جشن جشنواره بهاره دوربین مداربسته امسال گروهی از روباتها را با ژاکتهای پنبهای رنگارنگ به نمایش گذاشتند که رقص یانگه را اجرا میکردند و دستمالهایی را میچرخانیدند. حرکات آنها نه تنها روان بود بلکه تعاملی نیز بود و تأثیر عمیقی بر مخاطب بر جای می گذاشت. در حالی که بسیاری از پیچیدگی الگوریتمهای هوش مصنوعی شگفتزده بودند، از دیدگاه یک صنعت، ما انقلابی را که در ابعاد متفاوتی رخ میدهد تشخیص دادیم - مواد. «اسکلتهایی» که این رباتها را قادر میسازد تا بدون از هم پاشیدن به عقب برگردند و از هم جدا شوند، تا حد زیادی مدیون قابلیتهای قابل توجه پلاستیکهای مهندسی تخصصی هستند.
همانطور که در مرحله گالا جشنواره بهار امسال مشاهده شد، ربات های انسان نما در حال تغییر آرامی از "کاهش وزن و افزایش عضله" هستند. تصویر گذشته ما از روباتها اغلب شامل اسکلتهای فولادی سنگینی بود که به آرامی حرکت میکردند و خطرات ایمنی را به همراه داشتند. اما امروزه وزن برخی از ربات ها را می توان به محدوده 27 تا 45 کیلوگرم کاهش داد. این جهش با پیشرفت هایی در مواد سبک وزن است. این پیگیری صرفاً برای زیبایی شناسی نیست. این یک راه حل حیاتی برای "اضطراب محدوده" است که مانع صنعتی شدن ربات های انسان نما می شود. داده ها نشان می دهد که به ازای هر 10 درصد کاهش وزن، یک ربات می تواند با همان شارژ باتری تقریباً 15 درصد بیشتر حرکت کند.
با هدایت این روند، پلاستیکهای مهندسی تخصصی - مانند پلیاترترکتون (PEEK) و پلیفنیلن سولفید (PPS)، که محصولات اصلی در مجموعه شرکت ما هستند - بهعنوان محصولات مورد علاقه جدید در صنعت ظهور میکنند.
چرا این ربات ها به چنین "پلاستیکی" نیاز دارند؟
بگیریدPEEKبه عنوان مثال، اغلب به عنوان "پادشاه عملکرد جامع" شناخته می شود. این به تدریج جایگزین فلزات به عنوان ماده اصلی مفاصل و اسکلت های روباتیک می شود. با استحکام معادل، PEEK حدود 50٪ سبک تر از آلومینیوم و 70٪ سبک تر از فولاد است. این به رباتها اجازه میدهد تا بارهای سنگین را از بین ببرند، سریعتر حرکت کنند و همزمان بار و گرما تولید موتورهای مشترک را کاهش دهند. با نگاهی به دادههای عملکرد، PEEK دارای استحکام کششی 100-115 مگاپاسکال و مدول خمشی پایدار در حدود 3.6 گیگا پاسکال است که آن را در بالاترین سطح در بین تمام ترموپلاستیکها قرار میدهد. این پایداری را تحت بارهای زیاد و ضربه حفظ می کند و در برابر تغییر شکل دائمی مقاومت می کند. ضریب اصطکاک آن به اندازه 0.1-0.2 کم است و خواص خود روانکاری عالی را ارائه می دهد. همراه با مقاومت در برابر سایش بالا، برای ساخت چرخ دنده ها و یاتاقان های مفصلی که نیازی به روغن کاری اضافی ندارند، ایده آل است. مهمتر از آن، PEEK دارای نرخ جذب رطوبت بسیار پایین فقط 0.05٪ است. این به آن ثبات ابعادی استثنایی می دهد، کنترل تحمل در ± 0.01 میلی متر را حتی در محیط های با رطوبت یا دمای بالا تضمین می کند و دقت حرکات رباتیک را تضمین می کند. کاهش وزن و بهبود عملکرد قابل توجهی که در ربات انسان نما Optimus Gen 2 تسلا مشاهده می شود تا حد زیادی به پذیرش گسترده راه حل های مواد مشابه نسبت داده می شود.
فراتر ازPEEK، PPS،که به عنوان "پادشاه مقرون به صرفه بودن" شناخته می شود، همچنین در رباتیک پیشرفت های چشمگیری دارد. مقاومت ذاتی آن در دمای بالا، با نقطه ذوب در حدود 280 درجه سانتیگراد و قابلیت سرویس مداوم بالای 200 درجه سانتیگراد، بسیار ارزشمند است. همراه با مقاومت شیمیایی و خواص ضد شعله خود خاموش شونده (UL-94V-0)، به ویژه برای ساخت قاب های روباتیکی که برای عملکرد در محیط های پیچیده یا به عنوان اجزای محافظ در نزدیکی بسته های باتری طراحی شده اند، مناسب است و ایمنی الکتریکی را تضمین می کند. PPS همچنین پس از فلوروپلاستیک ها دارای مقاومت شیمیایی است و مقاومت بالایی در برابر بنزین، روغن ها و حلال های مختلف نشان می دهد. نرخ جذب رطوبت آن کمتر از 0.05٪ است که ثبات ابعادی عالی را حتی در دما و رطوبت بالا تضمین می کند.
علاوه بر این،LCP (پلیمر کریستال مایع)با خواص دی الکتریک عالی خود، در محفظه آنتن ربات و قطعات انتقال سیگنال با سرعت بالا استفاده می شود. این به طور موثر "دید دوربرد 5G" را برای ربات فراهم می کند و تاخیر کمتر از 10 میلی ثانیه را تضمین می کند. LCP دارای ماهیت خود تقویت کننده با استحکام و مدول بالا، دمای انحراف حرارتی به 355 درجه سانتیگراد و مقاومت در برابر فرورفتن لحیم کاری 320 درجه سانتیگراد است. در برابر تشعشعات مایکروویو شفاف است و در نتیجه اتلاف انتقال سیگنال بسیار کم است.
این پلاستیکهای مهندسی تخصصی نه تنها رباتها را «سبک پرستو» میسازند، بلکه مشکلات هزینه تولید انبوه را نیز برطرف میکنند. پردازش سنتی اتصالات فلزی اغلب وقت گیر و مواد فشرده است. در مقابل، موادی مانند PEEK از قالبگیری تزریقی برای شکلدهی یکپارچه پشتیبانی میکنند و آنها را برای تکرار در مقیاس بزرگ مناسب میسازد. برآوردهای صنعت نشان می دهد که هزینه BOM برای قطعات تزریقی در یک ربات انسان نما حدود 5000 RMB است. در حالی که این نشان دهنده بخش کوچکتری از کل هزینه مواد ربات است، این قطعات بیش از 50 درصد وزن و ویژگی های عملکرد ربات را تعیین می کنند.
از نقطه نظر صنعت، این نشان دهنده چیزی بیش از یک جایگزینی مواد است. این نشان دهنده پیروزی دیگری برای "جایگزینی فولاد با پلاستیک" در تولید پیشرفته است. به عنوان یک شرکت عمیقاً درگیر تجارت و توسعه کاربرد مواد خام پلاستیکی مهندسی وارداتی، آنچه می بینیم فراتر از چند دقیقه اجرا در صحنه جشن بهار است. ما شاهد یک فرصت زنجیره صنعتی تریلیون یوان در افق هستیم. با پیشرفت شرکتهای داخلی در زنجیره کامل صنعتی، از پلیمریزاسیون PEEK تا تولید کامپوزیت فیبر کربن، و با طرحبندی فعال توسط تولیدکنندگان، پلاستیکهای مهندسی تخصصی که زمانی تحت سلطه تامینکنندگان خارجی بود، اکنون شتاب نوآورانه قدرتمندی را به رباتهای انساننما «ساخت چین» تزریق میکنند.
از فلز سرد گرفته تا پلاستیکهای ویژه با کارایی بالا، تکامل رباتهای انساننما، در اصل، تاریخچه نوآوری در مواد جدید است.
وقتی روباتهای آینده وارد هزاران خانوار میشوند، «اسکلتهای» سبک وزن و در عین حال مستحکم آنها ممکن است از هر دانهای از موادی که امروز در حال تحقیق، توسعه و ترویج آن هستیم، نشأت بگیرد.