Els robots humanoides han passat del laboratori a la producció comercial en massa, i equilibrar el pes lleuger i la resistència estructural s'ha convertit en un repte fonamental.

 
Com a material metàl·lic que combina lleugeresa, alta resistència i resistència a la corrosió, l'alumini està aconseguint una penetració a gran escala en parts clau com ara articulacions, esquelets, sistemes de transmissió i carcasses de robots humanoides.

 
A finals del 2024, la demanda mundial dealiatges d'aluminia la indústria dels robots humanoides ha augmentat un 62% interanual, convertint-se en un altre camp explosiu per a les aplicacions d'alumini després dels vehicles de nova energia.

 
El rendiment integral de l'aliatge d'alumini el converteix en el material metàl·lic preferit per a robots humanoides. La seva densitat és només un terç de la de l'acer, però pot aconseguir una resistència comparable a la d'alguns acers mitjançant la relació d'aliatge i l'optimització del procés. Per exemple, la resistència específica (relació resistència/densitat) de l'alumini d'aviació de la sèrie 7 (7075-T6) pot arribar als 200 MPa/(g/cm³), que és superior a la majoria dels plàstics d'enginyeria, i té un bon rendiment en la dissipació de calor i el blindatge electromagnètic.

 
En la iteració del Tesla Optimus-Gen2, l'esquelet de les extremitats es redueix en un 15% mitjançant un aliatge d'alumini i magnesi, tot mantenint la rigidesa estructural mitjançant un disseny d'optimització topològica; el robot Atlas de Boston Dynamics utilitza alumini d'alta resistència per crear components de transmissió de l'articulació del genoll per fer front a l'impacte dels salts d'alta freqüència. A més, el sistema de refrigeració de l'Ubiquitous Walker X adopta una carcassa d'alumini fos a pressió, que utilitza l'alta conductivitat tèrmica de l'alumini (uns 200 W/m·K) per aconseguir una gestió tèrmica eficient.
Actualment, la iteració tecnològica de l'alumini en el camp dels robots humanoides continua accelerant-se, i han sorgit múltiples avenços en diversos enllaços de la cadena industrial:

1. Salt de rendiment d'alta resistènciaaliatge d'aluminimaterials
Després del llançament de l'aliatge d'alumini i silici amb una resistència a la tracció de 450 MPa el setembre de 2024, Lizhong Group (300428) ha obtingut la certificació de grau aeroespacial per al seu aliatge d'alumini de la sèrie 7xxx dissenyat específicament per a robots el gener de 2025. Aquest material ha augmentat el seu límit elàstic a 580 MPa mitjançant la tecnologia de microaliatge, mantenint alhora una taxa d'elongació del 5%, i s'ha aplicat amb èxit al mòdul d'articulació de genoll biomimètic de Fourier Intelligence, reduint el pes en un 32% en comparació amb les solucions tradicionals d'aliatge de titani. El material del cos de columna totalment d'alumini desenvolupat per Mingtai Aluminum Industry (601677) adopta la tecnologia de conformació per deposició per polvorització per augmentar la conductivitat tèrmica del material d'alumini del radiador a 240 W/(m · K), i s'ha subministrat a granel com a sistema d'accionament per al robot humanoide H1 de Yushu Technology.

 
2. Avenç a nivell industrial en tecnologia integrada de fosa a pressió
La primera línia de producció de superfosa a pressió de dues plaques 9800T del món, posada en funcionament per Wencan Corporation (603348) a la seva base de Chongqing, ha comprimit el cicle de fabricació d'esquelets de robots humanoides de 72 hores a 18 hores. El component d'esquelet de columna vertebral biomimètic que ha desenvolupat s'ha optimitzat mitjançant el disseny topològic, reduint els punts de soldadura en un 72%, aconseguint una resistència estructural de 800 MPa i mantenint una taxa de rendiment superior al 95%. Aquesta tecnologia ha rebut comandes de clients nord-americans i actualment s'està construint una fàbrica a Mèxic. Guangdong Hongtu (002101) ha desenvolupat una carcassa d'alumini fos a pressió de paret fina amb un gruix de paret de només 1,2 mm però que aconsegueix una resistència a l'impacte de 30 kN, que s'aplica a l'estructura de protecció del pit de l'Uber Walker X.

3. Innovació en mecanitzat de precisió i integració funcional
Nanshan Aluminum Industry (600219), en col·laboració amb el Centre Nacional d'Enginyeria d'Aliatges Lleugers de la Universitat Jiao Tong de Xangai, llançarà materials compostos basats en alumini nanoreforçat al febrer de 2025. Aquest material es reforça mitjançant la dispersió de nanopartícules de carbur de silici, reduint el coeficient d'expansió tèrmica a 8 × 10⁻⁶/℃, resolent amb èxit el problema de la deriva de precisió causat per la dissipació desigual de la calor dels servomotors. S'ha introduït a la cadena de subministrament de Tesla Optimus Gen3. La capa de blindatge electromagnètic composta d'alumini i grafè desenvolupada per Yinbang Co., Ltd. (300337) té una eficiència de blindatge de 70 dB a la banda de freqüència de 10 GHz i un gruix de només 0,25 mm, que s'aplica a la matriu de sensors del capçal de Boston Dynamics Atlas.

 
4. Avenç baix en carboni de la tecnologia d'alumini reciclat
La nova línia de producció de purificació d'alumini reciclat de grau electrònic d'Aluminum Corporation of China (601600) pot controlar el contingut d'impureses de coure i ferro en l'alumini residual per sota de 5 ppm i reduir la petjada de carboni de l'alumini reciclat produït en un 78% en comparació amb l'alumini primari. Aquesta tecnologia ha estat certificada per la Llei de matèries primeres clau de la UE i s'espera que subministri materials d'alumini compatibles amb LCA (cicle de vida complet) als robots Zhiyuan a partir del segon trimestre del 2025.

5. Integració i aplicació de tecnologia interdisciplinària
En l'expansió d'escenaris a nivell aeroespacial, l'estructura d'alumini en forma de bresca biomimètica desenvolupada per Beijing Iron Man Technology ha estat verificada per l'Institut Tecnològic de Harbin, reduint el pes del tors del robot bípede en un 30% i augmentant la seva rigidesa a la flexió en un 40%. L'estructura adopta alumini d'aviació 7075-T6 i aconsegueix una rigidesa específica de 12GPa · m³/kg mitjançant un disseny biomimètic. Està previst que s'utilitzi per al robot de manteniment de l'estació espacial llançat el quart trimestre del 2025.

 
Aquests avenços tecnològics estan impulsant l'ús d'alumini en robots humanoides en una sola màquina de 20 kg/unitat el 2024 a 28 kg/unitat el 2025, i la prima de l'alumini d'alta gamma també ha augmentat del 15% al ​​35%.

 
Amb la implementació de les "Opinions orientadores sobre el desenvolupament innovador de la indústria de robots humanoides" per part del Ministeri d'Indústria i Tecnologia de la Informació, la innovació dels materials d'alumini en els camps de la integració lleugera i funcional continuarà accelerant-se. El juliol de 2024, el Ministeri d'Indústria i Tecnologia de la Informació va emetre les "Opinions orientadores sobre el desenvolupament innovador de la indústria de robots humanoides", que establien clarament l'objectiu de "trencar amb materials lleugers i processos de fabricació de precisió", i incloïen la tecnologia de conformació de precisió d'aliatges d'alumini a la llista clau de recerca i desenvolupament.

 
A nivell local, Xangai establirà un fons especial de 2.000 milions de iuans el novembre de 2024 per donar suport a la recerca i la industrialització de materials bàsics per a robots humanoides, inclosos materials d'alumini d'alt rendiment.

 
En l'àmbit acadèmic, l'"estructura biomimètica d'alumini en forma de bresca" desenvolupada conjuntament per l'Institut Tecnològic de Harbin i l'Institut de Recerca de l'Alumini de la Xina es va validar el gener de 2025. Aquesta estructura pot reduir el pes del tors del robot en un 30% alhora que millora la rigidesa a la flexió en un 40%. Els èxits relacionats han entrat en la fase d'industrialització de patents.

Segons l'Institut de Robòtica GGII, el consum global d'alumini per a robots humanoides serà d'aproximadament 12.000 tones el 2024, amb una mida de mercat d'1.800 milions de iuans. Si suposem que el consum d'alumini d'un sol robot humanoide és de 20-25 kg (que representa entre el 30% i el 40% del pes total de la màquina), basant-nos en l'enviament global estimat de 5 milions d'unitats el 2030, la demanda d'alumini pujarà a 100.000-125.000 tones, cosa que correspon a una mida de mercat d'aproximadament 15-18.000 milions de iuans, amb una taxa de creixement anual composta del 45%.

 
Pel que fa al preu, des de la segona meitat del 2024, la prima de preus dels materials d'alumini d'alta gamma per a robots (com ara plaques d'alumini de grau aeronàutic i alumini fos a pressió d'alta conductivitat tèrmica) ha augmentat del 15% al ​​30%. El preu unitari d'alguns productes personalitzats supera els 80.000 iuans/tona, significativament superior al preu mitjà dels materials d'alumini industrial (22.000 iuans/tona).

 
A mesura que els robots humanoides iteren a un ritme superior al 60% anual, l'alumini, amb la seva cadena industrial madura i el seu rendiment optimitzat contínuament, està passant de la fabricació tradicional a la via d'alt valor afegit. Segons l'Institut de Recerca Toubao, del 2025 al 2028, el mercat xinès d'alumini per a robots representarà entre el 40% i el 50% de la quota de mercat global, i els avenços tecnològics de les empreses locals en el modelat de precisió, el tractament de superfícies i altres aspectes es convertiran en els principals guanyadors i perdedors.