝制得碳纖維，通過對碳纖維和高質(zhì)量樹脂的加工以獲得碳纖維復(fù)合材料以滿足應(yīng)用需求。

碳纖維的生產(chǎn)流程主要包括：拉絲、牽伸、穩(wěn)定、碳化、石墨化。

一、拉絲：這是碳纖維生產(chǎn)過程中的第一步，主要把原材料分離成纖，屬于物理變化，在這過程中，紡絲液細(xì)流與凝固液之間的傳質(zhì)、傳熱，PAN沉析形成凝膠結(jié)構(gòu)的

絲條。

二、牽伸：要求溫度100到300度，結(jié)合定向纖維的拉伸效應(yīng)來操作。也是PAN纖維的高模量、強(qiáng)度高、致密化和細(xì)化的關(guān)鍵步驟。

碳纖維比較難加工

碳纖維兼具碳材料強(qiáng)抗拉力和纖維柔軟可加工性兩大特征，碳纖維是一種的力學(xué)性能優(yōu)異的新材料。

就拿碳纖維和我們常見的鋼材來說，碳纖維的強(qiáng)度在 400 到 800 兆帕左右，而普通鋼材的強(qiáng)度為 200 到 500 兆帕。再來看韌性，碳纖維和鋼材基本類似，沒有明顯的區(qū)別。

碳纖維具有更高的強(qiáng)度，更輕的重量，所以說碳纖維是新材料中的**。正因?yàn)檫@種優(yōu)勢，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)在加工過程中，基體和纖維存在較為復(fù)雜的內(nèi)部相互作用，使其物理特性與金屬有較大區(qū)別，CFRP密度遠(yuǎn)小于金屬，而強(qiáng)度大于大部分金屬。因?yàn)?CFRP 的不均勻性，在加工過程中往往會(huì)出現(xiàn)纖維拉出或基質(zhì)纖維的脫離；CFRP 具有較高的耐熱性和耐磨性，使其在加工過程中對設(shè)備的要求較高，因此生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量切削熱對設(shè)備磨損較為嚴(yán)重。

同時(shí)，其應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，要求也越來越細(xì)膩，對材料適用性做出要求，對CFRP的質(zhì)量要求也越來越苛刻，也致使加工成本上浮。

目前上海泰晟的復(fù)晟碳纖維復(fù)合材料已用于以下幾個(gè)領(lǐng)域：液晶領(lǐng)域、半導(dǎo)體領(lǐng)域、機(jī)器人領(lǐng)域紡織領(lǐng)域等。

傳統(tǒng)的碳纖維生產(chǎn)過程主要包括纖維紡絲、熱穩(wěn)定化、碳化以及石墨化等環(huán)節(jié)，再加上高壓下烘烤分離的樹脂和碳纖維布，一共需要24個(gè)小時(shí)以上。而鍛造碳纖維的生產(chǎn)耗時(shí)則明顯縮短了許多，將切碎的碳纖維絲與樹脂結(jié)合并夾在兩個(gè)鋼模之間，然后放在1200-1500psi的壓力下加熱3分鐘就能制造完成。生產(chǎn)周期的大幅縮短意味著鍛造碳纖維的生產(chǎn)成本將大幅降低。

還有一個(gè)優(yōu)勢，短切碳纖維與樹脂混合后，在高壓的作用下，它的流動(dòng)性好，能夠成型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零部件。 碳纖維復(fù)合材料具有良好的抗疲勞性能，用這種新型復(fù)合材料制成的零件使用壽命長，維護(hù)或更新頻率低。山西半導(dǎo)體行業(yè)用碳纖維種類有哪些工藝

碳纖維管制成的無紡布機(jī)械滾筒的重量優(yōu)勢非常突出，即使長度增加幾米，整體重量也非常有限。山西半導(dǎo)體行業(yè)用碳纖維種類有哪些工藝

碳纖維板的加工

碳纖維板在固化成型后，為了精度要求或裝配需要，還要進(jìn)行切削、鉆孔等后加工。在切削工藝參數(shù)、切割深度等相同條件下，選擇不同材料、尺寸、形狀的刀具和鉆頭，

效果上有很大差異，與此同時(shí)，刀具和鉆頭的力度、方向、時(shí)間和溫度等因素也會(huì)影響到加工的結(jié)果。

后加工過程中，盡量選擇帶金剛石涂層的鋒利刀具和整體硬質(zhì)合金的鉆頭，刀具和鉆頭本身的耐磨性決定了加工的質(zhì)量和工具的使用壽命。如果刀具和鉆頭不夠鋒利或者使

用不當(dāng)，不僅會(huì)加速磨損，提高產(chǎn)品的加工成本，更會(huì)造成板材損傷，影響板材的形狀、尺寸以及板材上孔、槽等加工部位尺寸的穩(wěn)定性，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成材料出現(xiàn)層狀撕

裂，甚至是塊狀崩落，導(dǎo)致整塊板材的報(bào)廢。

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