Les robots humanoïdes sont passés du laboratoire à la production commerciale de masse, et l’équilibre entre légèreté et résistance structurelle est devenu un défi majeur.

 
En tant que matériau métallique alliant légèreté, haute résistance et résistance à la corrosion, l'aluminium atteint une pénétration à grande échelle dans des pièces clés telles que les articulations, les squelettes, les systèmes de transmission et les coques de robots humanoïdes.

 
À la fin de 2024, la demande mondiale dealliages d'aluminiumL'industrie des robots humanoïdes a connu une croissance de 62 % d'une année sur l'autre, devenant un autre domaine explosif pour les applications de l'aluminium après les véhicules à énergie nouvelle.

 
Les performances exceptionnelles de l'alliage d'aluminium en font le matériau métallique privilégié pour les robots humanoïdes. Sa densité ne représente qu'un tiers de celle de l'acier, mais il peut atteindre une résistance comparable à celle de certains aciers grâce à un rapport d'alliage optimal et à l'optimisation des procédés. Par exemple, la résistance spécifique (rapport résistance/densité) de l'aluminium aéronautique de la série 7 (7075-T6) peut atteindre 200 MPa/(g/cm³), ce qui est supérieur à la plupart des plastiques techniques et offre d'excellentes performances en termes de dissipation thermique et de blindage électromagnétique.

 
Dans la version Tesla Optimus-Gen2, le squelette de ses membres a été réduit de 15 % grâce à un alliage aluminium-magnésium, tout en préservant la rigidité structurelle grâce à une conception optimisée de la topologie. Le robot Atlas de Boston Dynamics utilise de l'aluminium haute résistance pour créer des composants de transmission de l'articulation du genou afin de résister aux chocs à haute fréquence. De plus, le système de refroidissement de l'Ubiquitous Walker X adopte une coque en aluminium moulé sous pression, qui exploite la conductivité thermique élevée de l'aluminium (environ 200 W/m·K) pour une gestion thermique efficace.
Actuellement, l'itération technologique de l'aluminium dans le domaine des robots humanoïdes continue de s'accélérer, et de multiples avancées ont émergé dans divers maillons de la chaîne industrielle :

1. Saut de performance de haute résistancealliage d'aluminiummatériels
Suite au lancement d'un alliage aluminium-silicium d'une résistance à la traction de 450 MPa en septembre 2024, Lizhong Group (300428) a obtenu en janvier 2025 la certification de qualité aérospatiale pour son alliage d'aluminium de la série 7xxx, spécialement conçu pour les robots. Ce matériau a augmenté sa limite d'élasticité à 580 MPa grâce à la technologie de microalliage tout en maintenant un taux d'allongement de 5 %. Il a été appliqué avec succès au module d'articulation de genou biomimétique de Fourier Intelligence, réduisant ainsi le poids de 32 % par rapport aux solutions traditionnelles en alliage de titane. Le corps de colonne tout en aluminium développé par Mingtai Aluminum Industry (601677) adopte la technologie de formage par pulvérisation pour augmenter la conductivité thermique du matériau en aluminium du radiateur à 240 W/(m·K). Il a été fourni en vrac comme système d'entraînement pour le robot humanoïde H1 de Yushu Technology.

 
2. Percée industrielle dans la technologie de moulage sous pression intégrée
La première ligne de production de super moulage sous pression à deux plaques 9800T au monde, mise en service par Wencan Corporation (603348) sur son site de Chongqing, a raccourci le cycle de fabrication des squelettes de robots humanoïdes de 72 à 18 heures. Le composant de squelette de colonne vertébrale biomimétique développé a été optimisé par la conception topologique, réduisant les points de soudure de 72 %, atteignant une résistance structurelle de 800 MPa et maintenant un taux de rendement supérieur à 95 %. Cette technologie a reçu des commandes de clients nord-américains et une usine au Mexique est actuellement en construction. Guangdong Hongtu (002101) a développé une coque en aluminium moulé sous pression à parois minces, d'une épaisseur de seulement 1,2 mm, mais offrant une résistance aux chocs de 30 kN, qui est appliquée à la structure de protection thoracique de l'Uber Walker X.

3. Innovation dans l'usinage de précision et l'intégration fonctionnelle
Nanshan Aluminum Industry (600219), en collaboration avec le Centre national d'ingénierie des alliages légers de l'Université Jiao Tong de Shanghai, lancera des matériaux composites à base d'aluminium nano-renforcé en février 2025. Ce matériau est renforcé par la dispersion de nanoparticules de carbure de silicium, réduisant le coefficient de dilatation thermique à 8 × 10⁻⁶/℃, résolvant ainsi le problème de dérive de précision causé par la dissipation thermique inégale des servomoteurs. Il a été introduit dans la chaîne d'approvisionnement de Tesla Optimus Gen3. La couche de blindage électromagnétique composite aluminium-graphène développée par Yinbang Co., Ltd. (300337) présente une efficacité de blindage de 70 dB dans la bande de fréquences de 10 GHz et une épaisseur de seulement 0,25 mm. Elle est appliquée au réseau de capteurs de tête de Boston Dynamics Atlas.

 
4. Percée à faible émission de carbone dans la technologie de l'aluminium recyclé
La nouvelle ligne de production de purification d'aluminium recyclé de qualité électronique (601600) d'Aluminum Corporation of China permet de maintenir la teneur en impuretés de cuivre et de fer des déchets d'aluminium à moins de 5 ppm et de réduire l'empreinte carbone de l'aluminium recyclé produit de 78 % par rapport à l'aluminium primaire. Cette technologie, certifiée par la loi européenne sur les matières premières clés, devrait permettre de fournir des matériaux en aluminium conformes à l'ACV (analyse du cycle de vie complet) aux robots Zhiyuan dès le deuxième trimestre 2025.

5. Intégration et application de technologies interdisciplinaires
Dans le cadre de l'expansion des scénarios aérospatiaux, la structure biomimétique en nid d'abeille en aluminium développée par Beijing Iron Man Technology a été validée par l'Institut de technologie de Harbin, réduisant le poids du torse du robot bipède de 30 % et augmentant sa rigidité en flexion de 40 %. Adoptant de l'aluminium aéronautique 7075-T6, cette structure atteint une rigidité spécifique de 12 GPa · m³/kg grâce à sa conception biomimétique. Son utilisation est prévue pour le robot de maintenance de la station spatiale, lancé au quatrième trimestre 2025.

 
Ces avancées technologiques font passer l'utilisation de l'aluminium dans les robots humanoïdes de 20 kg/unité en 2024 à 28 kg/unité en 2025, et le taux de prime de l'aluminium haut de gamme est également passé de 15 % à 35 %.

 
Avec la mise en œuvre des « Avis d'orientation sur le développement innovant de l'industrie des robots humanoïdes » par le ministère de l'Industrie et des Technologies de l'information, l'innovation dans les matériaux en aluminium, notamment en termes de légèreté et d'intégration fonctionnelle, va continuer de s'accélérer. En juillet 2024, le ministère de l'Industrie et des Technologies de l'information a publié ces « Avis d'orientation sur le développement innovant de l'industrie des robots humanoïdes », qui énonce clairement l'objectif de « réussir avec des matériaux légers et des procédés de fabrication de précision », et inclut la technologie de formage de précision des alliages d'aluminium dans ses axes clés de recherche et développement.

 
Au niveau local, Shanghai créera un fonds spécial de 2 milliards de yuans en novembre 2024 pour soutenir la recherche et l'industrialisation des matériaux de base pour les robots humanoïdes, notamment les matériaux en aluminium haute performance.

 
Dans le domaine universitaire, la « structure biomimétique en nid d'abeille en aluminium », développée conjointement par l'Institut de technologie de Harbin et l'Institut chinois de recherche sur l'aluminium, a été validée en janvier 2025. Cette structure permet de réduire le poids du torse du robot de 30 % tout en améliorant sa rigidité en flexion de 40 %. Les résultats obtenus sont entrés dans la phase d'industrialisation brevetée.

Selon l'Institut de robotique GGII, la consommation mondiale d'aluminium pour les robots humanoïdes s'élèvera à environ 12 000 tonnes en 2024, pour un marché de 1,8 milliard de yuans. En supposant que la consommation d'aluminium d'un seul robot humanoïde soit de 20 à 25 kg (soit 30 à 40 % du poids total de la machine), sur la base d'une expédition mondiale estimée à 5 millions d'unités d'ici 2030, la demande d'aluminium atteindra 100 000 à 125 000 tonnes, correspondant à un marché d'environ 15 à 18 milliards de yuans, avec un taux de croissance annuel composé de 45 %.

 
En termes de prix, depuis le second semestre 2024, la prime sur les matériaux en aluminium haut de gamme destinés aux robots (tels que les plaques d'aluminium de qualité aéronautique et l'aluminium moulé sous pression à haute conductivité thermique) est passée de 15 % à 30 %. Le prix unitaire de certains produits personnalisés dépasse 80 000 yuans/tonne, soit un prix nettement supérieur au prix moyen des matériaux en aluminium industriels (22 000 yuans/tonne).

 
Alors que les robots humanoïdes progressent à un rythme annuel de plus de 60 %, l'aluminium, grâce à sa chaîne industrielle mature et à ses performances constamment optimisées, est en train de passer de la fabrication traditionnelle à la production à haute valeur ajoutée. Selon l'Institut de recherche Toubao, entre 2025 et 2028, le marché chinois de l'aluminium pour les robots représentera 40 à 50 % du marché mondial, et les avancées technologiques des entreprises locales dans les domaines du moulage de précision, du traitement de surface et d'autres aspects seront les principaux gagnants et perdants.