以塑代钢！PEEK斜齿轮精密注塑_实现人形机器人低成本规模化应用

在人形机器人产业迈向规模化应用的关键阶段，传动系统的轻量化与成本控制正成为制约行业发展的重要瓶颈。传统金属斜齿轮虽性能可靠，但受限于切削加工工艺，普遍存在材料浪费严重、生产效率低下、制造成本居高不下等问题。

面对这一行业痛点，工程塑料领域的技术突破为产业带来了新的解决方案：通过多种工程塑料组合形式实现斜齿轮的全塑化替代，并利用PEEK精密注塑成型关键部件，为人形机器人未来大规模应用，提供批量降本的可行性。并且在确保整体强度的同时，全塑化的PEEK斜齿轮比同尺寸金属斜齿轮更轻、成本也更低。

与传统金属斜齿轮相比，高性能PEEK斜齿轮已然被广泛应用于人形机器人领域的关节传动系统中，其主要特点包括：

• 高比强度与轻量化

PEEK的密度远低于金属，却能提供接近金属的机械强度。这一特性使PEEK斜齿轮在保证负载能力的同时，大幅降低了传动部件的重量，有助于减轻机器人关节负荷，提升运动响应速度与整体能效。

• 耐磨性与自润滑性能

在机器人关节频繁启停、换向的工况下，注塑PEEK斜齿轮能有效降低齿轮啮合时的磨损与噪音，延长使用寿命，减少维护需求。其自润滑性还能在一定程度上降低对额外润滑系统的依赖，简化机器人关节的结构设计。

• 耐疲劳与抗冲击能力

人形机器人在运动过程中，关节齿轮常需承受周期性载荷与意外冲击。采用PEEK材料加工的斜齿轮耐疲劳性能出色，能承受长期交变应力。而且其韧性较好，可吸收部分冲击能量，降低断齿风险，提高传动可靠性。

注塑加工PEEK斜齿轮关键成型要点

高精度的PEEK斜齿轮注塑成型比普通注塑更关注细节与测量技术，模具必须确保每次成型的温度和冷却速率一致；同时特别注意PEEK斜齿轮在成型时需旋转齿部部件。常见问题包括齿轮对称冷却和多模腔一致性控制。而精密PEEK齿轮模具通常不超过4腔，早期模具甚至仅单腔生产。

精密PEEK斜齿轮需采用中心浇口进胶，多浇口易导致熔接线、压力分布不均和收缩差异。对于玻纤增强材料，多浇口可能引发径向纤维排列，导致偏心碰撞。专家需基于设备、设计、材料延展性和工艺条件，控制齿槽变形并获得均匀收缩。成型时需精准控制模面温度、注射压力和冷却过程，其他关键因素包括壁厚、浇口尺寸与位置、保压参数、流速及内应力控制。

精密注塑工艺为PEEK斜齿轮的制造带来了显著的经济效益和生产优势

• 根本性降本

精密注塑可实现一次成型，省去了金属斜齿轮所需的毛坯加工、滚齿、磨齿等多道工序，缩短了制造链条。单件生产工时大幅减少，能耗与人工成本随之下降，为机器人关节的大批量采购提供了价格空间。

• 规模化量产

注塑成型周期短，可实现一模多腔，批量生产一致性高的齿轮零件，生产效率成倍提升，能够快速响应人形机器人市场扩张带来的规模化交付需求。

• 结构高度集成

注塑工艺的灵活性允许将斜齿轮与其他结构件（如轴承座、联轴器特征）一体成型，减少零件数量与装配环节。这种功能集成化设计进一步简化了机器人关节结构，降低了整体重量与组装成本。