Humanoidní roboti se přesunuli z laboratoří do komerční hromadné výroby a vyvážení nízké hmotnosti a strukturální pevnosti se stalo klíčovou výzvou.

 
Hliník, kovový materiál, který kombinuje nízkou hmotnost, vysokou pevnost a odolnost proti korozi, dosahuje rozsáhlého pronikání do klíčových částí, jako jsou klouby, kostry, převodové systémy a skořepiny humanoidních robotů.

 
Ke konci roku 2024 se celosvětová poptávka pohliníkové slitinyPrůmysl humanoidních robotů meziročně vzrostl o 62 % a stal se tak dalším explozivním odvětvím pro aplikace hliníku po vozidlech s novými zdroji energie.

 
Díky komplexním vlastnostem je hliníková slitina preferovaným kovovým materiálem pro humanoidní roboty. Její hustota je pouze jedna třetina hustoty oceli, ale díky poměru slitin a optimalizaci procesu může dosáhnout pevnosti srovnatelné s některými ocelemi. Například specifická pevnost (poměr pevnosti k hustotě) leteckého hliníku řady 7 (7075-T6) může dosáhnout 200 MPa/(g/cm³), což je lepší než většina technických plastů, a dobře se vyznačuje odvodem tepla a elektromagnetickým stíněním.

 
V iteraci Tesla Optimus-Gen2 je kostra končetin zmenšena o 15 % pomocí slitiny hliníku a hořčíku, přičemž je zachována strukturální tuhost díky optimalizaci topologie. Robot Atlas od společnosti Boston Dynamics používá vysokopevnostní hliník k vytvoření komponentů převodu kolenních kloubů, aby se vyrovnal s dopadem vysokofrekvenčních skoků. Chladicí systém robota Ubiquitous Walker X navíc využívá plášť z tlakově litého hliníku, který využívá vysokou tepelnou vodivost hliníku (přibližně 200 W/m·K) k dosažení efektivního tepelného řízení.
V současné době se technologický vývoj hliníku v oblasti humanoidních robotů neustále zrychluje a v různých článcích průmyslového řetězce se objevilo několik průlomů:

1. Zvýšení výkonu u vysoce pevných materiálůhliníková slitinamateriály
Po uvedení hliníkově-křemíkové slitiny s pevností v tahu 450 MPa v září 2024 získala společnost Lizhong Group (300428) v lednu 2025 certifikaci pro letecký průmysl pro svou hliníkovou slitinu řady 7xxx, speciálně navrženou pro roboty. Tento materiál zvýšil svou mez kluzu na 580 MPa pomocí technologie mikrolegování při zachování 5% míry prodloužení a byl úspěšně použit v biomimetickém modulu kolenního kloubu s Fourierovou inteligencí, čímž se snížila hmotnost o 32 % ve srovnání s tradičními řešeními z titanových slitin. Celohliníkový materiál pro tělo sloupku vyvinutý společností Mingtai Aluminum Industry (601677) využívá technologii nanášení stříkáním pro zvýšení tepelné vodivosti hliníkového materiálu chladiče na 240 W/(m · K) a byl dodáván ve velkém jako pohonný systém pro humanoidního robota H1 společnosti Yushu Technology.

 
2. Průlom v oblasti integrované technologie tlakového lití na průmyslové úrovni
Společnost Wencan Corporation (603348) uvedla do provozu první linku na světě pro tlakové lití dvou desek s technologií super 9800T, která zkrátila výrobní cyklus koster humanoidních robotů ze 72 hodin na 18 hodin. Biomimetická komponenta páteřní kostry, kterou vyvinula, byla optimalizována pomocí topologického návrhu, čímž se snížil počet svarových bodů o 72 %, dosáhla konstrukční pevnosti 800 MPa a míra kluzu přesahovala 95 %. Tato technologie obdržela objednávky od severoamerických zákazníků a v současné době je ve výstavbě továrna v Mexiku. Společnost Guangdong Hongtu (002101) vyvinula tenkostěnnou skořepinu z tlakově litého hliníku s tloušťkou stěny pouhých 1,2 mm, která však dosahuje odolnosti proti nárazu 30 kN a která je použita na ochrannou konstrukci hrudníku robota Uber Walker X.

3. Inovace v přesném obrábění a funkční integraci
Společnost Nanshan Aluminum Industry (600219) ve spolupráci s Národním inženýrským centrem pro lehké slitiny na Šanghajské univerzitě Jiao Tong uvede v únoru 2025 na trh kompozitní materiály na bázi hliníku vyztužené nanočásticemi. Tento materiál je zpevněn disperzí nanočástic karbidu křemíku, čímž se snižuje koeficient tepelné roztažnosti na 8 × 10⁻⁶/℃, čímž se úspěšně řeší problém s driftem přesnosti způsobený nerovnoměrným odvodem tepla servomotorů. Byl zaveden do dodavatelského řetězce Tesla Optimus Gen3. Elektromagnetická stínící vrstva z hliníkovo-grafenového kompozitu vyvinutá společností Yinbang Co., Ltd. (300337) má účinnost stínění 70 dB ve frekvenčním pásmu 10 GHz a tloušťku pouhých 0,25 mm a je aplikována na pole senzorů hlavy Boston Dynamics Atlas.

 
4. Průlom v oblasti nízkouhlíkové technologie recyklovaného hliníku
Nově postavená výrobní linka na čištění recyklovaného hliníku elektronické kvality společnosti Aluminum Corporation of China (601600) dokáže regulovat obsah nečistot mědi a železa v odpadním hliníku pod 5 ppm a snížit uhlíkovou stopu vyrobeného recyklovaného hliníku o 78 % ve srovnání s primárním hliníkem. Tato technologie byla certifikována podle zákona EU o klíčových surovinách a očekává se, že bude od 2. čtvrtletí roku 2025 dodávat robotům Zhiyuan hliníkové materiály splňující požadavky LCA (full life cycle).

5. Integrace a aplikace mezioborových technologií
V rámci rozšiřování scénářů na úrovni leteckého průmyslu byla biomimetická voštinová hliníková struktura vyvinutá společností Beijing Iron Man Technology ověřena Harbinským technologickým institutem, čímž se snížila hmotnost trupu bipedálního robota o 30 % a zvýšila se jeho ohybová tuhost o 40 %. Struktura je vyrobena z leteckého hliníku 7075-T6 a díky biomimetickému designu dosahuje specifické tuhosti 12 GPa · m³/kg. Její použití se plánuje pro údržbářského robota vesmírné stanice, který bude vypuštěn ve 4. čtvrtletí roku 2025.

 
Díky těmto technologickým průlomům se spotřeba hliníku v humanoidních robotech zvýšila z 20 kg/kus v roce 2024 na 28 kg/kus v roce 2025 a prémiová sazba u vysoce kvalitního hliníku se také zvýšila z 15 % na 35 %.

 
Díky implementaci „Orientačních stanovisek k inovativnímu rozvoji průmyslu humanoidních robotů“ Ministerstvem průmyslu a informačních technologií se inovace hliníkových materiálů v oblasti lehké konstrukce a funkční integrace budou dále zrychlovat. V červenci 2024 Ministerstvo průmyslu a informačních technologií vydalo „Orientační stanoviska k inovativnímu rozvoji průmyslu humanoidních robotů“, která jasně stanovila cíl „průlomu v oblasti lehkých materiálů a přesných výrobních procesů“ a zahrnula technologii přesného tváření hliníkových slitin do klíčového seznamu výzkumu a vývoje.

 
Na místní úrovni zřídí Šanghaj v listopadu 2024 speciální fond ve výši 2 miliard juanů na podporu výzkumu a industrializace základních materiálů pro humanoidní roboty, včetně vysoce výkonných hliníkových materiálů.

 
V akademické oblasti byla v lednu 2025 validována „biomimetická voštinová hliníková struktura“ vyvinutá společně Harbinským technologickým institutem a Čínským výzkumným ústavem pro hliník. Tato struktura dokáže snížit hmotnost trupu robota o 30 % a zároveň zlepšit ohybovou tuhost o 40 %. Související úspěchy vstoupily do fáze industrializace patentů.

Podle Institutu robotiky GGII dosáhne celosvětová spotřeba hliníku pro humanoidní roboty v roce 2024 přibližně 12 000 tun, což představuje velikost trhu 1,8 miliardy juanů. Za předpokladu, že spotřeba hliníku jednoho humanoidního robota je 20–25 kg (což představuje 30–40 % celkové hmotnosti stroje), a na základě odhadované celosvětové dodávky 5 milionů kusů do roku 2030, se poptávka po hliníku vyšplhá na 100 000–125 000 tun, což odpovídá velikosti trhu přibližně 15–18 miliard juanů, s průměrnou roční mírou růstu 45 %.

 
Co se týče ceny, od druhé poloviny roku 2024 se prémiová sazba u vysoce kvalitních hliníkových materiálů pro roboty (jako jsou hliníkové plechy letecké kvality a tlakově litý hliník s vysokou tepelnou vodivostí) zvýšila z 15 % na 30 %. Jednotková cena některých zakázkových produktů přesahuje 80 000 juanů/tuna, což je výrazně více než průměrná cena průmyslových hliníkových materiálů (22 000 juanů/tuna).

 
Vzhledem k tomu, že humanoidní roboti se vyvíjejí rychlostí přes 60 % ročně, hliník se svým vyspělým průmyslovým řetězcem a neustále optimalizovaným výkonem přechází z tradiční výroby na dráhu s vysokou přidanou hodnotou. Podle výzkumného institutu Toubao bude čínský trh s hliníkovými roboty tvořit v letech 2025 až 2028 40–50 % celosvětového trhu a technologické průlomy místních podniků v oblasti přesného lisování, povrchových úprav a dalších aspektů se stanou klíčovými vítězi i poraženými.