中國粉體網(wǎng)訊 在人形機(jī)器人領(lǐng)域，特斯拉每一次動(dòng)作都牽動(dòng)著行業(yè)神經(jīng)。特斯拉Optimus-Gen2二代人形機(jī)器人在性能不打折扣的前提下，成功減重10公斤，行走速度還提升了30%。這一突破背后，離不開一種關(guān)鍵的輕量化材料——PEEK。這款被特斯拉“選中”的材料，究竟藏著哪些過人本領(lǐng)，能讓人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)如此大的升級(jí)？
Optimus-Gen2 來源：特斯拉
要搞懂PEEK材料的價(jià)值，得先明白人形機(jī)器人為啥對(duì)“輕量化”這么執(zhí)著。和電動(dòng)汽車不同，人形機(jī)器人的電池得兼顧小體積和長續(xù)航，這一直是行業(yè)難題。而且，機(jī)器人要在緊密空間里和人協(xié)作，體重太大不僅靈活度差，還可能在互動(dòng)中帶來安全隱患。所以，在保證功能先進(jìn)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠的前提下減重，成了人形機(jī)器人進(jìn)階的關(guān)鍵，而PEEK材料，正是解決這一難題的“利器”。
PEEK材料全稱為聚醚醚酮，屬于特種工程塑料，最早由英國帝國化學(xué)公司在1978年研發(fā)。它在工程塑料領(lǐng)域堪稱金字塔尖的存在，性能全面且強(qiáng)悍，與普通金屬相比毫不遜色，對(duì)比其他塑料材料也優(yōu)勢明顯。
PEEK產(chǎn)品 來源:南京首塑
在與普通金屬的性能較量中，PEEK材料憑借卓越特性，成為“以塑代鋼”輕量化理念的核心踐行者。其最突出的優(yōu)勢在于極高的比強(qiáng)度（強(qiáng)度與密度的比值），這一關(guān)鍵指標(biāo)使其能在充分滿足機(jī)器人構(gòu)件強(qiáng)度要求的前提下，實(shí)現(xiàn)重量的大幅縮減。比如，PEEK的比強(qiáng)度約為鋁合金的8倍，當(dāng)用它替代機(jī)器人的肢體骨骼、軸承、齒輪等核心金屬部件時(shí)，減重效果立竿見影，直接為機(jī)器人的靈活運(yùn)轉(zhuǎn)與能耗優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。
PEEK與傳統(tǒng)合金輕量化對(duì)比 來源:君華股份
再看它與其他塑料材料的對(duì)比，在特種工程塑料和普通工程塑料中，PEEK的性能堪稱“全能選手”。剛性方面，它的拉伸模量達(dá)到4300MPa，遠(yuǎn)超聚四氟乙烯（1750MPa）、聚亞苯基砜（2450MPa）等多數(shù)特種工程塑料。通常，材料的剛性和韌性難以兼顧，剛性好的材料往往韌性差，但PEEK打破了這一慣例，它在剛性領(lǐng)先的同時(shí)，缺口沖擊強(qiáng)度達(dá)到3.5KJ/mm²，韌性并未落到下風(fēng)，展現(xiàn)出全面的機(jī)械性能，這對(duì)需要同時(shí)承受多種外力的機(jī)器人部件來說至關(guān)重要。
來源：《聚醚醚酮市場分析及發(fā)展趨勢》（張麗等），民生證券研究院
PEEK在耐熱性方面表現(xiàn)同樣出色，其熱變形溫度達(dá)160℃，經(jīng)20%～30%玻璃纖維增強(qiáng)后，該溫度可進(jìn)一步提升到280～300℃；同時(shí)它具備優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，在空氣中420℃環(huán)境下放置2小時(shí)失重僅2%，500℃時(shí)失重也僅為2.5%，且其長期使用溫度可達(dá)200℃。
耐磨性也是PEEK的“拿手好戲”。它的摩擦系數(shù)僅為0.4左右，對(duì)于機(jī)器人的軸承、齒輪、滑軌等需要頻繁滑動(dòng)、摩擦的部件來說，低摩擦系數(shù)意味著更少的磨損，能大幅延長部件的使用壽命，減少維護(hù)成本。
此外，PEEK還具備出色的耐腐蝕性，在通常的化學(xué)藥品中，能溶解或者破壞它的只有濃酸堿，它的耐腐蝕性與鎳鋼相近。
憑借這些優(yōu)勢，PEEK材料在人形機(jī)器人身上的應(yīng)用場景十分廣泛。從骨架結(jié)構(gòu)到傳動(dòng)齒輪，再到滑軌和軸承，這些需要承受高機(jī)械應(yīng)力與磨損的關(guān)鍵部件，都能靠PEEK保證強(qiáng)度和耐用性；而在傳感器外殼、電線保護(hù)管等需要長期穩(wěn)定運(yùn)行的組件上，它的低吸水率和高介電強(qiáng)度也能發(fā)揮優(yōu)勢，確保機(jī)器人在各種復(fù)雜環(huán)境下穩(wěn)定工作。
如今，人形機(jī)器人正朝著更通用、更智能的方向發(fā)展，對(duì)材料的要求也會(huì)越來越高。而PEEK材料憑借全面且優(yōu)異的性能，未來很可能在更多人形機(jī)器人產(chǎn)品中嶄露頭角，成為推動(dòng)行業(yè)發(fā)展的重要力量。
參考來源:
張麗.聚醚醚酮市場分析及發(fā)展趨勢
李英澤.CF/PEEK復(fù)合材料界面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及摩擦磨損性能研究
東吳證券《人形機(jī)器人輕量化：產(chǎn)業(yè)化前夕的進(jìn)修課，應(yīng)用為重——人形機(jī)器人深度研究系列九》
國海證券《新材料產(chǎn)業(yè)深度報(bào)告：人形機(jī)器人量產(chǎn)在即，新材料藍(lán)海廣闊——新材料產(chǎn)業(yè)框架之四》
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/月明)
注:圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知?jiǎng)h除!
