Les principaux matériaux utilisés dans les robots industriels varient en fonction de leur fonction structurelle, des exigences de charge, des exigences de légèreté et de l'environnement d'exploitation.
Matériaux métalliques
Acier de construction en carbone et acier de construction en alliage : haute résistance, module d'élasticité élevé et forte résistance à la déformation ; largement utilisé dans les-structures porteuses telles que les bases et les bras de robots. Particulièrement courant dans les robots industriels-à usage intensif (tels que les robots de soudage automobiles).
Alliages d'aluminium (tels que 6061/7075) : faible densité et résistance spécifique élevée, réduisant considérablement le poids et améliorant la vitesse de déplacement et l'efficacité énergétique ; couramment utilisé dans les robots collaboratifs, les avant-bras et les pièces mobiles. Les alliages d'aluminium rares et précieux additionnés de lithium peuvent encore améliorer le module d'élasticité et le rapport E/ρ.
Fonte/fonte ductile : Utilisée dans des composants tels que les bases ; possède une rigidité élevée et de bonnes performances d'amortissement des vibrations, adaptées à un fonctionnement stable et de haute-précision.
Alliages de titane : haute résistance et légèreté ; utilisé dans l'aérospatiale ou dans des robots-à usage spécial, mais avec un coût plus élevé.
Matériaux composites
Matériaux composites renforcés de fibres (tels que la résine renforcée de fibres de carbone) : possèdent une rigidité spécifique (E/ρ) extrêmement élevée et des caractéristiques d'amortissement élevées, supprimant efficacement les vibrations lors de mouvements à grande vitesse-, ce qui les rend adaptés aux robots à haute-performances et à haute-réponse dynamique-.
Alliages d'aluminium renforcés de fibres de bore-et alliages de magnésium renforcés de fibres de graphite- : avec des rapports E/ρ supérieurs à 11,4 × 10⁷, bien que coûteux, ils sont progressivement utilisés dans des applications-haut de gamme.
Autres matériaux fonctionnels
Céramique : utilisée dans les petits bras robotiques-de haute précision, offrant une excellente stabilité dimensionnelle et une excellente résistance à l'usure ; cependant, ils sont fragiles et difficiles à traiter et sont actuellement encore au stade expérimental.
Matériaux viscoélastiques à haut-amortissement : utilisés pour amortir la couche de contrainte des liaisons, améliorant considérablement la dynamique du robot et réduisant les vibrations.
Plastiques techniques spécialisés (par exemple, PEEK, LCP) : utilisés dans les engrenages, joints, connecteurs et autres composants, combinant légèreté, résistance à la chaleur et résistance à l'usure, ce qui les rend particulièrement adaptés aux structures de précision des robots humanoïdes.
