碳纖維機械臂非常好的取締了傳統(tǒng)的金屬機械臂，大大的降低了機械臂的重量，使得機械臂使用起來更為靈活，也表現(xiàn)出更強的優(yōu)勢，那在產(chǎn)品替代上面，很多人又擔心碳纖維機械臂能否完成載重抓取等工作，也就是其在拉伸、壓縮、彎曲等力學性能上面的優(yōu)勢如何，這關系到機械臂輕量化后的應用和使用壽命，這也是非常需要考量的地方。威盛新材完成多家客戶不同機械臂的生產(chǎn)，就針對碳纖維機械臂力學性能進行解讀。

（碳纖維機械臂）

　　拉伸力學性能表現(xiàn)

　　碳纖維機械臂拉伸性能主要的性能表現(xiàn)還是軸向拉伸的表現(xiàn)，這個拉伸力表現(xiàn)需要機械臂受到軸向力時候表現(xiàn)出來的抗拉力和抗拉強度，那在《纖維增強塑料拉伸性能試驗方法》以及《纖維增強熱固性塑料管軸向拉伸性能試驗方法》這樣的研究中看機械臂的平整、分層以及撕裂的現(xiàn)象，碳纖維機械臂表現(xiàn)不錯。我們會發(fā)現(xiàn)碳纖維機械臂的抗拉強度可以達到2000MPa,而不銹鋼機械臂的強度只有650MPa，所以會發(fā)現(xiàn)碳纖維機械臂的力學性能表現(xiàn)非常好。

　　彎曲力學性能表現(xiàn)

　　彎曲性能是碳纖維機械臂在靜態(tài)載荷下的整體彎曲測試中發(fā)現(xiàn)，和局部彎曲試驗區(qū)別還是比較大，往期也有實驗可參考《纖維增強塑料彎曲性能試驗》，那在測試中采用三點彎曲，無約束支撐，再加上一定的加載速率，然后達到破壞的情況下，測試出最大抗彎曲力。那會發(fā)現(xiàn)鋁合金材質機械臂彎曲彈性只有70GPa，而碳纖維機械臂完全模量是他的三倍，可以達到210GPa，彎曲強度可以達到1300MPa到1500MPa，這就會遠遠高于金屬材料，應用在機械臂上面就使得機械臂的抓取性能優(yōu)勢更明顯，能夠承載更多的重物。

　　抗壓力學性能表現(xiàn)

　　碳纖維機械臂的抗壓強度表現(xiàn)上面其實跟樹脂以及界面大小以及增強體有很大關系，那參考《纖維增強熱固性塑料管軸向壓縮性能試驗方法》我們會發(fā)現(xiàn)采用碳纖維機械臂端面平整、無分層、撕裂等現(xiàn)象，其余表面無損傷。試樣兩端面要求相互平行，且與試樣軸線垂直，平行度應不大于0.10mm。碳纖維復合材料機械臂成品一般尺寸較大，且規(guī)格不一，常用的壓縮實驗在實驗前需取壁管中某一片狀進行檢測，以此檢測碳纖維復合材料機械臂的整體抗壓性能。整個的環(huán)氧樹脂的拉伸強度在85MPa，彎曲強度在50MPa。

　　在跟傳統(tǒng)的金屬機械臂對比，在力學性能表現(xiàn)上面，碳纖維機械臂優(yōu)勢要更為明顯，并且質量更輕，碳纖維機械臂的密度只有1.6g/cm3，而鋼材的密度在7.8g/cm3。這就使得碳纖維機械臂能夠發(fā)揮的空間更大，質量更輕的前提下，力學性能還更好，非常好的減低了能耗，還提升了整體的抓取精準度。不管是比強度還是比剛度都具有明顯的優(yōu)勢。推薦閱讀：碳纖維電力巡檢機器人手臂