SiC：ロボット機能と精度を向上

はじめに：高性能ロボット工学におけるカスタムSiC

生産性、精度、および信頼性の向上を絶え間なく追求する中で、ロボット工学の分野は、ますます高度な材料に目を向けています。その中でも、カスタム炭化ケイ素（SiC）製品は、高性能産業用途の基盤として登場しています。堅牢な技術セラミックスである炭化ケイ素は、現代のロボットシステムの厳しい要件に直接対応する、優れた特性の組み合わせを提供します。ロボットがより複雑な操作、より速いサイクルタイム、および困難な環境での操作を求められるにつれて、鋼、アルミニウム、さらには他のセラミックスなどの従来の材料の限界が明らかになります。特定の用途のニーズに合わせて設計されたカスタムSiCコンポーネントは、これらの限界を克服するための道を提供し、ロボット機能の前例のない進歩を可能にします。半導体製造から航空宇宙組立などまで、炭化ケイ素の統合は単なるアップグレードではなく、次世代の自動化への変革的な飛躍です。このブログ投稿では、ロボット工学における炭化ケイ素の世界を掘り下げ、その用途、利点、設計上の考慮事項、およびこれらの高度に設計されたコンポーネントのサプライヤーを選択する際の重要な要素を探ります。

高い剛性、軽量性、優れた耐摩耗性、および熱安定性を提供する材料の必要性は、ロボット工学において最も重要です。炭化ケイ素は、これらのニーズを独自に満たしています。その固有の特性により、より軽量でありながら、より剛性の高いロボットコンポーネントの設計が可能になり、加速の高速化、慣性の低減、および位置精度の向上につながります。さらに、耐摩耗性と過酷な化学物質に対する耐性により、寿命と信頼性が保証され、ダウンタイムとメンテナンスコストが最小限に抑えられます。これは、総所有コストを評価する調達マネージャーや技術バイヤーにとって重要な要素です。業界が自動化の限界を押し広げるにつれて、カスタム炭化ケイ素ソリューションの需要は増加する見込みであり、この材料を深く理解することは、ロボット工学分野のエンジニアや意思決定者にとって不可欠です。

主な用途：炭化ケイ素がロボットシステムを変革する場所

炭化ケイ素の汎用性と優れた特性により、さまざまな業界のロボットシステム内の幅広い重要なコンポーネントに最適な材料となっています。SiCの影響は、精度、速度、および耐久性が交渉の余地がない場合に特に重要です。カスタムSiC部品がロボットの性能に革命をもたらしている主な用途を以下に示します。

• ロボットアームと構造コンポーネント： 炭化ケイ素の高い剛性対重量比により、軽量でありながら非常に剛性の高いロボットアームを作成できます。これは、より高い加速能力、振動の低減、および位置精度の向上につながり、細心の注意を要するタスクに不可欠です。エレクトロニクス組立や医薬品取り扱いなどの業界は、大きな恩恵を受けています。
• エンドエフェクタとグリッパ： SiCエンドエフェクタとグリッパは、優れた耐摩耗性と寸法安定性を提供します。これは、反復的なピックアンドプレース操作や研磨材の取り扱いを含む用途に不可欠です。また、その化学的慣性により、化学処理や半導体ウェットエッチングロボットなど、腐食性環境での使用にも適しています。
• 半導体ウェーハハンドリングロボット： 半導体製造の超クリーンな環境では、SiCコンポーネントが輝きます。それらは、最小限の粒子発生、高純度、およびプロセス化学物質に対する耐性を示します。SiCロボットハンド、チャック、およびステージは、デリケートなシリコンウェーハの汚染のない取り扱いを保証し、歩留まりと信頼性を向上させます。
• 計測および検査ロボット： 高精度測定を実行するロボットシステムにとって、寸法安定性が重要です。SiCの低い熱膨張係数と高い剛性により、計測フレーム、CMM（座標測定機）コンポーネント、および検査アームは、変動する温度や高い動的負荷下でも精度を維持できます。
• 高温環境ロボット工学： 炉、鋳造所、または特定の航空宇宙用途で動作するロボットは、極端な温度に遭遇します。炭化ケイ素の優れた熱安定性と耐熱衝撃性により、金属が変形したり劣化したりする可能性のある場所で、ロボットコンポーネントが確実に機能します。
• ベアリングと摩耗コンポーネント： ロボット内のジョイントやその他の可動部品では、SiCベアリングと摩耗パッドは、従来の材料と比較して、大幅に長い寿命と摩擦の低減を提供します。これにより、メンテナンス要件が減り、ロボットの動作寿命全体にわたって性能が維持されます。
• 航空宇宙ロボット工学： 航空宇宙における組立、メンテナンス、および探査ロボットの場合、軽量で高強度のSiCコンポーネントは、システム全体の効率とペイロード容量に貢献します。極端な条件に対する耐性も大きな資産です。

これらの用途における炭化ケイ素の採用は、エンジニアが、以前は自動化には過酷すぎると見なされていた環境で、より高速、より正確、より耐久性があり、動作可能なロボットシステムを設計できるようにする、実現技術としての役割を強調しています。

比類のない利点：ロボットのニーズにカスタムSiCを使用する理由

エンジニアと調達スペシャリストがロボット用途の材料を評価する場合、性能、寿命、および費用対効果のバランスを求めています。カスタム炭化ケイ素（SiC）は、優れたロボットシステムに直接つながる魅力的な一連の利点により、ますます最適な材料として登場しています。これらの利点は、ロボット工学における中核的な課題、つまり速度、精度、耐久性、および運用上の信頼性の必要性に対応しています。

ロボット工学でカスタム炭化ケイ素を使用する主な利点には以下が含まれます。

• 優れた剛性対重量比： SiCは、鋼やアルミニウムよりも大幅に剛性が高く、鋼よりも軽量です。この高い比剛性により、軽量でありながら非常に剛性の高いロボットアームとコンポーネントの設計が可能になります。
  • メリットだ： 加速と減速を高速化し、モーターのトルク要件を削減し、振動を最小限に抑え、位置精度と再現性を向上させます。これは
• 優れた耐摩耗性と耐エロージョン性： 炭化ケイ素は、ダイヤモンドに次いで硬い市販材料の一つです。これにより、摩耗、浸食、および摩耗に対する信じられないほどの耐性が得られます。
  • メリットだ： ロボット部品、特に摩擦や研磨材との接触を受ける部品（例：グリッパー、ベアリング、ガイドレール）の寿命を延ばします。これにより、メンテナンスの削減、ダウンタイムの短縮、および長期的な運用コストの削減につながります。
• 優れた熱安定性と高温強度： SiCは、非常に高温（多くの場合1400°Cを超える）でも、強度や剛性などの機械的特性を維持します。また、熱膨張係数が小さいです。
  • メリットだ： 大きな温度変化や高温動作環境（例：鋳造ロボット、炉への装填）にさらされても、ロボット部品の一貫した性能と寸法安定性を保証します。
• 高い寸法安定性： 熱安定性に加えて、SiCは非常に低いクリープを示し、長期間にわたって連続的な負荷の下でも正確な寸法を維持します。
  • メリットだ： 計測ロボット、精密機械加工、および持続的な精度が最重要となるあらゆる用途に不可欠です。部品は形状と公差を維持し、長期的な信頼性の高い性能を保証します。
• 化学的不活性と耐食性： SiCは、幅広い酸、アルカリ、およびその他の腐食性化学物質に対して高い耐性を持っています。
  • メリットだ： 化学的に攻撃的な環境、例えば化学処理プラント、半導体ウェットプロセス、またはバッテリー製造など、で動作するロボットに最適です。部品は劣化せず、システムの完全性を確保し、汚染を防ぎます。
• 高硬度： この特性は、耐摩耗性だけでなく、変形や表面損傷に対する耐性にも貢献します。
  • メリットだ： 部品は、高い接触応力下でも表面の完全性と精度を維持します。
• カスタマイズ性： 炭化ケイ素は複雑な形状に加工できるため、特定のロボット機能に合わせて最適化された部品の設計が可能です。このカスタマイズにより、材料の利点が用途内で最大限に活用されます。

カスタムSiCを選択することにより、ロボット工学に投資する企業は、性能の大幅な向上を達成し、総所有コストを削減し、従来の材料では達成できなかった新しい能力を解き放つことができます。炭化ケイ素が提供する戦略的優位性は、要求の厳しいロボット用途にとって将来を見据えた選択肢となります。

賢明な選択：ロボットコンポーネントに推奨されるSiCグレード

炭化ケイ素は単一の材料ではなく、さまざまなグレードと組成が存在し、それぞれが特定の特性を示すように異なる製造プロセスを通じて調整されています。ロボット部品の性能と費用対効果を最適化するには、適切なSiCグレードを選択することが重要です。ロボット工学を含む技術セラミック用途でよく見られる主なグレードは、焼結炭化ケイ素（SSiC）と反応焼結炭化ケイ素（RBSiC）、別名シリコン化炭化ケイ素（SiSiC）です。

焼結炭化ケイ素（SSiC）：

• 製造： 高純度のSiC微粉末を、非酸化焼結助剤を用いて高温（通常2000°C以上）で焼結することによって製造されます。このプロセスにより、高密度で単相のSiC材料が得られます。
• プロパティ
  • SiCグレードの中で最高の強度、剛性、および硬度。
  • 優れた耐摩耗性と耐食性。
  • 優れた熱伝導率と良好な耐熱衝撃性。
  • 非常に厳しい公差と細かい表面仕上げに機械加工できます。
  • RBSiCと比較して製造コストが高い。
• ロボット工学への応用： 高精度ベアリング、重要な摩耗部品、極度の剛性を必要とする軽量構造要素、半導体ウェーハハンドリング部品（高純度のため）、および優れた硬度と耐摩耗性を必要とするエンドエフェクタなど、最大の性能を要求する部品に最適です。

反応焼結炭化ケイ素（RBSiC / SiSiC）：

• 製造： SiC粒子と炭素の多孔質コンパクタを、溶融シリコンで浸透させることによって作られます。シリコンは炭素と反応して新しいSiCを形成し、これが最初のSiC粒子を結合させます。これにより、通常8〜15％の遊離シリコンを含む複合材料が得られます。
• プロパティ
  • 良好な強度と高い硬度。
  • 優れた耐摩耗性と耐腐食性。
  • 遊離シリコンのおかげで非常に優れた耐熱衝撃性。
  • 製造コストが低く、焼結収縮が最小限で、より大きく、より複雑な形状に適しています。
  • 遊離シリコンの存在は、非常に高温（約1350°C以上）または特定の攻撃的な化学物質との接触での使用を制限する可能性があります。
• ロボット工学への応用： 中程度の強度と高い耐摩耗性が必要な、より大きな構造部品、支持ビーム、ロボットベースに適しています。また、複雑な形状が有利なグリッパーや固定具にも使用されます。その優れた熱伝導率により、ロボットシステムにおける放熱要素として役立ちます。

以下は、ロボット工学に関連する主な特性をまとめた比較表です。

プロパティ	焼結炭化ケイ素（SSiC）	反応焼結炭化ケイ素（RBSiC)	ロボット工学との関連性
密度	~3.1 – 3.2 g/cm³	~3.0 – 3.1 g/cm³	可動部品の重量と慣性に影響します。
曲げ強度	400〜600 MPa	250 – 450 MPa	曲げ力に耐える能力。
ヤング率（剛性）	~400 – 450 GPa	~350 – 400 GPa	剛性と精度に不可欠です。たわみを最小限に抑えるには、高い方が良いです。
硬度（ヌープ）	~25 – 28 GPa	~22 – 25 GPa	摩耗と表面損傷に対する耐性。
熱伝導率	80 – 150 W/mK	100 – 180 W/mK	熱を放散する能力。熱的に安定した部品にとって重要です。
最大使用温度使用温度	~1600 – 1800°C（不活性雰囲気）	～1350℃（遊離Siによる）	高温環境への適合性。
耐薬品性	素晴らしい	非常に良好（遊離Siは特定の化学物質に攻撃される可能性があります）	腐食性環境での耐久性。
コスト	より高い	中程度	システム全体のコストに影響します。

適切なグレードを選択するには、特定のロボット用途の機械的応力、熱条件、化学環境、精度要件、および予算制約を慎重に分析する必要があります。価値と性能を最大化する情報に基づいた決定を行うには、経験豊富な炭化ケイ素サプライヤーに相談することが不可欠です。

卓越性の設計：SiCロボットコンポーネントの考慮事項

ロボット用途向けに炭化ケイ素で部品を設計するには、金属やプラスチックで設計する場合とは異なる考え方が必要です。SiCの独自の特性、特にその硬度と脆性により、製造可能性、機能性、および長寿命を確保するために、設計段階で慎重な検討が必要です。SiCの利点を活用し、潜在的な課題を軽減するには、セラミック設計の原則を遵守することが重要です。

SiCロボット部品の主な設計上の考慮事項には、以下が含まれます。

• シンプルさと形状：
  • 可能であれば、単純な形状を目指してください。複雑な形状は、SiCの硬度により機械加工コストを大幅に増加させる可能性があります。
  • 応力集中点となる鋭い内角やエッジは避けてください。代わりに、十分な半径と面取りを組み込んでください（例：最小半径0.5mm〜1mm、または可能であればそれ以上）。
  • 製造中および熱サイクル中の内部応力を最小限に抑えるために、均一な壁厚が推奨されます。断面の急激な変化は避けてください。
• 脆性の管理：
  • セラミックは圧縮に非常に強いため、可能であれば、部品を引張ではなく圧縮で負荷するように設計してください。
  • SiC部品を衝撃荷重から保護してください。衝撃が予想される場合は、コンプライアンス要素を組み込むか、保護機能を設計することを検討してください。
  • 局所的な応力を軽減するために、より広い領域に荷重を分散させてください。コンプライアンス中間層または適切な取り付け技術を使用すると効果的です。
• 公差と被削性：
  • 部品の機能に本当に必要な公差を指定してください。過度に厳しい公差は、研削コストを劇的に増加させます。
  • 内部機能、深穴、および複雑な輪郭は、SiCでの機械加工がより困難でコストがかかることを理解してください。研削工具へのアクセスを考慮して設計してください。
  • 複雑な部品については、焼結後の機械加工を最小限に抑えるために、ニアネットシェイプ成形プロセス（RBSiCなど）を検討してください。
• 他の材料との統合：
  • SiC部品を金属部品と組み立てる場合は、熱膨張係数（CTE）の違いを考慮してください。CTEのミスマッチが管理されていない場合（例：フレキシブルジョイント、適切な材料選択、または特定の取り付け設計）、温度変化中に高い応力が発生する可能性があります。
  • SiCと金属を接合するには、焼きばめまたはろう付け技術を検討してください。ただし、これらには専門知識が必要です。ボルト接合は、SiCへの応力集中を避けるように慎重に設計する必要があります。
• 軽量化戦略：
  • SiCの高い剛性を活用するには、薄肉構造を設計するか、リブや最適化されたトポロジー（例：有限要素解析– FEAを使用）を組み込んで、最小限の質量で必要な剛性を実現します。
  • 中空セクションまたはポケット設計は重量を減らすことができますが、製造可能性とのバランスを取る必要があります。
• 表面仕上げ：
  • 機能的なニーズ（例：摩耗面、光学インターフェース、シール面）に基づいて、必要な表面仕上げ（Ra）を指定してください。より滑らかな仕上げには、より集中的なラッピングまたは研磨が必要となり、コストが追加されます。
• 部品統合：
  • 適切な場合は、複数の単純な部品を単一のより複雑なSiC部品に組み合わせて、システム全体の剛性を向上させるか、組み立ての複雑さを軽減できるかどうかを検討してください。これは、製造可能性とコストを考慮して検討する必要があります。
• プロトタイピングと反復：
  • 複雑または重要な用途の場合は、プロトタイピングと設計の反復を計画してください。プロトタイプのテストにより、量産に入る前に設計を最適化する領域が明らかになる可能性があります。

設計プロセスの早い段階で、経験豊富な炭化ケイ素メーカーと緊密に連携することを強くお勧めします。SiC製造技術と材料挙動に関する彼らの専門知識は、機能的で費用対効果の高い最適化された設計につながる、貴重な洞察を提供できます。このような連携により、開発サイクルを大幅に短縮し、高度なロボットシステムへのSiC部品の統合を成功させることができます。

精密の完成：SiCロボット工学における公差、表面仕上げ、および精度

高度なロボット工学の分野では、精度は単なる望ましい特性ではなく、多くの場合、基本的な要件です。ロボットが高度な精度と再現性でタスクを実行する能力は、その部品の寸法と幾何学的精度に直接関連しています。炭化ケイ素は、機械加工が困難ですが、非常に厳しい公差と細かい表面仕上げに製造できるため、最高の精度を要求する用途に最適な候補です。

炭化ケイ素で実現可能な公差：

高度な研削およびラッピング技術のおかげで、炭化ケイ素部品は驚くべき寸法精度を達成できます。「焼結後」または「反応後」の公差は、寸法の±0.5％〜±1％の範囲（または、低焼結収縮のためRBSiCの場合はさらに厳密）になる可能性がありますが、ダイヤモンド研削による後処理により、はるかに厳密な制御が可能になります。

• 寸法公差： 重要な寸法の場合、±0.001 mm（1ミクロン）という厳しい公差を小さな機能で達成できますが、±0.005 mm〜±0.010 mmが精密部品でより一般的に指定されています。より大きな部品では、±0.025 mm〜±0.050 mmの範囲の公差が見られる場合があります。
• 幾何公差： 平坦度、平行度、垂直度、真円度、および円筒度の制御も重要です。例：
  • 平面度： ラッピング技術を使用すると、特にシール面やエアベアリングにとって重要な、数本の光線（特定の領域でミクロンの分数）まで達成できます。一般的な研削平坦度は、100mmあたり5〜10ミクロン以内です。
  • 平行度と垂直度： 部品のサイズと形状によっては、5〜10ミクロン以内に保持できることがよくあります。

設計者は、機能的に必要な公差のみを指定することが重要です。不必要に厳しい公差を要求すると、機械加工時間とコストが大幅に増加します。

SiC部品の表面仕上げオプション：

SiC部品の表面仕上げ（通常は平均粗さ、Raで定量化）は、用途のニーズに合わせて調整できます。

• 表面は比較的粗く、初期SiC粉末の粒子サイズと焼結プロセスを反映したテクスチャがあります。一般的なRa（平均粗さ）値は、1μm〜5μm以上の範囲になる可能性があります。これは、窯道具のような用途では許容される場合があります。 表面は、製造プロセスに起因する特定のテクスチャを持ちます。Ra値は1〜5µmの範囲になる可能性があります。これは、表面特性が重要ではない一部の構造部品に適している場合があります。
• グラウンド仕上げ： ダイヤモンド研削は、SiCを成形および寸法決定するための標準的な方法です。研削面は、通常、0.2 µm〜0.8 µmのRaを達成します。これは、一部のベアリング面や位置決め機能を含む多くの機械部品に適しています。
• ラップ仕上げ： 動的シール、エアベアリング、または光学部品基板など、非常に滑らかな表面を必要とする用途では、ラッピングにより0.02 µm〜0.1 µmのRa値を達成できます。
• ポリッシュ仕上げ： ミラーや非常に低摩擦の表面など、最も要求の厳しい用途では、研磨により表面をさらに0.01 µm（10ナノメートル）未満のRa値にすることができます。

ロボット工学における寸法精度と表面仕上げの重要性：

• 位置精度と再現性： 構造部品、ジョイント、およびアクチュエータの厳しい公差により、遊びとたわみが最小限に抑えられ、より正確で再現性の高いロボットの動きが実現します。
• 耐摩耗性と摩擦： 可動部品（例：ベアリング、スライド）のより滑らかな表面仕上げは、摩擦と摩耗を減らし、長寿命化とより効率的な動作に貢献します。
• シーリング： 流体またはガスの取り扱いに関与する部品の場合、正確な寸法と細かい表面仕上げは、効果的なシールを作成するために不可欠です。
• 組立： 正確な部品は、組み立て中の適切なフィットとアライメントを保証し、手直しの必要性を減らし、ロボットシステムの全体的な品質を向上させます。
• 計測： 測定または検査に関与するロボットの場合、SiC部品（CMMアームや基準面など）の寸法安定性と精度が最重要です。

炭化ケイ素で高い精度を達成するには、特殊な機器、経験豊富な担当者、および細心の注意を払ったプロセス制御が必要です。要求の厳しいロボット用途でSiCの可能性を最大限に実現するには、技術セラミックの精密機械加工で実績のあるサプライヤーと提携することが不可欠です。

製造を超えて：SiCロボット部品に不可欠な後処理

炭化ケイ素部品の初期成形と焼結（または反応結合）は、多くの場合、機能的なロボット部品を作成する最初の段階にすぎません。最新のロボット工学の厳しい寸法、表面、および性能要件を満たすには、通常、さまざまな後処理ステップが必要です。これらの二次的な操作により、ニアネットシェイプのセラミックブランクが、統合の準備ができた精密に設計された部品に変換されます。

SiCロボット部品の一般的な後処理ニーズには、以下が含まれます。

1. ダイヤモンド研磨：
   • 目的 SiCの極度の硬度により、従来の機械加工工具は効果がありません。ダイヤモンド研削は、正確な寸法、プロファイル、および幾何学的形状を実現するための主要な方法です
   • プロセス ダイヤモンド粒子を含浸させたグラインディングホイールを使用します。表面研削
   • 成果だ： 微細な寸法公差（ミクロン単位）、特定の表面仕上げ（通常Ra 0.2～0.8 µm）、および所望の幾何学的形状（平面度、平行度など）を実現します。
2. ラッピングとポリッシング：
   • 目的 研削だけでは得られない、超平滑な表面仕上げ、高い平面度、または特定の光学特性を実現するために。
   • プロセス ラッピングは、SiC部品とラッピングプレートの間に遊離砥粒スラリー（多くの場合、ダイヤモンド粒子）を使用することを含みます。ポリッシングは、より細かい研磨剤と特殊なパッドを使用して、鏡面のような仕上げを実現します。
   • 成果だ： 表面粗さ（Ra）をナノメートルレベルまで低減できます（例： <0.02 µm). Essential for air bearings, sealing surfaces, optical mirrors, and very low-friction components in robots.
3. エッジ面取り/ラジアス加工：
   • 目的 SiCのような脆性材料でチッピングを起こしやすく、応力集中点にもなり得る鋭利なエッジを除去するため。面取りまたは丸みを帯びたエッジは、部品の強度と取り扱い安全性を向上させます。
   • プロセス 特殊なダイヤモンド工具または制御された研削で実行されることがよくあります。
   • 成果だ： 耐久性の向上とエッジでの破壊開始のリスクの低減。
4. クリーニング：
   • 目的 機械加工、取り扱い、または以前の処理ステップからの残留物を取り除き、部品に異物がないことを確認するため。これは、半導体、医療、または真空環境で使用されるSiC部品にとって特に重要です。
   • プロセス 用途の清浄度要件に応じて、イオン交換水または特定の溶剤での超音波洗浄が含まれる場合があります。
   • 成果だ： 組立またはさらなる処理の準備ができた、清浄で粒子を含まない部品。
5. アニーリング（応力緩和）：
   • 目的 場合によっては、集中的な研削が軽微な内部応力を誘発する可能性があります。焼鈍、制御された熱処理プロセスは、これらの応力を緩和することができます。
   • プロセス SiC部品を高温（焼結温度以下）に加熱し、ゆっくりと冷却します。
   • 成果だ： 機械的完全性と寸法安定性の向上。ただし、多くのSiC用途では、金属と比較してあまり一般的ではありません。
6. コーティング（オプション）：
   • 目的 SiC自体は優れた特性を持っていますが、特定の用途では、特定の特性をさらに強化するために特殊なコーティングが役立つ場合があります。
   • ステンレス鋼、工具鋼、ニッケル基超合金（例：インコネル）、チタン合金、モリブデン、タングステン。
     • DLC（ダイヤモンドライクカーボン）コーティング： 超低摩擦用。
     • 金属コーティング： ろう付けまたは導電パスの作成用。
     • 酸化物コーティング： 電気絶縁性の向上または特定の化学的適合性のため。
   • 成果だ： ロボットシステムにおける独自の機能的要求を満たすための、調整された表面特性。
7. 検査と品質管理:
   • 目的 すべての寸法、表面、および材料の仕様が満たされていることを確認するため。
   • プロセス CMM、光学プロファイラー、干渉計、材料特性評価技術などの高度な計測機器を利用します。
   • 成果だ： 出荷前に、SiC部品がすべての要件に適合していることの保証。

これらの後処理ステップは、多くの場合複雑であり、高度な専門知識と特殊な設備が必要です。これらは、SiC部品の最終的なコストとリードタイムに大きく貢献しますが、高度なロボット用途で要求される高いレベルの性能と信頼性を達成するために不可欠です。

課題への対応：ロボット工学におけるSiCのハードルの克服

炭化ケイ素は、ロボット用途に優れた利点を提供しますが、他の高度な材料と同様に、独自の課題も伴います。これらの潜在的なハードルを理解し、慎重な設計、材料選択、および製造パートナーシップを通じてそれらを軽減する方法を知ることが、SiC部品を正常に実装するための鍵となります。

ロボット工学でSiCを使用することに関連する一般的な課題には、以下が含まれます。

1. 脆性と破壊靭性：
   • チャレンジだ： 炭化ケイ素は、ほとんどのセラミックスと同様に、脆性材料です。これは、延性金属と比較して低い破壊靭性を持つことを意味し、高い引張応力、鋭い衝撃、または応力集中にさらされると、破滅的な破壊を起こしやすくなります。
   • 軽減