Humanoïde robotte het van die laboratorium na kommersiële massaproduksie oorgeskakel, en die balansering van liggewig en strukturele sterkte het 'n kernuitdaging geword.

 
As 'n metaalmateriaal wat liggewig, hoë sterkte en korrosiebestandheid kombineer, bereik aluminium grootskaalse penetrasie in sleutelonderdele soos gewrigte, geraamtes, transmissiestelsels en skulpe van humanoïde robotte.

 
Teen die einde van 2024 was die wêreldwye vraag naaluminiumlegeringsIn die humanoïde robotbedryf het dit met 62% jaar-op-jaar gestyg en het dit nog 'n plofbare veld vir aluminiumtoepassings geword na nuwe energievoertuie.

 
Die omvattende werkverrigting van aluminiumlegering maak dit die voorkeurmetaalmateriaal vir humanoïde robotte. Die digtheid daarvan is slegs een derde van staal, maar dit kan sterkte bereik wat vergelykbaar is met sommige staal deur legeringsverhouding en prosesoptimalisering. Byvoorbeeld, die spesifieke sterkte (sterkte/digtheidsverhouding) van 7-reeks lugvaartaluminium (7075-T6) kan 200 MPa/(g/cm³) bereik, wat beter is as die meeste ingenieursplastiek, en goed presteer in hitte-afvoer en elektromagnetiese afskerming.

 
In die iterasie van Tesla Optimus-Gen2 word die ledemaatskelet met 15% verminder deur aluminium-magnesiumlegering te gebruik, terwyl strukturele rigiditeit deur topologie-optimaliseringsontwerp gehandhaaf word; Boston Dynamics se Atlas-robot gebruik hoësterkte aluminium om kniegewrig-oordragkomponente te skep om die impak van hoëfrekwensie-spronge te hanteer. Boonop gebruik die verkoelingstelsel van die Ubiquitous Walker X 'n gegote aluminium-dop, wat die hoë termiese geleidingsvermoë van aluminium (ongeveer 200 W/m·K) benut om doeltreffende termiese bestuur te bereik.
Tans versnel die tegnologiese iterasie van aluminium op die gebied van humanoïde robotte steeds, en verskeie deurbrake het in verskeie skakels van die bedryfsketting na vore gekom:

1. Prestasiesprong van hoë sterktealuminiumlegeringmateriale
Na die vrystelling van aluminium-silikonlegering met 'n treksterkte van 450 MPa in September 2024, het Lizhong Group (300428) lugvaartgraadsertifisering verkry vir sy 7xxx-reeks aluminiumlegering wat spesifiek vir robotte ontwerp is in Januarie 2025. Hierdie materiaal het sy vloeigrens verhoog tot 580 MPa deur mikrolegeringstegnologie terwyl 'n verlenging van 5% gehandhaaf word, en is suksesvol toegepas op die biomimetiese kniegewrigmodule van Fourier Intelligence, wat gewig met 32% verminder in vergelyking met tradisionele titaniumlegeringsoplossings. Die volledig aluminium kolomliggaammateriaal wat deur Mingtai Aluminum Industry (601677) ontwikkel is, gebruik spuitafsettingsvormingstegnologie om die termiese geleidingsvermoë van die verkoeler-aluminiummateriaal tot 240 W/(m · K) te verhoog, en is in grootmaat verskaf as die aandryfstelsel vir Yushu Technology se H1 humanoïde robot.

 
2. Deurbraak op industriële vlak in geïntegreerde giettegnologie
Die wêreld se eerste 9800T tweeplaat supergiet-produksielyn wat deur Wencan Corporation (603348) by sy Chongqing-basis in werking gestel is, het die vervaardigingsiklus van humanoïde robotskelette van 72 uur tot 18 uur verkort. Die biomimetiese ruggraatskeletkomponent wat deur hulle ontwikkel is, is geoptimaliseer deur topologie-ontwerp, wat sweispunte met 72% verminder, 'n strukturele sterkte van 800 MPa bereik en 'n opbrengskoers van meer as 95% handhaaf. Hierdie tegnologie het bestellings van Noord-Amerikaanse kliënte ontvang en 'n fabriek in Mexiko is tans in aanbou. Guangdong Hongtu (002101) het 'n dunwandige giet-aluminiumdop ontwikkel met 'n wanddikte van slegs 1.2 mm, maar wat 'n impakweerstand van 30 kN bereik, wat op die borsbeskermingsstruktuur van die Uber Walker X toegepas word.

3. Innovasie in presisiebewerking en funksionele integrasie
Nanshan Aluminium Industry (600219), in samewerking met die Nasionale Ingenieursentrum vir Liglegerings aan die Shanghai Jiao Tong Universiteit, sal nano-versterkte aluminium-gebaseerde saamgestelde materiale in Februarie 2025 vrystel. Hierdie materiaal word versterk deur silikonkarbied-nanopartikels te versprei, wat die termiese uitbreidingskoëffisiënt tot 8 × 10 ⁻⁶/℃ verminder, wat die akkuraatheidsdrywingsprobleem wat veroorsaak word deur ongelyke hitteverspreiding van servomotors suksesvol oplos. Dit is in die Tesla Optimus Gen3-voorsieningsketting ingebring. Die aluminiumgrafeen-saamgestelde elektromagnetiese afskermingslaag wat deur Yinbang Co., Ltd. (300337) ontwikkel is, het 'n afskermingsdoeltreffendheid van 70dB in die 10GHz-frekwensieband en 'n dikte van slegs 0.25 mm, wat op die kopsensor-skikking van Boston Dynamics Atlas toegepas word.

 
4. Lae koolstof deurbraak van herwinde aluminium tegnologie
Die nuutgeboude elektroniese graad herwinde aluminium suiweringsproduksielyn van Aluminium Corporation of China (601600) kan die koper- en ysteronreinheidinhoud in afvalaluminium tot onder 5 dpm beheer, en die koolstofvoetspoor van die geproduseerde herwinde aluminium met 78% verminder in vergelyking met primêre aluminium. Hierdie tegnologie is gesertifiseer deur die EU se Wet op Sleutelgrondstowwe en daar word verwag dat dit LCA (volle lewensiklus) voldoenende aluminiummateriale aan Zhiyuan-robotte sal lewer vanaf die tweede kwartaal van 2025.

5. Kruisdissiplinêre tegnologie-integrasie en -toepassing
In die uitbreiding van lugvaartvlak-scenario's, is die biomimetiese heuningkoek-aluminiumstruktuur wat deur Beijing Iron Man Technology ontwikkel is, deur die Harbin Institute of Technology geverifieer, wat die gewig van die tweevoetige robot se torso met 30% verminder en die buigstyfheid met 40% verhoog. Die struktuur gebruik 7075-T6 lugvaartaluminium en bereik 'n spesifieke styfheid van 12GPa · m³/kg deur biomimetiese ontwerp. Daar word beplan dat dit gebruik sal word vir die ruimtestasie-instandhoudingsrobot wat in die vierde kwartaal van 2025 gelanseer word.

 
Hierdie tegnologiese deurbrake dryf die gebruik van aluminium in humanoïde robotte vir 'n enkele masjien van 20 kg/eenheid in 2024 tot 28 kg/eenheid in 2025, en die premiekoers van hoë-end aluminium het ook van 15% tot 35% gestyg.

 
Met die implementering van die "Guiding Opinions on Innovative Development of Humanoid Robot Industry" deur die Ministerie van Nywerheid en Inligtingstegnologie, sal die innovasie van aluminiummateriale op die gebied van liggewig- en funksionele integrasie aanhou versnel. In Julie 2024 het die Ministerie van Nywerheid en Inligtingstegnologie die "Guiding Opinions on Innovative Development of Humanoid Robot Industry" uitgereik, wat die doelwit van "deurbreek van liggewigmateriale en presisievervaardigingsprosesse" duidelik gestel het, en aluminiumlegering-presisievormingstegnologie in die sleutelnavorsings- en ontwikkelingslys ingesluit het.

 
Op plaaslike vlak sal Sjanghai in November 2024 'n spesiale fonds van 2 miljard yuan stig om die navorsing en industrialisering van kernmateriale vir humanoïde robotte, insluitend hoëprestasie-aluminiummateriale, te ondersteun.

 
In die akademiese veld is die "biomimetiese heuningkoek-aluminiumstruktuur" wat gesamentlik deur die Harbin Institute of Technology en China Aluminum Research Institute ontwikkel is, in Januarie 2025 bekragtig. Hierdie struktuur kan die gewig van die robot se torso met 30% verminder terwyl die buigstyfheid met 40% verbeter word. Die verwante prestasies het die stadium van patent-industrialisering betree.

Volgens die GGII Instituut vir Robotika sal die wêreldwye aluminiumverbruik vir humanoïde robotte ongeveer 12000 ton in 2024 wees, met 'n markgrootte van 1,8 miljard yuan. As ons aanvaar dat die aluminiumverbruik van 'n enkele humanoïde robot 20-25 kg is (wat 30% -40% van die totale gewig van die masjien uitmaak), gebaseer op die geraamde wêreldwye verskeping van 5 miljoen eenhede teen 2030, sal die vraag na aluminium styg tot 100000-125000 ton, wat ooreenstem met 'n markgrootte van ongeveer 15-18 miljard yuan, met 'n saamgestelde jaarlikse groeikoers van 45%.

 
Wat prys betref, het die premiekoers van hoë-end aluminiummateriale vir robotte (soos lugvaartgraad aluminiumplate en hoë termiese geleidingsvermoë gietaluminium) sedert die tweede helfte van 2024 van 15% tot 30% gestyg. Die eenheidsprys van sommige pasgemaakte produkte oorskry 80000 yuan/ton, aansienlik hoër as die gemiddelde prys van industriële aluminiummateriale (22000 yuan/ton).

 
Terwyl humanoïde robotte teen 'n tempo van meer as 60% per jaar herhaal, beweeg aluminium, met sy volwasse industriële ketting en voortdurend geoptimaliseerde werkverrigting, van tradisionele vervaardiging na die hoë-waardetoegevoegde spoor. Volgens die Toubao Navorsingsinstituut sal China se aluminiummark vir robotte van 2025 tot 2028 40% -50% van die wêreldwye markaandeel uitmaak, en plaaslike ondernemings se tegnologiese deurbrake in presisievorming, oppervlakbehandeling en ander aspekte sal belangrike wenners en verloorders word.