Los robots humanoides han pasado del laboratorio a la producción comercial en masa, y equilibrar la ligereza y la resistencia estructural se ha convertido en un desafío central.

 
Como material metálico que combina ligereza, alta resistencia y resistencia a la corrosión, el aluminio está logrando una penetración a gran escala en piezas clave como articulaciones, esqueletos, sistemas de transmisión y carcasas de robots humanoides.

 
A finales de 2024, la demanda mundial dealeaciones de aluminioLa industria de los robots humanoides ha aumentado un 62% año tras año, convirtiéndose en otro campo explosivo para las aplicaciones del aluminio después de los vehículos de nueva energía.

 
El rendimiento integral de la aleación de aluminio la convierte en el material metálico preferido para robots humanoides. Su densidad es solo un tercio de la del acero, pero puede alcanzar una resistencia comparable a la de algunos aceros mediante la optimización de la relación de aleación y el proceso. Por ejemplo, la resistencia específica (relación resistencia/densidad) del aluminio de aviación serie 7 (7075-T6) puede alcanzar los 200 MPa/(g/cm³), superior a la de la mayoría de los plásticos de ingeniería, y ofrece un buen rendimiento en disipación de calor y apantallamiento electromagnético.

 
En la versión del Tesla Optimus-Gen2, el esqueleto de sus extremidades se redujo en un 15 % utilizando una aleación de aluminio y magnesio, manteniendo la rigidez estructural mediante un diseño optimizado de topología. El robot Atlas de Boston Dynamics utiliza aluminio de alta resistencia para crear componentes de transmisión en la articulación de la rodilla que soportan el impacto de saltos de alta frecuencia. Además, el sistema de refrigeración del Ubiquitous Walker X utiliza una carcasa de aluminio fundido a presión que aprovecha la alta conductividad térmica del aluminio (aproximadamente 200 W/m·K) para lograr una gestión térmica eficiente.
Actualmente, la iteración tecnológica del aluminio en el campo de los robots humanoides continúa acelerándose y han surgido múltiples avances en varios eslabones de la cadena industrial:

1. Salto de rendimiento de alta resistenciaaleación de aluminiomateriales
Tras el lanzamiento de una aleación de aluminio y silicio con una resistencia a la tracción de 450 MPa en septiembre de 2024, Lizhong Group (300428) obtuvo la certificación de grado aeroespacial para su aleación de aluminio de la serie 7xxx, diseñada específicamente para robots, en enero de 2025. Este material ha aumentado su límite elástico hasta los 580 MPa mediante tecnología de microaleación, manteniendo una tasa de elongación del 5 %, y se ha aplicado con éxito al módulo de articulación de rodilla biomimética de Fourier Intelligence, reduciendo el peso en un 32 % en comparación con las soluciones tradicionales de aleación de titanio. El cuerpo de la columna, íntegramente de aluminio, desarrollado por Mingtai Aluminum Industry (601677), adopta la tecnología de conformado por deposición por pulverización para aumentar la conductividad térmica del aluminio del radiador hasta 240 W/(m · K) y se ha suministrado a granel como sistema de propulsión para el robot humanoide H1 de Yushu Technology.

 
2. Avance a nivel industrial en la tecnología de fundición a presión integrada
La primera línea de producción de fundición a presión de dos placas de 9800T del mundo, puesta en funcionamiento por Wencan Corporation (603348) en su base de Chongqing, ha reducido el ciclo de fabricación de esqueletos de robots humanoides de 72 a 18 horas. El componente biomimético del esqueleto espinal, desarrollado por la empresa, se ha optimizado mediante diseño topológico, reduciendo los puntos de soldadura en un 72%, logrando una resistencia estructural de 800 MPa y manteniendo un índice de elasticidad superior al 95%. Esta tecnología ha recibido pedidos de clientes norteamericanos y actualmente se está construyendo una fábrica en México. Guangdong Hongtu (002101) ha desarrollado una carcasa de aluminio fundido a presión de paredes delgadas con un espesor de pared de tan solo 1,2 mm, pero con una resistencia al impacto de 30 kN, que se aplica a la estructura de protección pectoral del Uber Walker X.

3. Innovación en mecanizado de precisión e integración funcional
Nanshan Aluminum Industry (600219), en colaboración con el Centro Nacional de Ingeniería de Aleaciones Ligeras de la Universidad Jiao Tong de Shanghái, lanzará materiales compuestos de aluminio nanoreforzado en febrero de 2025. Este material se refuerza dispersando nanopartículas de carburo de silicio, lo que reduce el coeficiente de expansión térmica a 8 × 10⁻⁶/℃, solucionando con éxito el problema de la desviación de precisión causado por la disipación de calor desigual de los servomotores. Se ha introducido en la cadena de suministro del Tesla Optimus Gen3. La capa de blindaje electromagnético compuesta de grafeno y aluminio desarrollada por Yinbang Co., Ltd. (300337) tiene una eficiencia de blindaje de 70 dB en la banda de frecuencia de 10 GHz y un espesor de tan solo 0,25 mm, que se aplica al conjunto de sensores del cabezal de Boston Dynamics Atlas.

 
4. Avance de la tecnología de aluminio reciclado con bajas emisiones de carbono
La nueva línea de producción de purificación de aluminio reciclado de grado electrónico de Aluminum Corporation of China (601600) puede controlar el contenido de impurezas de cobre y hierro en el aluminio residual por debajo de 5 ppm y reducir la huella de carbono del aluminio reciclado producido en un 78 % en comparación con el aluminio primario. Esta tecnología ha sido certificada por la Ley de Materias Primas Clave de la UE y se espera que suministre materiales de aluminio que cumplan con el ciclo de vida completo (LCA) a los robots Zhiyuan a partir del segundo trimestre de 2025.

5. Integración y aplicación de tecnología interdisciplinaria
En la expansión de los escenarios aeroespaciales, la estructura de aluminio biomimética en forma de panal, desarrollada por Beijing Iron Man Technology, ha sido verificada por el Instituto de Tecnología de Harbin, reduciendo el peso del torso del robot bípedo en un 30 % y aumentando su rigidez a la flexión en un 40 %. La estructura utiliza aluminio de aviación 7075-T6 y alcanza una rigidez específica de 12 GPa·m³/kg mediante diseño biomimético. Está previsto que se utilice en el robot de mantenimiento de la estación espacial, que se lanzará en el cuarto trimestre de 2025.

 
Estos avances tecnológicos están impulsando el uso de aluminio en máquinas individuales de robots humanoides de 20 kg/unidad en 2024 a 28 kg/unidad en 2025, y la tasa premium del aluminio de alta gama también ha aumentado del 15% al ​​35%.

 
Con la implementación de las "Directrices para el Desarrollo Innovador de la Industria de la Robótica Humanoide" del Ministerio de Industria y Tecnología de la Información, la innovación en materiales de aluminio en los campos de la ligereza y la integración funcional seguirá acelerándose. En julio de 2024, el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información emitió las "Directrices para el Desarrollo Innovador de la Industria de la Robótica Humanoide", que establecieron claramente el objetivo de "revolucionar los materiales ligeros y los procesos de fabricación de precisión", e incluyeron la tecnología de conformado de precisión de aleación de aluminio en la lista clave de investigación y desarrollo.

 
A nivel local, Shanghai establecerá un fondo especial de 2.000 millones de yuanes en noviembre de 2024 para apoyar la investigación y la industrialización de materiales centrales para robots humanoides, incluidos materiales de aluminio de alto rendimiento.

 
En el ámbito académico, la "estructura de aluminio biomimética de panal", desarrollada conjuntamente por el Instituto de Tecnología de Harbin y el Instituto de Investigación del Aluminio de China, fue validada en enero de 2025. Esta estructura puede reducir el peso del torso del robot en un 30 % y mejorar la rigidez a la flexión en un 40 %. Los logros relacionados se encuentran actualmente en la fase de industrialización de patentes.

Según el Instituto de Robótica GGII, el consumo mundial de aluminio para robots humanoides será de aproximadamente 12 000 toneladas en 2024, con un tamaño de mercado de 1800 millones de yuanes. Suponiendo que el consumo de aluminio de un solo robot humanoide sea de 20 a 25 kg (lo que representa entre el 30 % y el 40 % del peso total de la máquina), con base en un estimado de envíos globales de 5 millones de unidades para 2030, la demanda de aluminio ascenderá a entre 100 000 y 125 000 toneladas, lo que corresponde a un tamaño de mercado de aproximadamente 15 000 a 18 000 millones de yuanes, con una tasa de crecimiento anual compuesta del 45 %.

 
En cuanto al precio, desde el segundo semestre de 2024, el sobreprecio de los materiales de aluminio de alta gama para robots (como las placas de aluminio de grado aeronáutico y el aluminio fundido a presión de alta conductividad térmica) aumentó del 15 % al 30 %. El precio unitario de algunos productos personalizados supera los 80 000 yuanes por tonelada, significativamente superior al precio medio de los materiales de aluminio industriales (22 000 yuanes por tonelada).

 
A medida que los robots humanoides se iteran a un ritmo superior al 60 % anual, el aluminio, con su madura cadena industrial y su rendimiento continuamente optimizado, está pasando de la fabricación tradicional a la fabricación de alto valor añadido. Según el Instituto de Investigación Toubao, entre 2025 y 2028, el mercado chino del aluminio para robots representará entre el 40 % y el 50 % del mercado mundial, y los avances tecnológicos de las empresas locales en moldeo de precisión, tratamiento de superficies y otros aspectos se convertirán en los principales ganadores y perdedores.