- Celanese 與 Vigor 合作開發輕量化塑料關節解決方案。
- 新關節部件重量可減少超過 30%，提升機器人性能。
- 自潤滑材料有助於提高機器人可靠性，減少維護需求。
- 輕量化關節可提升人形機器人的能源效率和機動性。
人形機器人正在推動對輕量化和高效能元件的需求，因為製造商希望提高機器人的性能及運行耐久性。為滿足這一需求，美國的 Celanese Corporation 與中國的 Vigor Precision 合作開發輕量化塑料關節解決方案，旨在利用高性能材料將關節部件的重量減少超過 30% 相較於傳統金屬設計。最近，哈佛大學的研究人員開發了一個數學框架，以優化滾動接觸關節，有望實現更具能力的抓取器、個性化輔助設備以及靈活的類動物機器人。
輕量化塑料關節的需求
輕量化塑料關節成為材料創新的一個關鍵領域，因為製造商尋求使機器人更輕、更強大及更高效。為應對這些需求，Celanese 和 Vigor 正在合作開發高性能塑料解決方案，針對機器人關節部件，目標是將重量減少超過 30%，相較於傳統金屬設計。該合作關注用先進的工程塑料替代或減少傳統金屬部件的使用，這些塑料能夠應對人形機器人的嚴苛運行條件。這些關節必須承受迅速的啟動和停止、高頻的往復運動及複雜的負荷，同時在長時間內保持精確的運動。
根據協議，Celanese 將根據 Vigor 的技術要求提供定製的材料解決方案。兩家公司將重點放在結合高強度和剛性，並且具備抗高温和熱降解性能的材料上。其他優先事項還包括精確傳動、自潤滑性能、尺寸精度及極致輕量化。自潤滑材料在機器人關節中尤為重要，因為它們可以減少運動部件之間的摩擦和磨損，同時限制對額外潤滑的需求，這有助於提高機器人的可靠性並減少在重複運動循環中所需的維護。
Celanese 工程材料部高級副總裁 Todd Elliott 表示：「通過這一合作，我們能夠將 Celanese 的材料科學、應用開發和本地技術能力，與 Vigor 的精密齒輪設計和製造專業結合起來，幫助實現下一代機器人運動系統。」
材料性能與熱穩定性
這兩家公司還計劃開發能在變化的温度下保持其機械和尺寸性能的材料。熱穩定性對於人形機器人來説至關重要，因為執行器和其他部件在高負載或持續運行時可能會產生大量熱量。在這些條件下保持尺寸精度對齒輪和其他精密部件也至關重要，因為小的變化可能影響運動和定位。技術開發將超越材料選擇，Celanese 表示將支持針對性材料的商業化、生命週期驗證以及在大規模生產期間保持一致的性能。
這一方法旨在將材料開發與 Vigor 的精密塑料成型、齒輪設計和製造能力整合在一起。Vigor 的 CEO 陳海生表示：「Vigor 在精密塑料成型方面擁有深厚的技術專長，而 Celanese 則是高性能材料科學的全球領導者。我們期待密切合作，以實現高性能材料在機器人關節中的精確配方，從而為人形機器人的大規模部署鋪平道路。」
這些公司相信，輕量化的基於塑料的關節能夠幫助人形機器人提升能源效率、動態響應及整體機動性，同時支持行業向更高產量的生產轉型。
輕量化關節對機器人技術的影響
隨著人形機器人技術的發展，對輕量化和高效能元件的需求日益增加。Celanese 與 Vigor 的合作不僅針對材料創新，還強調了自潤滑材料在機器人設計中的重要性，這能減少維護需求並提高運行效率。隨著這些新材料的商業化，未來人形機器人的性能將顯著提升，並有助於推動整個行業向更高產量的生產轉型，這對於機器人技術的普及和應用具有重要意義。