在机器人制造领域，胶粘剂早已超越传统 “胶水” 的简单认知，成为实现轻量化、可靠性、环境适应性及精密集成的核心工艺支撑。从工业机器人的高强度机械臂到医疗机器人的柔性关节，从电子元件的抗震防护到水下机器人的密封系统，胶粘剂通过分子级连接与功能设计，解决了异种材料集成、复杂环境耐受及动态载荷适应性等诸多挑战。以下将深入解析其核心应用场景、材料特性及技术趋势。 一、胶粘剂在机器人结构制备中的核心价值

1. 轻量化结构连接：替代传统机械紧固 机器人（尤其是协作机器人、移动机器人及人形机器人）对 “高强度 + 轻量化” 的需求极高。传统焊接、螺丝固定等方式会增加额外重量、引发应力集中，并破坏复合材料的完整性。胶粘剂（如环氧结构胶、改性丙烯酸酯胶、聚氨酯胶）通过分子级粘合实现异种材料（金属、碳纤维、工程塑料等）的高效连接： • 机械臂与关节支架：碳纤维臂杆与铝合金关节采用高强度环氧胶粘结，剪切强度可达 20–60 MPa，重量降低 10–30%，同时分散应力集中（避免焊接脆化），提升运动灵活性与响应速度。 • 机身框架与底盘：移动机器人（AGV、巡检机器人）的复合材料盖板与金属壳体通过聚氨酯结构胶连接，耐冲击（瞬时 100 N 以上冲击力）、耐高低温（–40~80℃），确保颠簸环境下的长期稳定性。 • 仿生机器人柔性覆盖：人形机器人的硅胶皮肤层、TPU 面罩与嵌入式传感器，采用硅基中性胶或柔性 UV 胶固定，兼顾柔性形变与高精度定位。

案例：智元机器人灵犀 X2-N 的碳纤维关节模组通过乙烯基酯树脂胶粘剂减重 60%，续航提升至 2 小时，验证了胶粘剂在突破传统材料限制中的关键作用。 2. 电子元件精密固定与防护：抵御严苛环境干扰 机器人的控制器、传感器（力觉、视觉、红外）、电机驱动模块等需在震动、粉尘、油污、温湿度剧烈变化的环境下稳定工作，胶粘剂承担 “固定 + 防护 + 功能强化” 三重角色： • 传感器与线路板封装：机械臂末端力传感器、医疗机器人位移传感器，采用低应力环氧胶、改性硅胶或 UV 胶固定，避免螺丝固定导致的微形变影响精度。例如，丙烯酸系硅胶（如 EG0510C）在–40~150℃宽温域保持弹性，提供 30 年以上耐老化密封。 • 电磁屏蔽与热管理：在控制模块、电机周围填充添加碳纳米管 / 金属粉末的导电环氧胶，屏蔽外部电磁干扰（如工厂电机噪声）；针对高功率密度无框力矩电机，采用导热硅胶片或凝胶（导热系数 0.8–20 W/(m・K)）快速传导热量，防止芯片过热宕机。 • 电路板三防保护：扫地机器人、工业控制板的 PCB 表面涂覆防潮、防震、防腐蚀的丙烯酸三防胶（如阿普邦胶），延长电子元件寿命。 3. 动态密封与环境隔离：保障复杂工况运行 机器人在户外、水下、化工等场景需严格的防水（IP67/IP68 级）、防尘、防化学腐蚀，胶粘剂是防护第一道防线：

• 外壳接缝与接口密封：巡检机器人、水下设备的舱体缝隙使用室温硫化硅胶（RTV）、可流动灌封胶或热熔胶条填充，固化后弹性体（断裂伸长率＞300%）适应热胀冷缩形变，阻隔水汽、酸碱侵入。 • 电机与减速器密封：工业机器人伺服电机轴与壳体的缝隙采用厌氧胶（螺纹锁固胶） ，缺氧环境中快速固化（10–30 分钟），防止润滑油泄漏及粉尘侵入，提升设备寿命 30% 以上。 • 水下机器人特殊需求：施奈仕 CC4010 聚氨酯灌封胶可抵抗水压、海水腐蚀及微生物附着，应用于无人遥控潜水器、海洋探测器等设备。 4. 柔性与动态部件连接：适应仿生运动需求 协作机器人的柔性关节、软体机器人的动态夹爪及传送带接触面需胶粘剂兼顾强度与形变能力： • 柔性关节粘结：医疗机器人柔性臂、仿生关节的硅胶 / 聚氨酯材质与金属驱动部件，采用低模量聚氨酯弹性胶（拉伸强度 10–30 MPa，断裂伸长率 50–150%），允许 ±90° 弯曲摆动而不脱粘。 • 末端执行器快速固定：物流机器人夹爪的防滑橡胶垫与金属爪体，通过瞬干胶（氰基丙烯酸酯） 在 5–30 秒内固化，粘结强度＞15 MPa，耐受高频摩擦（＞10 万次夹取无脱落）。 • 动态摩擦表面强化：机器人导轨、传送带接触面涂覆添加陶瓷颗粒的耐磨环氧涂层，耐磨性提升至金属的 5–10 倍。 二、胶粘剂材料选择的核心逻辑 机器人应用对胶粘剂的性能提出多维严苛要求，需结合场景定制化配方：

1. 力学性能： o 结构粘接需高剪切强度（环氧胶 20–60 MPa）与抗疲劳韧性； o 柔性关节需低模量、高断裂伸长率（聚氨酯弹性胶）。
2. 环境适应性： o 耐温范围（–50~200℃宽域稳定）、耐化学腐蚀（化工场景）、生物相容性（医疗机器人接触人体部分需 FDA/ISO 10993 认证胶）。
3. 功能集成： o 添加填料实现导热（石墨烯 / 氮化硼）、导电（碳纳米管）、防静电、自修复（微胶囊技术）等特性。
4. 工艺适配： o UV 胶满足秒级快速固化需求（如摄像头模组自动化产线）； o 双组分环氧胶通过真空辅助渗透技术实现纤维缝隙零气泡填充，提升复合材料层间剪切强度。 三、胶粘剂在机器人制备中的技术挑战与创新方向 尽管胶粘剂已深度渗透机器人制造，但仍面临多重挑战，驱动技术持续革新：
5. 极端工况可靠性提升： o 高温（炉内检测机器人需耐受 200℃以上）、强辐射（核工业机器人需抗 γ 射线＞10⁴ Gy）、超低温环境需开发有机硅改性环氧胶、屏蔽填料聚氨酯胶等特殊体系。
6. 异种材料粘结瓶颈突破： o 针对碳纤维 / 铝合金、PEEK 塑料 / 陶瓷等难粘界面，需开发表面预处理工艺（等离子、激光活化）+ 增韧型胶粘剂，平衡极性差异与热膨胀系数匹配。
7. 仿生智能功能集成： o 受天鹅绒蠕虫、甲虫脚趾启发，研究电活性智能粘合剂、形状记忆聚合物（SMP）基粘性皮肤，实现可逆粘附强度调控（0.1 kPa~1 MPa）及动态环境适应性，用于栖息 - 起飞无人机、软体机器人操作。
8. 可持续制造需求： o 推动生物基胶粘剂（大豆基、环氧树脂回收技术）、可降解配方发展，例如 Cidetec 项目通过加热降解液回收 90% 以上碳纤维 / 环氧树脂，降低机器人报废成本与环境负荷。
9. 精密涂胶工艺革新： o 物理 - 仿真协同方法（如高斯回归建模胶线扩散、希尔伯特曲线轨迹规划）优化异形曲面涂胶均匀性，提升覆盖质量与生产效率 5–10%，解决传统自动化涂胶胶线不均、覆盖率不足的问题。 四、未来趋势：胶粘剂从 “辅助材料” 走向 “设计核心” 随着机器人向轻量化、智能化、多功能化加速演进，胶粘剂的角色正发生根本性转变： • 结构 - 功能一体化设计前置：在机器人本体研发初期即纳入胶粘剂选型，通过参数化模拟（如 ANSYS 胶层应力分布仿真）优化关节、夹爪等关键部位的连接方案，提升整体性能边界。 • 人形机器人规模化驱动创新：特斯拉 Optimus、优必选 Walker 等量产项目推动胶粘剂需求爆发，要求高强度柔性兼容、微秒级响应导热胶等前沿材料快速落地。 • 跨学科融合深化：材料科学（仿生纳米结构胶粘剂）、AI 工艺控制（机器人视觉引导自动点胶路径）、机器人学（动态负载胶层寿命预测）交叉创新，构建 “材料 - 工艺 - 设备” 三位一体解决方案体系。 • 绿色制造成为刚需：环保法规趋严与循环经济要求，推动可回收环氧树脂胶粘剂、生物降解聚氨酯弹性体等可持续技术普及。