机器人新材料peek第2期纪要–20231226

总结： 1、不能只对比成本，还要看材料的性能：要看性能的刚性而不仅仅是成本弹性。类似的刚性约束如：航空领域就在大规模使用PEEK材料； 2、机器人潜在用量约10-20kg/台，主要运用在齿轮、轴承、骨架等。 3、行业底层工艺巨变：由热处理车铣磨削变为注塑，关注注塑机公司伊之密、海天国际、震雄集团等，以及注塑制造公司肇民科技（TIER1公司供应商，24年PE20X）。 总结： 1、不能只对比成本，还要看材料的性能：要看性能的刚性而不仅仅是成本弹性。类似的刚性约束如：航空领域就在大规模使用PEEK材料； 2、机器人潜在用量约10-20kg/台，主要运用在齿轮、轴承、骨架等。 详细内容 3、行业底层工艺巨变：由热处理车铣磨削变为注塑，关注注塑机公司伊之密、海天国际、震雄集团等，以及注塑制造公司肇民科技（TIER1公司供应商，24年PE20X）。 Q：PEEK赛道趋势情况？ A：未来赛道趋势非常确定。 （1）行业以塑代钢、以塑代铝的趋势非常显著。机器人应该和航空航天领域一样，对轻量化的成本相对不敏感，对PEEK诉求相对较强。 （2）目前机器人有非常强的减重需求，不仅仅是成本问题。虽然中低端PEEK成本300-400元/kg，金属铝和钢的精密加工件成本为40-50元/kg，但需要注意约束曲线的刚性。比如飞机领域，大量运用复合材料的原因是对性能的刚性需求。 续航和负载。 （3）研究机器人的思路是看行业短板，要看机器人短板未来如何解决，这也是挖掘PEEK材料的本质逻辑。目前机器人的刚性需求有两个指标： 1）负载：以目前技术来看，负载由电机功率决定，在机器人对体积质量有较强的约束条件下，不可能把电机无限放大，只能提高功率密度。因此 必须提高有效负载，减重。 2）续航：电池续航也是一个硬指标。当前机器人通常只能工作2.5小时，存储后基本上是200瓦时/kg，一度电需要5kg。如果机器人70kg，电池就需要20kg。如果提高续航完全靠提升能量密度，则成本会大幅提升。因此，在既有物理量和技术条件下，减重是对有效的补齐短板的方 案。 Q：PEEK材料在机器人的运用部位和空间？A：机器人的PEEK用量，极限值在20kg左右。 承上。 （1）骨架：有些头部公司已经考虑用PEEK制作骨架，如果金属材料15kg，使用PEEK则可以减重50%，只有8kg。其次是将PEEK使用在轴 （2）轴承：一个机器人有20个轴承，轴承按200g计算，则至少有3-4kg的PEEK使用量。 （3）齿轮：涉及到谐波减速器和行星减速器。头部几家非上市公司已经开始做相关方案。以特斯拉为例，有十几个旋转关节，至少有2-3kg的 PEEK用量。 因此PEEK在机器人身上的用量区间在10-20kg。 Q：行业底层工艺如何变化？ （1）机器人的以塑代钢将改变底层工艺，从热管理车铣磨削转变成高温注塑。目前主要工艺是金属和精密件的压铸。但PEEK有两种主流工艺，第一种是CNC，主要用在精密机床和电子机械等部件小、精密度高的领域，类似于金属材料的精密加工工艺。最核心的工艺是注塑工艺，就是挤出。PEEK本身温度在340度，如果是复合材料，温度达到400度，涉及到高温注塑。 精密度要求不如钢的要求高，这是由材料特性决定。 （2）机器人部件的精密度实质上不需要像钢、铝一样那么高，原因在于PEEK材料没有噪音，不需要和钢一样用高精密度控制噪音，所以PEEK