MATERIALS 材料

碳纖維材料的選用

選用航空工業級 Pitch-Base T80 碳纖維材料，達到高剛性、低震幅 (Damping) 等性能需求。

PAN-BASED CF

PITCH-BASED CF

Petroleum
石油

Coal
煤炭

Poly Acrylnitrile
聚丙烯腈 (輕油裂解產物)

coaltar
煤焦油

Acrylic fiber
腈綸 (亞克力纖維)

Mesophase pitch fiber
中間相瀝青纖維

Pan-based CF
聚丙烯腈基碳纖維

Pitch-based CF
瀝青基碳纖維

CF Intermediate Material, Prepreg (CF中間材料, 預浸材料)

CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastics 碳纖維強化塑膠複材產品)

工業用碳纖維材料規格

一• PAN Based CF Yarn (Poly Acrylonitrile) 聚丙烯腈基：運動器材等級高強度用途

Pitch CFRP 與 Pan CFRP 特性比較：密度 Pitch≒Pan 剛性：Pitch＞Pan 強度： Pitch＜Pan
熱傳導率：Pitch＞Pan 熱膨脹率：Pitch≦Pan

二• Pitch Based CF Yarn 瀝青基：工業器材等級超高剛性用途

碳纖維與其他材質震幅比較

Damping properties (comparison with various materials)

* Dimension of specimen: 200mm(L) x 15mm(W) x 1mm(t)

** Natural Frequency (F) is calculated by the following formula:
F = 0.178 x π / L² x (EI / ρA)¹ ²

Pitch based CFRP = Damping: 1/5 of steel
Natural Frequency: 3 times of Steel Vibration Damping: 1/5 of steel

E : Young modulus (E1)
I : moment of inertia of area
ρ : Density of laminate
A : Area of cross section

一支高性能 CFRP FORK ，Made in BRAINCO 公司

• Light Weight ：材質：日本三菱 or 日本NGF，高模量 Pitch Based，80T碳纖維複合材料。

Density g/cm2 密度：2.15

• Stable Transfer，Saving Space：由 Robot Fork 承載面板變形量 \(δ = \frac{P/l · L^4}{48E x I}\) 得知：玻璃面板可穩固的被傳輸。

高新世代機器人手臂，長度 L 成四次方比。(已設計)

截面造型的高度 h1 , h2 成三次方比。(已設計)

僅剩 E 值，材料選擇。

CFRP Fork 的製造商，應選擇最大可能的材質，是有利於 Fork 最小的δ變形量與最小的振幅。

環航公司製造的 Robot Forks 選用80 Ton 級，高模量 Pitch Based CF，作為標準用料，展現出較高剛性、較低承載面板時的抖動，利於產品進出 Cassette，安全的空間。