Letošní galavečer jarního festivalu CCTV představoval skupinu robotů oblečených v barevných bavlněných bundách, předváděli tanec Yangge a točili kapesníky. Jejich pohyby byly nejen plynulé, ale také interaktivní a zanechaly v publiku hluboký dojem. Zatímco mnozí žasli nad propracovaností algoritmů umělé inteligence, z pohledu zasvěcených osob v oboru jsme rozpoznali revoluci, která se odehrává v jiné dimenzi – v materiálech. „Kostry“, které těmto robotům umožňují provádět backflipy a vzpěry, aniž by se rozpadly, do značné míry vděčí za pozoruhodné schopnosti speciálních technických plastů.
Jak bylo vidět na letošním jarním festivalu Gala, humanoidní roboti procházejí tichou transformací „hubnutí a nabírání svalů“. Náš dřívější obraz robotů často zahrnoval těžké ocelové kostry, které se pohybovaly pomalu a představovaly bezpečnostní rizika. Dnes však lze hmotnost některých robotů snížit na rozmezí 27kg až 45kg. Tento skok je podpořen průlomy v oblasti lehkých materiálů. Toto úsilí není pouze pro estetiku; je to kritické řešení „nepokoje z dosahu“, které brání industrializaci humanoidních robotů. Data ukazují, že na každých 10 % snížení hmotnosti může robot na stejné nabití baterie ujet přibližně o 15 % dále.
V důsledku tohoto trendu se speciální technické plasty – jako je Polyetheretherketon (PEEK) a Polyfenylensulfid (PPS), které jsou klíčovými produkty v portfoliu naší společnosti – objevují jako noví favorité v tomto odvětví.
Proč tito roboti potřebují takové „plasty“?
VezmětePROHLÉDNĚTE, často oslavován jako "král komplexního výkonu", jako příklad. Postupně nahrazuje kovy jako základní materiál pro robotické klouby a kostry. S ekvivalentní pevností je PEEK asi o 50 % lehčí než hliník a o 70 % lehčí než ocel. To umožňuje robotům zbavit se těžkých břemen, pohybovat se hbitěji a současně snížit zátěž a tvorbu tepla kloubových motorů. Když se podíváme na údaje o výkonu, PEEK se může pochlubit pevností v tahu 100-115 MPa a stabilním modulem v ohybu kolem 3,6 GPa, což jej řadí na nejvyšší úroveň mezi všemi termoplasty. Udržuje stabilitu při vysokém zatížení a nárazu, odolává trvalé deformaci. Jeho koeficient tření je pouze 0,1-0,2 a nabízí vynikající samomazné vlastnosti. V kombinaci s vysokou odolností proti opotřebení se ideálně hodí pro výrobu kloubových převodů a ložisek, která nevyžadují žádné další mazání. Ještě důležitější je, že PEEK má extrémně nízkou míru absorpce vlhkosti, pouhých 0,05 %. To mu dodává výjimečnou rozměrovou stabilitu, která zajišťuje kontrolu tolerance v rozmezí ±0,01 mm i v prostředí s vysokou vlhkostí nebo vysokou teplotou, což zaručuje přesnost robotických pohybů. Významné snížení hmotnosti a zlepšení výkonu, které lze pozorovat u humanoidního robota Optimus Gen 2 od Tesla, lze z velké části připsat rozsáhlému přijetí podobných materiálových řešení.
ZaPROHLÉDNĚTE, PPS,známý jako „král nákladové efektivity“ také dělá významné pokroky v robotice. Neocenitelná je jeho vlastní odolnost vůči vysokým teplotám s bodem tání kolem 280 °C a nepřetržitou provozní schopností nad 200 °C. Ve spojení se svou chemickou odolností a samozhášivými vlastnostmi zpomalujícími hoření (UL-94V-0) je zvláště vhodný pro výrobu robotických rámů určených pro provoz ve složitých prostředích nebo jako ochranné komponenty v blízkosti bateriových sad zajišťující elektrickou bezpečnost. PPS má také chemickou odolnost na druhém místě po fluoroplastech, což prokazuje silnou odolnost vůči benzínu, olejům a různým rozpouštědlům. Jeho míra absorpce vlhkosti je menší než 0,05 %, což zajišťuje vynikající rozměrovou stabilitu i při vysokých teplotách a vlhkosti.
dáleLCP (Liquid Crystal Polymer), se svými vynikajícími dielektrickými vlastnostmi se používá v krytech antén robotů a součástech pro vysokorychlostní přenos signálu. To efektivně poskytuje robotovi „5G vidění na dlouhou vzdálenost“, což zajišťuje latence pod 10 milisekund. LCP se vyznačuje samozesilující povahou s vysokou pevností a modulem, teplotou tepelného průhybu dosahující 355 °C a odolností proti ponoření pájkou do 320 °C. Je transparentní pro mikrovlnné záření, což má za následek extrémně nízké ztráty přenosu signálu.
Tyto speciální technické plasty nejen dělají roboty „lehkými jako vlaštovka“, ale také řeší problémy s náklady hromadné výroby. Tradiční zpracování kovových spojů je často časově a materiálově náročné. Naproti tomu materiály jako PEEK podporují vstřikování pro integrované tváření, díky čemuž jsou vhodné pro replikaci ve velkém měřítku. Odhady odvětví naznačují, že náklady na kusovník pro vstřikované díly v jednom humanoidním robotu jsou kolem 5 000 RMB. I když to představuje menší část celkových nákladů na materiál robota, tyto díly určují více než 50 % hmotnosti a výkonnostních charakteristik robota.
Z průmyslového hlediska to představuje více než pouhou náhradu materiálu; znamená to další vítězství v „náhradě oceli plasty“ v pokročilé výrobě. Jako společnost, která je hluboce zapojena do obchodu a vývoje aplikací dovážených technických plastových surovin, to, co vidíme, přesahuje několik minut vystoupení na jarním jevišti Gala. Na obzoru vidíme příležitost průmyslového řetězce za bilion yuanů. S domácími společnostmi, které provádějí průlomy v celém průmyslovém řetězci, od polymerace PEEK po výrobu kompozitů z uhlíkových vláken, a s aktivním uspořádáním výrobců, speciální technické plasty, kterým kdysi dominovali zahraniční dodavatelé, nyní vnášejí do humanoidních robotů „Made-in-China“ silný inovační impuls.
Od studeného kovu po vysoce výkonné speciální plasty, vývoj humanoidních robotů je v podstatě historií inovací nových materiálů.
Když budoucí roboti vstoupí do tisíců domácností, jejich lehké, ale robustní „kostry“ mohou pocházet z každé granule materiálu, kterou dnes zkoumáme, vyvíjíme a propagujeme.