งานกาล่าเทศกาล CCTV Spring Festival ปีนี้นำเสนอกลุ่มหุ่นยนต์ที่สวมแจ็กเก็ตผ้าฝ้ายสีสันสดใส แสดงการเต้นรำ Yangge และผ้าเช็ดหน้าหมุนวน การเคลื่อนไหวของพวกเขาไม่เพียงแต่ลื่นไหลเท่านั้น แต่ยังมีการโต้ตอบด้วย ซึ่งสร้างความประทับใจให้กับผู้ชมอย่างลึกซึ้ง แม้ว่าหลายคนจะประหลาดใจกับความซับซ้อนของอัลกอริธึม AI แต่จากมุมมองของคนวงในในอุตสาหกรรม เราก็รับรู้ถึงการปฏิวัติที่เกิดขึ้นในมิติที่แตกต่าง นั่นก็คือวัสดุ "โครงกระดูก" ที่ทำให้หุ่นยนต์เหล่านี้สามารถพลิกกลับและพลิกกลับได้โดยไม่พังทลายลง เป็นผลมาจากความสามารถอันน่าทึ่งของพลาสติกวิศวกรรมชนิดพิเศษ
ตามที่เห็นบนเวทีกาล่าเทศกาลฤดูใบไม้ผลิปีนี้ หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์กำลังอยู่ระหว่างการเปลี่ยนแปลงอย่างเงียบๆ ของ "การลดน้ำหนักและเพิ่มกล้ามเนื้อ" ภาพหุ่นยนต์ในอดีตของเรามักเกี่ยวข้องกับโครงกระดูกเหล็กที่หนักซึ่งเคลื่อนที่ช้าๆ และก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัย อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบัน น้ำหนักของหุ่นยนต์บางตัวสามารถลดลงได้ตั้งแต่ 27 กก. ถึง 45 กก. การก้าวกระโดดครั้งนี้ได้รับการสนับสนุนจากการพัฒนาวัสดุน้ำหนักเบา การแสวงหานี้ไม่ได้เป็นเพียงเพื่อความสวยงามเท่านั้น มันเป็นวิธีแก้ปัญหาที่สำคัญสำหรับ "ความวิตกกังวลในขอบเขต" ที่ขัดขวางการพัฒนาอุตสาหกรรมของหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าทุกๆ 10% ของน้ำหนักที่ลดลง หุ่นยนต์สามารถเดินทางได้ไกลขึ้นประมาณ 15% ด้วยการชาร์จแบตเตอรี่เท่าเดิม
การขับเคลื่อนเทรนด์นี้ พลาสติกวิศวกรรมชนิดพิเศษ เช่น Polyetheretherketone (PEEK) และ Polyphenylene Sulfide (PPS) ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์หลักในกลุ่มผลิตภัณฑ์ของบริษัทของเรา กำลังกลายเป็นผลิตภัณฑ์ใหม่ยอดนิยมในอุตสาหกรรม
เหตุใดหุ่นยนต์เหล่านี้จึงต้องการ "พลาสติก" เช่นนี้
เอาแอบมองซึ่งมักได้รับการยกย่องว่าเป็น "ราชาแห่งผลงานที่ครอบคลุม" เป็นตัวอย่าง มีการแทนที่โลหะเป็นวัสดุหลักสำหรับข้อต่อและโครงกระดูกของหุ่นยนต์อย่างต่อเนื่อง ด้วยความแข็งแรงที่เท่ากัน PEEK จึงเบากว่าอะลูมิเนียมประมาณ 50% และเบากว่าเหล็กประมาณ 70% ช่วยให้หุ่นยนต์ระบายภาระหนัก เคลื่อนที่ได้อย่างคล่องตัวยิ่งขึ้น และลดภาระและการสร้างความร้อนของมอเตอร์ข้อต่อไปพร้อมๆ กัน เมื่อดูข้อมูลประสิทธิภาพ PEEK มีความต้านทานแรงดึง 100-115 MPa และโมดูลัสแรงดัดงอที่เสถียรประมาณ 3.6 GPa ซึ่งวางไว้ที่ชั้นบนสุดในบรรดาเทอร์โมพลาสติกทั้งหมด รักษาเสถียรภาพภายใต้น้ำหนักและแรงกระแทกสูง ต้านทานการเสียรูปถาวร ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำเพียง 0.1-0.2 ซึ่งมีคุณสมบัติในการหล่อลื่นได้ดีเยี่ยม เมื่อรวมกับความต้านทานการสึกหรอสูง จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตเฟืองและแบริ่งข้อต่อที่ไม่ต้องการการหล่อลื่นเพิ่มเติม ที่สำคัญกว่านั้น PEEK มีอัตราการดูดซับความชื้นต่ำมากเพียง 0.05% สิ่งนี้ทำให้มีความเสถียรของมิติที่ยอดเยี่ยม รับประกันการควบคุมความคลาดเคลื่อนภายใน ±0.01 มม. แม้ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูงหรืออุณหภูมิสูง รับประกันความแม่นยำของการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์ การลดน้ำหนักและการปรับปรุงประสิทธิภาพอย่างมีนัยสำคัญที่เห็นในหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ Optimus Gen 2 ของ Tesla สาเหตุส่วนใหญ่มาจากการนำโซลูชันวัสดุที่คล้ายกันมาใช้อย่างกว้างขวาง
เกินพีค, PPS,ซึ่งเป็นที่รู้จักในนาม "ราชาแห่งความคุ้มค่า" ก็มีความก้าวหน้าครั้งสำคัญในด้านวิทยาการหุ่นยนต์เช่นกัน ความต้านทานต่ออุณหภูมิสูงโดยธรรมชาติ โดยมีจุดหลอมเหลวประมาณ 280°C และความสามารถในการให้บริการต่อเนื่องที่สูงกว่า 200°C ถือเป็นสิ่งล้ำค่า เมื่อรวมกับความทนทานต่อสารเคมีและคุณสมบัติหน่วงไฟที่ดับไฟได้เอง (UL-94V-0) จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตโครงหุ่นยนต์สำหรับการทำงานในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนหรือเป็นส่วนประกอบป้องกันใกล้กับชุดแบตเตอรี่ เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยทางไฟฟ้า PPS ยังมีความทนทานต่อสารเคมีเป็นอันดับสองรองจากฟลูออโรพลาสติก ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความทนทานต่อน้ำมันเบนซิน น้ำมัน และตัวทำละลายต่างๆ ได้ดี อัตราการดูดซึมความชื้นน้อยกว่า 0.05% ทำให้มั่นใจได้ถึงความเสถียรของขนาดที่ดีเยี่ยมแม้ภายใต้อุณหภูมิและความชื้นสูง
นอกจากนี้,LCP (โพลีเมอร์ผลึกเหลว)ด้วยคุณสมบัติไดอิเล็กตริกที่ดีเยี่ยม จึงถูกใช้ในเรือนเสาอากาศของหุ่นยนต์และส่วนประกอบในการส่งสัญญาณความเร็วสูง สิ่งนี้ช่วยให้หุ่นยนต์มี "การมองเห็นระยะไกล 5G" ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยรับประกันเวลาแฝงที่ต่ำกว่า 10 มิลลิวินาที LCP มีลักษณะการเสริมแรงตัวเองด้วยความแข็งแรงและโมดูลัสสูง อุณหภูมิการเบี่ยงเบนความร้อนสูงถึง 355°C และความต้านทานต่อการบัดกรีแบบจุ่มที่ 320°C มีความโปร่งใสต่อรังสีไมโครเวฟ ส่งผลให้สูญเสียการส่งสัญญาณต่ำมาก
พลาสติกวิศวกรรมชนิดพิเศษเหล่านี้ไม่เพียงแต่ทำให้หุ่นยนต์ "เบาเหมือนนกนางแอ่น" เท่านั้น แต่ยังช่วยแก้ปัญหาด้านต้นทุนในการผลิตจำนวนมากอีกด้วย การประมวลผลข้อต่อโลหะแบบดั้งเดิมมักใช้เวลานานและใช้วัสดุมาก ในทางตรงกันข้าม วัสดุอย่าง PEEK รองรับการฉีดขึ้นรูปสำหรับการขึ้นรูปแบบผสมผสาน ทำให้เหมาะสำหรับการจำลองแบบขนาดใหญ่ ประมาณการทางอุตสาหกรรมชี้ให้เห็นว่าต้นทุน BOM สำหรับชิ้นส่วนฉีดขึ้นรูปในหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ตัวเดียวอยู่ที่ประมาณ 5,000 หยวน แม้ว่าสิ่งนี้จะแสดงเป็นส่วนที่น้อยกว่าของต้นทุนวัสดุทั้งหมดของหุ่นยนต์ แต่ชิ้นส่วนเหล่านี้จะกำหนดมากกว่า 50% ของน้ำหนักและคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพของหุ่นยนต์
จากมุมมองของอุตสาหกรรม สิ่งนี้แสดงให้เห็นมากกว่าแค่การทดแทนวัสดุเท่านั้น นับเป็นชัยชนะอีกครั้งของการ "เปลี่ยนเหล็กเป็นพลาสติก" ในการผลิตขั้นสูง ในฐานะองค์กรที่มีส่วนร่วมอย่างลึกซึ้งในการค้าและการพัฒนาแอปพลิเคชันของวัตถุดิบพลาสติกวิศวกรรมนำเข้า สิ่งที่เราเห็นนั้นนอกเหนือไปจากการแสดงเพียงไม่กี่นาทีบนเวทีงานกาลาเทศกาลฤดูใบไม้ผลิ เราเห็นโอกาสห่วงโซ่อุตสาหกรรมมูลค่าล้านล้านหยวนบนขอบฟ้า จากการที่บริษัทในประเทศสร้างความก้าวหน้าในห่วงโซ่อุตสาหกรรมอย่างเต็มรูปแบบ ตั้งแต่ PEEK polymerization ไปจนถึงการผลิตคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ และด้วยรูปแบบที่กระตือรือร้นของผู้ผลิต พลาสติกวิศวกรรมชนิดพิเศษที่ครั้งหนึ่งเคยถูกครอบงำโดยซัพพลายเออร์จากต่างประเทศ กำลังอัดฉีดแรงผลักดันทางนวัตกรรมอันทรงพลังให้กับหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ "ที่ผลิตในจีน"
จากโลหะเย็นไปจนถึงพลาสติกชนิดพิเศษประสิทธิภาพสูง วิวัฒนาการของหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ถือเป็นประวัติความเป็นมาของนวัตกรรมในด้านวัสดุใหม่ๆ
เมื่อหุ่นยนต์ในอนาคตเข้าสู่ครัวเรือนหลายพันครัวเรือน "โครงกระดูก" ที่มีน้ำหนักเบาแต่แข็งแกร่งของพวกมันอาจมาจากวัสดุทุกเม็ดที่เรากำลังวิจัย พัฒนา และส่งเสริมในปัจจุบัน