Humanoidni roboti su prešli iz laboratorija u komercijalnu masovnu proizvodnju, a ravnoteža između male težine i strukturne čvrstoće postala je ključni izazov.

 
Kao metalni materijal koji kombinuje laganu težinu, visoku čvrstoću i otpornost na koroziju, aluminijum postiže veliko prodiranje u ključne dijelove kao što su zglobovi, skeleti, sistemi prenosa i ljuske humanoidnih robota.

 
Od kraja 2024. godine, globalna potražnja zaaluminijske legureIndustrija humanoidnih robota porasla je za 62% u odnosu na prethodnu godinu, postajući još jedno eksplozivno područje za primjenu aluminija nakon vozila na nove izvore energije.

 
Sveobuhvatne performanse aluminijske legure čine je preferiranim metalnim materijalom za humanoidne robote. Njena gustoća je samo jedna trećina gustoće čelika, ali može postići čvrstoću usporedivu s nekim čelikom kroz omjer legure i optimizaciju procesa. Na primjer, specifična čvrstoća (odnos čvrstoće/gustoće) avionskog aluminija serije 7 (7075-T6) može doseći 200 MPa/(g/cm³), što je superiornije od većine inženjerskih plastika, a dobro se ponaša u odvođenju topline i elektromagnetskoj zaštiti.

 
U iteraciji Tesla Optimus-Gen2, skelet udova je smanjen za 15% korištenjem legure aluminija i magnezija, uz održavanje strukturne krutosti kroz optimizaciju topologije; robot Atlas kompanije Boston Dynamics koristi visokočvrsti aluminij za stvaranje komponenti prijenosa koljena kako bi se nosio sa utjecajem visokofrekventnih skokova. Osim toga, sistem hlađenja Ubiquitous Walker X koristi kućište od lijevanog aluminija, koje koristi visoku toplinsku provodljivost aluminija (oko 200 W/m · K) za postizanje efikasnog upravljanja toplinom.
Trenutno, tehnološka iteracija aluminija u oblasti humanoidnih robota nastavlja da se ubrzava, a pojavili su se brojni proboji u različitim karikama industrijskog lanca:

1. Skok performansi visoke čvrstoćealuminijska leguramaterijali
Nakon što je u septembru 2024. godine na tržište plasirana legura aluminija i silicija zatezne čvrstoće od 450 MPa, Lizhong Group (300428) je u januaru 2025. godine dobila certifikat za vazduhoplovnu industriju za svoju leguru aluminija serije 7xxx, posebno dizajniranu za robote. Ovaj materijal je povećao svoju granicu tečenja na 580 MPa tehnologijom mikrolegiranja, uz održavanje stope izduženja od 5%, te je uspješno primijenjen na biomimetički modul koljena Fourierove inteligencije, smanjujući težinu za 32% u poređenju s tradicionalnim rješenjima od titanijumskih legura. Materijal za tijelo stuba od aluminija, koji je razvila kompanija Mingtai Aluminum Industry (601677), koristi tehnologiju raspršivanja kako bi se povećala toplotna provodljivost aluminijumskog materijala radijatora na 240 W/(m · K), a isporučuje se u rasutom stanju kao pogonski sistem za humanoidnog robota H1 kompanije Yushu Technology.

 
2. Proboj na industrijskom nivou u tehnologiji integrisanog lijevanja pod pritiskom
Prva svjetska proizvodna linija za livenje pod pritiskom od dvije ploče, kapaciteta 9800T, koju je pustila u rad kompanija Wencan Corporation (603348) u svojoj bazi u Chongqingu, sažela je proizvodni ciklus skeleta humanoidnih robota sa 72 sata na 18 sati. Biomimetička komponenta skeleta kičme koju je razvila optimizovana je kroz topološki dizajn, smanjujući broj tačaka zavarivanja za 72%, postižući strukturnu čvrstoću od 800 MPa i održavajući stopu prinosa preko 95%. Ova tehnologija je primila narudžbe od kupaca iz Sjeverne Amerike, a fabrika u Meksiku je trenutno u izgradnji. Guangdong Hongtu (002101) razvio je tankozidnu školjku od lijevanog aluminija debljine zida od samo 1,2 mm, ali koja postiže otpornost na udar od 30 kN, a koja se primjenjuje na zaštitnu strukturu za prsa Uber Walkera X.

3. Inovacija u preciznoj obradi i funkcionalnoj integraciji
Nanshan Aluminum Industry (600219), u saradnji sa Nacionalnim inženjerskim centrom za lake legure na Univerzitetu Jiao Tong u Šangaju, predstaviće kompozitne materijale na bazi aluminijuma ojačane nanočesticama u februaru 2025. godine. Ovaj materijal je ojačan disperzijom nanočestica silicijum karbida, smanjujući koeficijent termičkog širenja na 8 × 10⁻⁶/℃, uspješno rješavajući problem pomjeranja tačnosti uzrokovanog neravnomjernim odvođenjem toplote servo motora. Uveden je u lanac snabdijevanja Tesla Optimus Gen3. Sloj elektromagnetne zaštite od aluminijum-grafenskog kompozita, koji je razvila kompanija Yinbang Co., Ltd. (300337), ima efikasnost zaštite od 70dB u frekventnom opsegu od 10GHz i debljinu od samo 0,25mm, a nanosi se na niz senzora glave Boston Dynamics Atlasa.

 
4. Proboj tehnologije recikliranog aluminija u niskom udjelu ugljika
Novoizgrađena proizvodna linija za prečišćavanje recikliranog aluminija elektroničkog kvaliteta kompanije Aluminum Corporation of China (601600) može kontrolirati sadržaj nečistoća bakra i željeza u otpadnom aluminijumu ispod 5 ppm i smanjiti ugljični otisak proizvedenog recikliranog aluminija za 78% u poređenju s primarnim aluminijem. Ova tehnologija je certificirana Zakonom EU o ključnim sirovinama i očekuje se da će snabdijevati robote Zhiyuan aluminijskim materijalima koji su u skladu sa LCA (potpuni životni ciklus) počevši od drugog kvartala 2025. godine.

5. Integracija i primjena međudisciplinarne tehnologije
U scenarijima širenja na nivou vazduhoplovstva, biomimetička aluminijumska struktura u obliku saća koju je razvila kompanija Beijing Iron Man Technology verifikovana je od strane Tehnološkog instituta Harbin, smanjujući težinu torza dvonožnog robota za 30% i povećavajući njegovu krutost na savijanje za 40%. Struktura koristi avionski aluminij 7075-T6 i postiže specifičnu krutost od 12GPa · m³/kg putem biomimetičkog dizajna. Planirano je da se koristi za robota za održavanje svemirske stanice koji će biti lansiran u četvrtom kvartalu 2025. godine.

 
Ovi tehnološki prodori povećavaju potrošnju aluminija u pojedinačnim mašinama humanoidnih robota sa 20 kg/jedinici u 2024. na 28 kg/jedinici u 2025. godini, a premium stopa vrhunskog aluminija također je porasla sa 15% na 35%.

 
Implementacijom „Smjernica o inovativnom razvoju industrije humanoidnih robota“ od strane Ministarstva industrije i informacionih tehnologija, inovacije aluminijskih materijala u oblastima lagane i funkcionalne integracije će se nastaviti ubrzavati. U julu 2024. godine, Ministarstvo industrije i informacionih tehnologija izdalo je „Smjernice o inovativnom razvoju industrije humanoidnih robota“, u kojima je jasno naveden cilj „probijanja kroz lagane materijale i precizne proizvodne procese“, te je tehnologija preciznog oblikovanja aluminijskih legura uključena u ključnu listu istraživanja i razvoja.

 
Na lokalnom nivou, Šangaj će u novembru 2024. godine osnovati poseban fond od 2 milijarde juana za podršku istraživanju i industrijalizaciji osnovnih materijala za humanoidne robote, uključujući visokoperformansne aluminijumske materijale.

 
U akademskoj oblasti, „biomimetička aluminijska struktura u obliku saća“ koju su zajednički razvili Harbin Institute of Technology i China Aluminium Research Institute je validirana u januaru 2025. godine. Ova struktura može smanjiti težinu robotskog torza za 30%, a istovremeno poboljšati krutost na savijanje za 40%. Povezana dostignuća su ušla u fazu industrijalizacije patenata.

Prema podacima Instituta za robotiku GGII, globalna potrošnja aluminija za humanoidne robote iznosit će približno 12.000 tona u 2024. godini, s veličinom tržišta od 1,8 milijardi juana. Pod pretpostavkom da je potrošnja aluminija jednog humanoidnog robota 20-25 kg (što čini 30% -40% ukupne težine mašine), na osnovu procijenjene globalne isporuke od 5 miliona jedinica do 2030. godine, potražnja za aluminijem će se popeti na 100.000-125.000 tona, što odgovara veličini tržišta od približno 15-18 milijardi juana, s godišnjom stopom rasta od 45%.

 
Što se tiče cijene, od druge polovine 2024. godine, premium stopa vrhunskih aluminijskih materijala za robote (kao što su aluminijske ploče avionskog kvaliteta i lijevani aluminij visoke toplinske provodljivosti) porasla je sa 15% na 30%. Jedinična cijena nekih prilagođenih proizvoda prelazi 80.000 juana/tona, što je znatno više od prosječne cijene industrijskih aluminijskih materijala (22.000 juana/tona).

 
Kako se humanoidni roboti mijenjaju brzinom većom od 60% godišnje, aluminij, sa svojim zrelim industrijskim lancem i kontinuirano optimiziranim performansama, prelazi iz tradicionalne proizvodnje u proizvodnju s visokom dodanom vrijednošću. Prema istraživačkom institutu Toubao, od 2025. do 2028. godine, kinesko tržište aluminija za robote će činiti 40% -50% globalnog tržišnog udjela, a tehnološki prodori lokalnih preduzeća u preciznom oblikovanju, površinskoj obradi i drugim aspektima postat će ključni pobjednici i gubitnici.