Robôs humanoides são projetados para executar a maioria das ações de maneira semelhante à humana, o que requer uma alto grau de flexibilidade . Para atingir tal flexibilidade, é necessário um controle rigoroso sobre o robô peso é essencial. O excesso de peso aumenta significativamente a carga de torque sobre os servomotores, o que, por sua vez, afeta a capacidade de resposta do robô, a capacidade de carga útil e a vida útil da bateria.

O design leve ajuda a reduzir o peso de vários componentes, reduzindo assim o torque e a potência exigidos pelo sistema de acionamento. Isso melhora a capacidade de carga do robô. reduz o consumo de energia e prolonga sua vida útil operacional . Assim, a redução de peso é fundamental para melhorar o desempenho e permitir a implantação comercial em larga escala. Os principais fabricantes de robótica demonstraram uma tendência clara de redução de peso em suas iterações de produtos.

Por exemplo, o robô humanoide de segunda geração da Tesla, Optimus Gen 2 —lançado em dezembro de 2023—alcançou um 10 kg redução de peso em comparação com a primeira geração, resultando em um aumento de 30% na velocidade de caminhada, além de melhorias significativas na estabilidade, agilidade e desempenho geral. Um dos principais fatores por trás dessa redução de peso foi o uso extensivo de PEEK (polieteretercetona) em suas articulações biônicas e componentes de equipamentos leves.

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O que é material PEEK?
A poliéterétercetona (PEEK) é um polímero termoplástico aromático cristalino de alto desempenho que pertence à família das poliariletercetonas (PAEK). É composto por anéis de fenileno conectados por ligações éter e cetona. Reconhecido como um dos materiais termoplásticos de melhor desempenho do mundo O PEEK oferece propriedades superiores em comparação aos metais e à maioria dos outros materiais plásticos.

Comparado aos principais plásticos de engenharia e plásticos especiais de alto desempenho, o PEEK oferece desempenho completo . Ele não só supera a maioria dos plásticos de engenharia especiais em termos de rigidez , mas também mantém excelente tenacidade , demonstrando um perfil mecânico abrangente. Além disso, apresenta excelente resistência a aquecer , desgaste e corrosão .

Comparado aos metais convencionais, o PEEK oferece uma vantagem significativa maior resistência específica do que aço e ligas de alumínio Isso permite uma redução substancial no peso do material, ao mesmo tempo em que atende aos requisitos de resistência, tornando-o uma solução ideal para projetos leves. Além disso, o PEEK também supera os metais comuns em termos de isolamento elétrico e resistência química .

Em resumo, o excelente desempenho abrangente do PEEK o torna um material promissor com amplas perspectivas de aplicação no design leve de robôs humanoides.

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Aplicações do PEEK em Robôs Humanoides

O PEEK é usado principalmente nos esqueletos dos membros e nos componentes de transmissão articular de robôs humanoides:

Engrenagens/rolamentos articulados e outros componentes de transmissão:
A excelente resistência ao desgaste e as propriedades autolubrificantes do PEEK, com um coeficiente de atrito ultrabaixo (0,1–0,2) e baixo coeficiente de expansão térmica (aproximadamente 30×10⁻⁶/K), o tornam ideal para engrenagens e rolamentos articulados. Seu uso reduz o desgaste dos componentes, o consumo de energia e o ruído. Ao mesmo tempo, o PEEK oferece alta resistência, boa estabilidade dimensional e é mais leve que materiais metálicos, melhorando a relação torque-peso das articulações de robôs humanoides, permitindo movimentos mais eficientes e precisos, além de prolongar a vida útil.

Componentes Estruturais Leves
O PEEK pode ser reforçado com materiais como fibra de vidro ou fibra de carbono e usado em estruturas ou alojamentos robóticos . Isso permite redução significativa de peso enquanto mantendo alta rigidez , melhorando assim a eficiência do movimento.

O PEEK é um material ideal para atingir os objetivos de leveza dos robôs humanoides. À medida que a comercialização de robôs humanoides avança, espera-se que o potencial de mercado do PEEK neste setor cresça proporcionalmente.