Mae robotiaid dynolryw wedi symud o'r labordy i gynhyrchu màs masnachol, ac mae cydbwyso pwysau ysgafn a chryfder strwythurol wedi dod yn her graidd.

 
Fel deunydd metel sy'n cyfuno pwysau ysgafn, cryfder uchel, a gwrthsefyll cyrydiad, mae alwminiwm yn cyflawni treiddiad ar raddfa fawr mewn rhannau allweddol fel cymalau, sgerbydau, systemau trosglwyddo, a chregyn robotiaid humanoid.

 
Erbyn diwedd 2024, y galw byd-eang amaloion alwminiwmyn y diwydiant robotiaid humanoid wedi codi 62% flwyddyn ar ôl blwyddyn, gan ddod yn faes ffrwydrol arall ar gyfer cymwysiadau alwminiwm ar ôl cerbydau ynni newydd.

 
Mae perfformiad cynhwysfawr aloi alwminiwm yn ei wneud yn ddeunydd metel dewisol ar gyfer robotiaid humanoid. Dim ond traean o ddur yw ei ddwysedd, ond gall gyflawni cryfder tebyg i rai dur trwy gymhareb aloi ac optimeiddio prosesau. Er enghraifft, gall cryfder penodol (cymhareb cryfder/dwysedd) alwminiwm awyrennau cyfres 7 (7075-T6) gyrraedd 200 MPa/(g/cm³), sy'n well na'r rhan fwyaf o blastigau peirianneg, ac mae'n perfformio'n dda mewn gwasgaru gwres a tharianu electromagnetig.

 
Yn fersiwn newydd o Tesla Optimus-Gen2, mae ei sgerbwd aelod wedi'i leihau 15% gan ddefnyddio aloi alwminiwm magnesiwm, gan gynnal anhyblygedd strwythurol trwy ddylunio optimeiddio topoleg; mae robot Atlas Boston Dynamics yn defnyddio alwminiwm cryfder uchel i greu cydrannau trosglwyddo cymal y pen-glin i ymdopi ag effaith neidiau amledd uchel. Yn ogystal, mae system oeri'r Ubiquitous Walker X yn mabwysiadu cragen alwminiwm castio marw, sy'n defnyddio dargludedd thermol uchel alwminiwm (tua 200 W/m · K) i gyflawni rheolaeth thermol effeithlon.
Ar hyn o bryd, mae'r broses o ddatblygu technoleg alwminiwm ym maes robotiaid dynol yn parhau i gyflymu, ac mae nifer o ddatblygiadau wedi dod i'r amlwg mewn gwahanol gysylltiadau o'r gadwyn ddiwydiannol:

1. Naid perfformiad cryfder uchelaloi alwminiwmdeunyddiau
Yn dilyn rhyddhau aloi alwminiwm silicon gyda chryfder tynnol o 450MPa ym mis Medi 2024, mae Lizhong Group (300428) wedi cael ardystiad gradd awyrofod ar gyfer ei aloi alwminiwm cyfres 7xxx a gynlluniwyd yn benodol ar gyfer robotiaid ym mis Ionawr 2025. Mae'r deunydd hwn wedi cynyddu ei gryfder cynnyrch i 580MPa trwy dechnoleg microaloi wrth gynnal cyfradd ymestyn o 5%, ac mae wedi'i gymhwyso'n llwyddiannus i fodiwl cymal pen-glin biomimetig Fourier Intelligence, gan leihau pwysau 32% o'i gymharu â datrysiadau aloi titaniwm traddodiadol. Mae'r deunydd corff colofn alwminiwm cyfan a ddatblygwyd gan Mingtai Aluminum Industry (601677) yn mabwysiadu technoleg ffurfio dyddodiad chwistrellu i gynyddu dargludedd thermol deunydd alwminiwm y rheiddiadur i 240W/(m · K), ac mae wedi'i gyflenwi mewn swmp fel y system yrru ar gyfer robot humanoid H1 Yushu Technology.

 
2. Torri tir newydd ar lefel ddiwydiannol mewn technoleg castio marw integredig
Mae llinell gynhyrchu castio uwch-farw dau blât 9800T gyntaf y byd a roddwyd ar waith gan Wencan Corporation (603348) yn ei ganolfan yn Chongqing wedi cywasgu cylch gweithgynhyrchu sgerbydau robotiaid humanoid o 72 awr i 18 awr. Mae'r gydran sgerbwd asgwrn cefn biomimetig a ddatblygwyd ganddo wedi'i optimeiddio trwy ddylunio topoleg, gan leihau pwyntiau weldio 72%, cyflawni cryfder strwythurol o 800MPa, a chynnal cyfradd cynnyrch o dros 95%. Mae'r dechnoleg hon wedi derbyn archebion gan gwsmeriaid Gogledd America ac mae ffatri ym Mecsico yn cael ei hadeiladu ar hyn o bryd. Mae Guangdong Hongtu (002101) wedi datblygu cragen alwminiwm castio marw wal denau gyda thrwch wal o ddim ond 1.2mm ond sy'n cyflawni ymwrthedd effaith o 30kN, a gymhwysir i strwythur amddiffyn brest yr Uber Walker X.

3. Arloesedd mewn peiriannu manwl gywir ac integreiddio swyddogaethol
Bydd Nanshan Aluminum Industry (600219), mewn cydweithrediad â'r Ganolfan Beirianneg Genedlaethol ar gyfer Aloion Ysgafn ym Mhrifysgol Shanghai Jiao Tong, yn rhyddhau deunyddiau cyfansawdd alwminiwm wedi'u hatgyfnerthu â nano ym mis Chwefror 2025. Mae'r deunydd hwn yn cael ei gryfhau trwy wasgaru nanoronynnau silicon carbid, gan leihau'r cyfernod ehangu thermol i 8 × 10 ⁻⁶/℃, gan ddatrys y broblem drifft cywirdeb a achosir gan wasgariad gwres anwastad moduron servo yn llwyddiannus. Mae wedi'i gyflwyno i gadwyn gyflenwi Tesla Optimus Gen3. Mae gan yr haen amddiffyn electromagnetig cyfansawdd alwminiwm graffen a ddatblygwyd gan Yinbang Co., Ltd. (300337) effeithlonrwydd amddiffyn o 70dB yn y band amledd 10GHz a thrwch o ddim ond 0.25mm, a gymhwysir i arae synhwyrydd pen Boston Dynamics Atlas.

 
4. Cynnydd carbon isel technoleg alwminiwm wedi'i ailgylchu
Gall llinell gynhyrchu puro alwminiwm wedi'i ailgylchu gradd electronig newydd ei hadeiladu gan Alwminiwm Gorfforaeth Tsieina (601600) reoli cynnwys amhuredd copr a haearn mewn alwminiwm gwastraff islaw 5ppm, a lleihau ôl troed carbon yr alwminiwm wedi'i ailgylchu a gynhyrchir 78% o'i gymharu ag alwminiwm cynradd. Mae'r dechnoleg hon wedi'i hardystio gan Ddeddf Deunyddiau Crai Allweddol yr UE a disgwylir iddi gyflenwi deunyddiau alwminiwm sy'n cydymffurfio â LCA (cylch bywyd llawn) i robotiaid Zhiyuan gan ddechrau yn ail chwarter 2025.

5. Integreiddio a chymhwyso technoleg drawsddisgyblaethol
Yn y senarios ehangu lefel awyrofod, mae'r strwythur alwminiwm crwybr biomimetig a ddatblygwyd gan Beijing Iron Man Technology wedi'i wirio gan Sefydliad Technoleg Harbin, gan leihau pwysau torso'r robot deudroed 30% a chynyddu ei anystwythder plygu 40%. Mae'r strwythur yn mabwysiadu alwminiwm awyrenneg 7075-T6 ac yn cyflawni anystwythder penodol o 12GPa · m³/kg trwy ddylunio biomimetig. Bwriedir ei ddefnyddio ar gyfer y robot cynnal a chadw gorsaf ofod a lansiwyd yn Ch4 2025.

 
Mae'r datblygiadau technolegol hyn yn gyrru'r defnydd o alwminiwm mewn robotiaid dynolryw mewn un peiriant o 20kg/uned yn 2024 i 28kg/uned yn 2025, ac mae cyfradd premiwm alwminiwm pen uchel hefyd wedi codi o 15% i 35%.

 
Gyda gweithrediad y “Barn Arweiniol ar Ddatblygiad Arloesol Diwydiant Robotiaid Dynol” gan y Weinyddiaeth Diwydiant a Thechnoleg Gwybodaeth, bydd arloesedd deunyddiau alwminiwm ym meysydd integreiddio pwysau ysgafn a swyddogaethol yn parhau i gyflymu. Ym mis Gorffennaf 2024, cyhoeddodd y Weinyddiaeth Diwydiant a Thechnoleg Gwybodaeth y “Barn Arweiniol ar Ddatblygiad Arloesol Diwydiant Robotiaid Dynol”, a oedd yn nodi’n glir y nod o “dorri trwodd deunyddiau pwysau ysgafn a phrosesau gweithgynhyrchu manwl gywir”, a chynnwys technoleg ffurfio manwl gywir aloi alwminiwm yn y rhestr ymchwil a datblygu allweddol.

 
Ar y lefel leol, bydd Shanghai yn sefydlu cronfa arbennig o 2 biliwn yuan ym mis Tachwedd 2024 i gefnogi ymchwil a diwydiannu deunyddiau craidd ar gyfer robotiaid humanoid, gan gynnwys deunyddiau alwminiwm perfformiad uchel.

 
Yn y maes academaidd, dilyswyd y “strwythur alwminiwm diliau biomimetig” a ddatblygwyd ar y cyd gan Sefydliad Technoleg Harbin a Sefydliad Ymchwil Alwminiwm Tsieina ym mis Ionawr 2025. Gall y strwythur hwn leihau pwysau torso robot 30% wrth wella anystwythder plygu 40%. Mae'r cyflawniadau cysylltiedig wedi mynd i mewn i gam diwydiannu patent.

Yn ôl Sefydliad Roboteg GGII, bydd y defnydd alwminiwm byd-eang ar gyfer robotiaid humanoid tua 12000 tunnell yn 2024, gyda maint marchnad o 1.8 biliwn yuan. Gan dybio bod defnydd alwminiwm un robot humanoid yn 20-25kg (sy'n cyfrif am 30% -40% o gyfanswm pwysau'r peiriant), yn seiliedig ar y llwyth byd-eang amcangyfrifedig o 5 miliwn o unedau erbyn 2030, bydd y galw am alwminiwm yn codi i 100000-125000 tunnell, sy'n cyfateb i faint marchnad o tua 15-18 biliwn yuan, gyda chyfradd twf blynyddol gyfansawdd o 45%.

 
O ran pris, ers ail hanner 2024, mae cyfradd premiwm deunyddiau alwminiwm pen uchel ar gyfer robotiaid (megis platiau alwminiwm gradd awyrennu ac alwminiwm marw-fwrw dargludedd thermol uchel) wedi cynyddu o 15% i 30%. Mae pris uned rhai cynhyrchion wedi'u haddasu yn fwy na 80000 yuan/tunnell, sy'n sylweddol uwch na phris cyfartalog deunyddiau alwminiwm diwydiannol (22000 yuan/tunnell).

 
Wrth i robotiaid dynolryw ailadrodd ar gyfradd o dros 60% y flwyddyn, mae alwminiwm, gyda'i gadwyn ddiwydiannol aeddfed a'i berfformiad wedi'i optimeiddio'n barhaus, yn trawsnewid o weithgynhyrchu traddodiadol i'r llwybr gwerth ychwanegol uchel. Yn ôl Sefydliad Ymchwil Toubao, o 2025 i 2028, bydd marchnad alwminiwm Tsieina ar gyfer robotiaid yn cyfrif am 40% -50% o gyfran y farchnad fyd-eang, a bydd datblygiadau technolegol mentrau lleol mewn mowldio manwl gywir, trin arwynebau, ac agweddau eraill yn dod yn enillwyr a chollwyr allweddol.