Хуманоидните роботи са се преместили от лабораторията към масово производство в търговската мрежа, а балансирането между лекота и структурна здравина се е превърнало в основно предизвикателство.

 
Като метален материал, който съчетава леко тегло, висока якост и устойчивост на корозия, алуминият постига мащабно проникване в ключови части като стави, скелети, трансмисионни системи и черупки на хуманоидни роботи.

 
Към края на 2024 г. глобалното търсене наалуминиеви сплавив индустрията за хуманоидни роботи се е увеличила с 62% на годишна база, превръщайки се в още една експлозивна област за приложения на алуминий след превозните средства с нова енергия.

 
Цялостните характеристики на алуминиевата сплав я правят предпочитан метален материал за хуманоидни роботи. Плътността ѝ е само една трета от тази на стоманата, но чрез съотношение на сплавите и оптимизация на процеса може да постигне якост, сравнима с тази на някои стомани. Например, специфичната якост (съотношение якост/плътност) на авиационния алуминий от серия 7 (7075-T6) може да достигне 200 MPa/(g/cm³), което е по-добро от повечето инженерни пластмаси, и се представя добре при разсейване на топлината и електромагнитно екраниране.

 
В итерацията на Tesla Optimus-Gen2, скелетът на крайниците му е намален с 15%, използвайки алуминиево-магнезиева сплав, като същевременно се запазва структурната твърдост чрез оптимизация на топологията; роботът Atlas на Boston Dynamics използва високоякостен алуминий за създаване на компоненти за предаване на колянните стави, за да се справи с въздействието на високочестотните скокове. В допълнение, охладителната система на Ubiquitous Walker X използва корпус от лят алуминий, който използва високата топлопроводимост на алуминия (около 200 W/m · K) за постигане на ефективно управление на температурата.
В момента технологичното развитие на алуминия в областта на хуманоидните роботи продължава да се ускорява и се появиха множество пробиви в различни звена на индустриалната верига:

1. Скок в производителността на висока якосталуминиева сплавматериали
След пускането на пазара на алуминиево-силициева сплав с якост на опън 450 MPa през септември 2024 г., през януари 2025 г. Lizhong Group (300428) получи сертификат за аерокосмически клас за своята алуминиева сплав от серия 7xxx, специално проектирана за роботи. Този материал е увеличил границата си на провлачване до 580 MPa чрез технология за микролегиране, като същевременно поддържа 5% коефициент на удължение, и е успешно приложен в биомиметичния модул за колянна става на Fourier Intelligence, намалявайки теглото с 32% в сравнение с традиционните решения от титаниеви сплави. Материалът за изцяло алуминиевото тяло на колоната, разработен от Mingtai Aluminum Industry (601677), използва технология за формоване чрез пулверизиране, за да увеличи топлопроводимостта на алуминиевия материал на радиатора до 240 W/(m · K) и е доставен на едро като задвижваща система за хуманоидния робот H1 на Yushu Technology.

 
2. Пробив на индустриално ниво в интегрираната технология за леене под налягане
Първата в света двупластова производствена линия за супер леене под налягане 9800T, пусната в експлоатация от Wencan Corporation (603348) в базата си в Чунцин, е компресирала производствения цикъл на хуманоидни роботизирани скелети от 72 часа на 18 часа. Разработеният от нея биомиметичен компонент на скелета на гръбначния стълб е оптимизиран чрез топологичен дизайн, като са намалени точките на заваряване със 72%, постигната е структурна якост от 800MPa и е поддържан процент на добив над 95%. Тази технология е получила поръчки от клиенти от Северна Америка и в момента се строи фабрика в Мексико. Guangdong Hongtu (002101) е разработила тънкостенна алуминиева обвивка с дебелина на стената само 1,2 мм, но постигаща удароустойчивост от 30 kN, която е приложена към конструкцията за защита на гръдния кош на Uber Walker X.

3. Иновации в прецизната обработка и функционалната интеграция
През февруари 2025 г. Nanshan Aluminum Industry (600219), в сътрудничество с Националния инженерен център за леки сплави в Шанхайския университет Jiao Tong, ще пусне на пазара нанокомпозитни материали на базата на алуминий. Този материал е подсилен чрез диспергиране на наночастици от силициев карбид, намалявайки коефициента на термично разширение до 8 × 10⁻⁶/℃, като по този начин успешно решава проблема с отклонението на точността, причинено от неравномерното разсейване на топлината на серводвигателите. Той е въведен във веригата за доставки на Tesla Optimus Gen3. Алуминиево-графеновият композитен електромагнитен екраниращ слой, разработен от Yinbang Co., Ltd. (300337), има ефективност на екраниране от 70dB в честотната лента 10GHz и дебелина от само 0,25mm, и е нанесен върху сензорния масив на главата на Boston Dynamics Atlas.

 
4. Пробив в нисковъглеродната технология на рециклирания алуминий
Новопостроената производствена линия за пречистване на рециклиран алуминий за електронни цели на Aluminum Corporation of China (601600) може да контролира съдържанието на примеси от мед и желязо в отпадъчния алуминий под 5 ppm и да намали въглеродния отпечатък на произведения рециклиран алуминий със 78% в сравнение с първичния алуминий. Тази технология е сертифицирана по Закона за ключовите суровини на ЕС и се очаква да доставя алуминиеви материали, съответстващи на LCA (пълен жизнен цикъл), на роботите на Zhiyuan, считано от второто тримесечие на 2025 г.

5. Междудисциплинарна интеграция и приложение на технологии
В сценариите за разширяване на аерокосмическото ниво, биомиметичната алуминиева структура тип „пчелна пита“, разработена от Beijing Iron Man Technology, е била проверена от Харбинския технологичен институт, като е намалила теглото на торса на двуногия робот с 30% и е увеличила неговата твърдост на огъване с 40%. Структурата е изработена от авиационен алуминий 7075-T6 и постига специфична твърдост от 12GPa · m³/kg чрез биомиметичен дизайн. Планирано е тя да бъде използвана за робота за поддръжка на космическата станция, който ще бъде изстрелян през четвъртото тримесечие на 2025 г.

 
Тези технологични пробиви водят до увеличаване на използването на алуминий в единични машини за хуманоидни роботи от 20 кг/бройка през 2024 г. до 28 кг/бройка през 2025 г., а премията за висококачествен алуминий също се е повишила от 15% на 35%.

 
С прилагането на „Ръководни становища относно иновативното развитие на индустрията за хуманоидни роботи“ от Министерството на промишлеността и информационните технологии, иновациите в алуминиевите материали в областта на леката конструкция и функционалната интеграция ще продължат да се ускоряват. През юли 2024 г. Министерството на промишлеността и информационните технологии публикува „Ръководни становища относно иновативното развитие на индустрията за хуманоидни роботи“, в които ясно се посочва целта за „пробив в леките материали и прецизните производствени процеси“ и се включва технологията за прецизно формоване на алуминиеви сплави в списъка с ключови научноизследователски и развойни дейности.

 
На местно ниво, през ноември 2024 г. Шанхай ще създаде специален фонд от 2 милиарда юана за подкрепа на изследванията и индустриализацията на основните материали за хуманоидни роботи, включително високопроизводителни алуминиеви материали.

 
В академичната област, „биомиметичната алуминиева структура тип „пчелна пита“, разработена съвместно от Харбинския технологичен институт и Китайския институт за изследване на алуминия, беше валидирана през януари 2025 г. Тази структура може да намали теглото на торса на робота с 30%, като същевременно подобри якостта на огъване с 40%. Свързаните с това постижения навлязоха в етап на патентна индустриализация.

Според Института по роботика GGII, глобалното потребление на алуминий за хуманоидни роботи ще бъде приблизително 12 000 тона през 2024 г., с пазарен размер от 1,8 милиарда юана. Ако приемем, че потреблението на алуминий на един хуманоиден робот е 20-25 кг (което представлява 30% -40% от общото тегло на машината), въз основа на прогнозираните глобални доставки от 5 милиона бройки до 2030 г., търсенето на алуминий ще се покачи до 100 000-125 000 тона, което съответства на пазарен размер от приблизително 15-18 милиарда юана, със сложен годишен темп на растеж от 45%.

 
По отношение на цената, от втората половина на 2024 г. насам премията за висококачествени алуминиеви материали за роботи (като авиационните алуминиеви плочи и алуминиево лято с висока топлопроводимост) се е увеличила от 15% на 30%. Единичната цена на някои персонализирани продукти надхвърля 80 000 юана/тон, което е значително по-високо от средната цена на индустриалните алуминиеви материали (22 000 юана/тон).

 
Тъй като хуманоидните роботи се движат с темп от над 60% годишно, алуминият, със своята зряла индустриална верига и непрекъснато оптимизирана производителност, преминава от традиционно производство към производство с висока добавена стойност. Според изследователския институт Toubao, от 2025 до 2028 г. китайският пазар на алуминиеви роботи ще представлява 40%-50% от световния пазарен дял, а технологичните пробиви на местните предприятия в прецизното формоване, повърхностната обработка и други аспекти ще се превърнат в ключови печеливши и губещи.