国金建材建筑李阳丨专题研究：PEEK碳纤维复合，引领人形机器人轻量化浪潮

CF/PEEK复合有望在机器人机身重要关节率先渗透

通过PEEK与碳纤维复合，“以塑代钢”应用于机器人领域，可起到轻量化、耐磨自润滑、刚性/柔性兼具等优点，有望在机身重要关节、轴承等领域率先渗透：

（1）六维力传感器：当机器人处于高速作业环境时，多维力传感器处于多维加速度场中，传感器弹性体惯性质量附加的惯性力矩会形成测量误差。因此，轻量化、灵敏度更高、满足其它力学性能的材料更适用于制作传感器弹性体，PEEK材料契合以上特点，因此可被选为替代铝合金制作六维力传感器的弹性体。

（2）谐波减速器：相较金属基，采用CF/PEEK制备的谐波减速器具备①变形应力程度低，②阻尼特性好、能有效降低发生共振的可能性，③柔轮与刚轮齿的接触齿数以及啮合面积增加，提升谐波减速器的承载和抗冲击能力，④疲劳寿命更优等特点。

CF/PEEK复合可解决塑料脆性问题的同时实现轻量化

市场普遍关心①PEEK材料较脆，②单价偏贵等问题，我们认为：

（1）CF/PEEK复合可解决塑料脆性问题。 塑料材质本身偏催、在外力冲击下易开裂，PEEK拉伸强度、拉伸模量优于其他特种工程塑料/工程塑料，但低于传统金属，而机器人使用场景显然对强度、模量有要求。为解决PEEK低温脆性问题，当前常用做法为PEEK与碳纤维复合，碳纤维高强高模特性，赋予复合材料更高强度、模量以及抗变形特性。

（2）参考PEEK在汽车领域应用，新能源汽车行业对价格敏感度非常高， PEEK在单价偏高的情况下，仍然在部分高端领域（如主动力轴承、800V高压快充漆包线）因性能优势率先实现替代。 2022年PEEK在国内汽车市场空间约526.87吨，占下游需求比重达22%。