Почему PEEK и магниево-алюминиевый сплав — ключ к облегчению гуманоидных роботов?

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Русский перевод: Ключевые легкие материалы для гуманоидных роботов: PEEK + магниево-алюминиевые сплавы

Ключевые легкие материалы для гуманоидных роботов: PEEK + магниево-алюминиевые сплавы

Новые изображения гуманоидного робота Tesla Optimus G3 показывают, что в этом году два основных направления развития — тактильная ловкость и снижение веса.

В предыдущей статье мы рассмотрели последние улучшения в тактильных руках. Новые фотографии G3 также демонстрируют изменения в текстуре корпуса, подчеркивая тренд на облегчение конструкции.

В этой статье мы сосредотачиваемся на двух ключевых легких материалах: PEEK и магниево-алюминиевом сплаве.

01. Обзор легких материалов в гуманоидных роботах

Голова и "мозг" робота зависят от ИИ-материалов, тогда как конечности требуют применения новых химических материалов для облегчения веса и обеспечения чувствительности.

Два пути облегчения конструкции:

1. Структурные оптимизации — интеграция компонентов, уменьшение размеров и массы узлов, удаление ненужных внешних элементов.

2. Выбор легких и прочных материалов — самый популярный подход.

Основные применяемые материалы:

• Инженерные пластики (PEEK, PA, PPS, LCP, TPE, UHMW-PE)

• Композиты с углеродным волокном

• Магниево-алюминиевые сплавы

PEEK — перспективный кандидат для замены металлов. Для снижения хрупкости он часто армируется углеродным волокном.

02. Обзор материала PEEK

Гибкость и экономия энергии важны для гуманоидных роботов. Облегченные материалы снижают потери энергии при движении.

PEEK (полиэфирэфиркетон) — высококачественный пластик, сочетающий прочность и термостойкость. Он применяется в шестернях, суставах и каркасах конечностей.

Примерное потребление PEEK:

• 1 кг чистого PEEK для шестерней/суставов

• 8 кг CF/PEEK для конечностей

• Итого: 6,6 кг на одного робота

03. Цепочка поставок PEEK

Сырье:

Ключевое вещество — фторкетон (DFBP). Основные поставщики:

• Китай: Sinochem, Zhongxin, Xingfu

• Мировые лидеры: VICTREX (Великобритания), Solvay (Бельгия), Evonik (Германия)

Производство:

Трудоемкий и высокотехнологичный процесс.

Рынок:

• Лидеры: VICTREX, Solvay, Evonik (>80% мирового объема)

• Китайские производители: Zhongyan, ARKPEEK, Jida и др.

Обработка:

Методы:

• Литье под давлением (наиболее эффективно)

• Горячее прессование

• Формование

Композиты CF/PEEK

Армирование углеродным волокном решает проблемы хрупкости и прочности. Пример: CF/PEEK плотностью 58% от алюминия, 36% от титана, при аналогичной прочности.

04. Магниево-алюминиевые сплавы

Используются Tesla Optimus G3 и другими роботами.

Преимущества:

• Вес: 2/3 от алюминия, 1/4 от стали

• Высокая прочность

• Хорошая теплопроводность

• Применение: корпуса, торсы, суставы

Примеры:

• Honda ASIMO — +50% подвижности

• ABB YuMi — точный захват, коллаборация

Китайские инициативы: Baowu Magnesium + Estun, Yian Technology, Xingyuan Zhuomei и др.