機(jī)器人生產(chǎn)可選用的金屬材料主要有鋼鐵、鋁合金、鎂合金、鈦合金等。由于鋼鐵材料的密度高達(dá)7.8g/cm3,雖有少部分機(jī)器人的運(yùn)動部件采用了鈦合金材料(4.5g/cm3)或鋁合金材料(2.7g/cm3)代替鋼鐵材料,但鈦合金密度仍然較高,且成本昂貴,鋁合金的密度也高于鎂合金。
鎂或鎂合金作為最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料,其密度為鋁的2/3,不到鋼的1/4,對于含30%玻纖的聚碳酸酯復(fù)合材料來說,鎂的密度也不超過其10%。此外,我國的鐵、鋁資源儲量僅占世界比例18.7%和2.3%,但我國的鎂礦資源是世界上最富有的,鎂材料的應(yīng)用具有得天獨(dú)厚的資源優(yōu)勢。因此,鎂及鎂合金材料以其輕質(zhì)、高比強(qiáng)度等特點(diǎn),在減重、提高機(jī)器人機(jī)動性、續(xù)航能力等方面有著顯著優(yōu)勢,是制造機(jī)器人的最理想材料之一。
機(jī)器人材料的輕量化可大幅提高其機(jī)動性,增加其工作效率,突顯機(jī)器人在減輕運(yùn)動慣性、提高操作速度和動作準(zhǔn)確度方面的優(yōu)勢。日本許多機(jī)器人生產(chǎn)一般都采用由輕質(zhì)合金制成,其外殼就為鎂合金材質(zhì),這使得機(jī)器人的自重大大降低,步行速度由原來的1.6km/h提高到2.5km/h,最大奔跑速度達(dá)到了3km/h。
鎂合金材料雖然在機(jī)器人上得到了初步應(yīng)用,但是限制鎂合金材料在機(jī)器人零部件領(lǐng)域應(yīng)用的重要瓶頸之一依然是現(xiàn)有牌號鎂合金的強(qiáng)韌性與鋼鐵、鋁合金相比還較低,距機(jī)器人材料性能的要求尚有差距,無法實(shí)現(xiàn)對鋼鐵、鋁合金等材料的完全替代。因此,開發(fā)用于制造機(jī)器人零部件的高性能鎂合金及其成形加工技術(shù),對減輕機(jī)器人運(yùn)動部件質(zhì)量、提高動作準(zhǔn)確性、實(shí)現(xiàn)節(jié)能等都具有重要意義。
新時代,新技術(shù)層出不窮,我們關(guān)注,學(xué)習(xí),希望在未來能夠與時俱進(jìn),開拓創(chuàng)新。