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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

国金证券研究  · 公众号  ·  · 2025-02-25 07:30

正文

金选·核心观点


作者:李阳、赵铭


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%。







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