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如何突破机器人轻量化与高强度难题?金发科技连续纤维增强聚酰胺多尺度打造机器人骨骼

艾邦高分子  · 公众号  · 化学  · 2025-03-28 18:00

主要观点总结

本文介绍了人形机器人在科技与材料领域的瞩目发展,特别关注了Optimus人形机器人和Unitree G1人形机器人的进步。文章还指出了金属骨骼材料的痛点,需要改进。金发科技自主研发了“良外观高强度连续纤维增强聚酰胺”(LFT-PA)一体化材料方案,为机器人骨骼和关节提供创新解决方案,实现轻量化、高性能运动系统、完美体表形象等。文章还介绍了其他高性能材料如短切玻纤增强材料和碳纤增强材料的应用。

关键观点总结

关键观点1: 人形机器人的发展及重要性

近年来,人形机器人发展快速,成为科技与材料领域的焦点。Optimus和Unitree G1人形机器人是代表性产品,展现出强大的应用潜力。

关键观点2: 金属骨骼材料的痛点

当前金属骨骼材料存在重量、成本、维护等方面的问题,需要改进。

关键观点3: 金发科技LFT-PA材料方案的优势

金发科技自主研发了LFT-PA一体化材料方案,具有轻量化、耐腐蚀、高强度、高模量等特性,成为“以塑代钢”的创新解决方案,助力机器人骨骼在动态负载场景下的应用。

关键观点4: 其他高性能材料的应用

除了LFT-PA材料方案,还有其他高性能材料如短切玻纤增强材料和碳纤增强材料的应用,为机器人提供更多选择。


正文

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本文授权转载自【金发新材料】微信公众号,未经许可,请勿转载。


人形机器人

近年来,人形机器人的发展日新月异,

已成为科技与材料领域备受瞩目的焦点。

科技巨头特斯拉的 Optimus人形机器人,
自诞生以来便吸引了全球的目光。
它不仅在外观上与人类高度相似,
更在功能上不断突破,
Optimus 已能完成如搬运、装配等复杂任务,

展现出强大的应用潜力。


在国内,宇树科技亦是声名鹊起,
其精心打造的Unitree G1人形机器人,
凭借独特的设计和出色的性能在市场上崭露头角。
G1搭载宇树自研的微型伺服电机与碳纤维-铝合金复合关节,
使得单关节扭矩高达120N・m,

强大的动力支持让它能轻松完成投篮、运球等挑战性动作。

可以预见,随着技术的进步,

人形机器人将在更多场景中实现商业化应用,

高精度、长续航将是人形机器人面临的首要挑战。

铝合金/钢制框架占机器人超60%的整机重量,

大幅压缩续航能力与运动敏捷性;

金属材质需额外喷涂或包覆工艺实现外观升级,

提高成本与装配复杂度;

潮湿、腐蚀性场景下易锈蚀老化,维护成本激增;

这些痛点无不表明金属骨骼材料亟需改进。


金发科技自主研发

“良外观高强度连续纤维增强聚酰胺”

(LFT-PA)一体化材料方案,

以技术革新破解机器人骨骼设计瓶颈,

可应用于机器人骨骼和关节等零件中,

实现以塑代钢的轻量化效果。

接下来和金发一起来探索...



一、推动机器人轻量化革命

相较于传统铝合金/钢材质,

LFT-PA以轻量化(密度降低30%+)与耐腐蚀优势,

成为“以塑代钢”的创新解决方案,

助力机器人骨骼在动态负载场景下兼顾敏捷运动与长效耐久。



二、打造机器人高性能运动系统

通过特殊聚酰胺基体改性与结晶行为精准调控,

LFT-PA赋予材料高强度(抗拉强度≥250MPa)、 高模量(弯曲模量15000MPa)的力学特性,


同时实现多彩化、高光洁度的外观表现,

满足机器人结构件“性能+美学”双重需求。

相较于传统铝合金/钢材质,

LFT-PA以轻量化(密度降低30%+) 与耐腐蚀优势

成为“以塑代钢”的创新解决方案,

助力机器人骨骼在动态负载场景下兼顾敏捷运动与长效耐久。



三、塑造机器人完美体表形象

LFT-PA粒子依托自主研发的交变压力熔融浸渍技术

与红外辐射纤维预热技术,

突破传统工艺局限,

实现纤维与聚酰胺基体的高精度浸润融合,

确保LFT-PA粒子外观无瑕、性能均一。



四、更多材料塑造未来机器人

1、短切玻纤增强材料

玻纤含量 5%-70% 灵活适配

高强度,承受高负载考验

高刚性+低翘曲,精度稳如磐石

2、碳纤增强材料

高强度高模量,力学性能全面提升

极致轻量化, 减重20%

耐摩擦磨损+耐腐蚀,实现全能型工业场景



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