Основные материалы, используемые в промышленных роботах, различаются в зависимости от их конструктивных функций, требований к нагрузке, требований к весу и условий эксплуатации.
Металлические материалы
Углеродистая конструкционная сталь и легированная конструкционная сталь: высокая прочность, высокий модуль упругости и высокая устойчивость к деформации; широко используется в-несущих конструкциях, таких как основания и манипуляторы роботов. Особенно часто встречается в тяжелых-промышленных роботах (например, в автомобильных сварочных роботах).
Алюминиевые сплавы (например, 6061/7075): низкая плотность и высокая удельная прочность, что значительно снижает вес и повышает скорость движения и энергоэффективность; обычно используется в совместных роботах, предплечьях и движущихся частях. Редкие и драгоценные алюминиевые сплавы с добавлением лития могут еще больше улучшить модуль упругости и соотношение E/ρ.
Чугун/ковкий чугун: используется в таких компонентах, как основания; обладает высокой жесткостью и хорошими характеристиками гашения вибрации, подходит для высокой-точной и стабильной работы.
Титановые сплавы: высокая прочность и легкий вес; используется в аэрокосмической или робототехнике-специального назначения, но стоит дороже.
Композитные материалы
Композитные материалы,-армированные волокном (например, смола, армированная углеродным волокном): обладают чрезвычайно высокой удельной жесткостью (E/ρ) и высокими демпфирующими характеристиками, эффективно подавляя вибрации при движении с высокой-скоростью, что делает их пригодными для высоко-производительных роботов с высокой-динамической-реакцией.
Алюминиевые сплавы, армированные борным волокном, и магниевые сплавы, армированные графитовым волокном-: с соотношением E/ρ, превышающим 11,4 × 10⁷, хотя и дорогие, они постепенно используются в высокотехнологичных-применениях.
Другие функциональные материалы
Керамика: используется в небольших-прецизионных роботизированных манипуляторах и обеспечивает превосходную стабильность размеров и износостойкость; однако они хрупкие, их трудно обрабатывать, и в настоящее время они все еще находятся на стадии экспериментов.
Вязкоэластичные высоко-амортизирующие материалы: используются для демпфирования ограничительного слоя рычажных механизмов, что значительно улучшает динамику робота и снижает вибрацию.
Специальные инженерные пластмассы (например, PEEK, LCP): используются в шестернях, соединениях, разъемах и других компонентах, сочетая в себе легкий вес, термостойкость и износостойкость, что делает их особенно подходящими для прецизионных конструкций гуманоидных роботов.
