હ્યુમનોઇડ રોબોટ્સ પ્રયોગશાળામાંથી વ્યાપારી મોટા પાયે ઉત્પાદન તરફ આગળ વધ્યા છે, અને હળવા વજન અને માળખાકીય શક્તિનું સંતુલન બનાવવું એ એક મુખ્ય પડકાર બની ગયો છે.

 
હળવા વજન, ઉચ્ચ શક્તિ અને કાટ પ્રતિકારને જોડતી ધાતુની સામગ્રી તરીકે, એલ્યુમિનિયમ સાંધા, હાડપિંજર, ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમ્સ અને હ્યુમનોઇડ રોબોટ્સના શેલ જેવા મુખ્ય ભાગોમાં મોટા પાયે પ્રવેશ પ્રાપ્ત કરી રહ્યું છે.

 
2024 ના અંત સુધીમાં, વૈશ્વિક માંગએલ્યુમિનિયમ એલોયહ્યુમનોઇડ રોબોટ ઉદ્યોગમાં વાર્ષિક ધોરણે 62% નો વધારો થયો છે, જે નવા ઉર્જા વાહનો પછી એલ્યુમિનિયમ એપ્લિકેશન માટે બીજું વિસ્ફોટક ક્ષેત્ર બની ગયું છે.

 
એલ્યુમિનિયમ એલોયનું વ્યાપક પ્રદર્શન તેને હ્યુમનોઇડ રોબોટ્સ માટે પસંદગીનું ધાતુ સામગ્રી બનાવે છે. તેની ઘનતા સ્ટીલના માત્ર એક તૃતીયાંશ છે, પરંતુ તે એલોય રેશિયો અને પ્રક્રિયા ઑપ્ટિમાઇઝેશન દ્વારા કેટલાક સ્ટીલની તુલનામાં તાકાત પ્રાપ્ત કરી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, 7 શ્રેણી એવિએશન એલ્યુમિનિયમ (7075-T6) ની ચોક્કસ તાકાત (તાકાત/ઘનતા ગુણોત્તર) 200 MPa/(g/cm ³) સુધી પહોંચી શકે છે, જે મોટાભાગના એન્જિનિયરિંગ પ્લાસ્ટિક કરતાં શ્રેષ્ઠ છે, અને ગરમીના વિસર્જન અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક શિલ્ડિંગમાં સારું પ્રદર્શન કરે છે.

 
ટેસ્લા ઓપ્ટિમસ-જેન2 ના પુનરાવર્તનમાં, ટોપોલોજી ઓપ્ટિમાઇઝેશન ડિઝાઇન દ્વારા માળખાકીય કઠોરતા જાળવી રાખીને, એલ્યુમિનિયમ મેગ્નેશિયમ એલોયનો ઉપયોગ કરીને તેના અંગોના હાડપિંજરને 15% ઘટાડવામાં આવે છે; બોસ્ટન ડાયનેમિક્સનો એટલાસ રોબોટ ઉચ્ચ-આવર્તન કૂદકાના પ્રભાવનો સામનો કરવા માટે ઘૂંટણના સાંધાના ટ્રાન્સમિશન ઘટકો બનાવવા માટે ઉચ્ચ-શક્તિવાળા એલ્યુમિનિયમનો ઉપયોગ કરે છે. વધુમાં, યુબીક્વિટસ વોકર X ની ઠંડક પ્રણાલી ડાઇ કાસ્ટ એલ્યુમિનિયમ શેલ અપનાવે છે, જે કાર્યક્ષમ થર્મલ મેનેજમેન્ટ પ્રાપ્ત કરવા માટે એલ્યુમિનિયમની ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા (લગભગ 200 W/m · K) નો ઉપયોગ કરે છે.
હાલમાં, હ્યુમનૉઇડ રોબોટ્સના ક્ષેત્રમાં એલ્યુમિનિયમનું તકનીકી પુનરાવર્તન ઝડપી બની રહ્યું છે, અને ઉદ્યોગ શૃંખલાની વિવિધ કડીઓમાં અનેક સફળતાઓ ઉભરી આવી છે:

૧. ઉચ્ચ-શક્તિનો પ્રદર્શન લીપએલ્યુમિનિયમ એલોયસામગ્રી
સપ્ટેમ્બર 2024 માં 450MPa ની તાણ શક્તિ સાથે એલ્યુમિનિયમ સિલિકોન એલોયના પ્રકાશન પછી, લિઝોંગ ગ્રુપ (300428) એ જાન્યુઆરી 2025 માં રોબોટ્સ માટે ખાસ રચાયેલ તેના 7xxx શ્રેણીના એલ્યુમિનિયમ એલોય માટે એરોસ્પેસ ગ્રેડ પ્રમાણપત્ર મેળવ્યું છે. આ સામગ્રીએ 5% વિસ્તરણ દર જાળવી રાખીને માઇક્રોએલોયિંગ ટેકનોલોજી દ્વારા તેની ઉપજ શક્તિ 580MPa સુધી વધારી છે, અને ફોરિયર ઇન્ટેલિજન્સના બાયોમિમેટિક ઘૂંટણના સાંધા મોડ્યુલ પર સફળતાપૂર્વક લાગુ કરવામાં આવી છે, જેનાથી પરંપરાગત ટાઇટેનિયમ એલોય સોલ્યુશન્સની તુલનામાં વજન 32% ઘટ્યું છે. મિંગટાઈ એલ્યુમિનિયમ ઇન્ડસ્ટ્રી (601677) દ્વારા વિકસિત ઓલ એલ્યુમિનિયમ કોલમ બોડી મટિરિયલ રેડિયેટર એલ્યુમિનિયમ મટિરિયલની થર્મલ વાહકતા 240W/(m · K) સુધી વધારવા માટે સ્પ્રે ડિપોઝિશન ફોર્મિંગ ટેકનોલોજી અપનાવે છે, અને યુશુ ટેકનોલોજીના H1 હ્યુમનૉઇડ રોબોટ માટે ડ્રાઇવ સિસ્ટમ તરીકે બલ્કમાં સપ્લાય કરવામાં આવ્યું છે.

 
2. સંકલિત ડાઇ-કાસ્ટિંગ ટેકનોલોજીમાં ઔદ્યોગિક સ્તરની સફળતા
વેનકેન કોર્પોરેશન (603348) દ્વારા તેના ચોંગકિંગ બેઝ પર કાર્યરત કરાયેલ વિશ્વની પ્રથમ 9800T બે પ્લેટ સુપર ડાઇ-કાસ્ટિંગ પ્રોડક્શન લાઇને હ્યુમનોઇડ રોબોટ હાડપિંજરના ઉત્પાદન ચક્રને 72 કલાકથી ઘટાડીને 18 કલાક કરી દીધું છે. તેના દ્વારા વિકસાવવામાં આવેલ બાયોમિમેટિક સ્પાઇન સ્કેલેટન ઘટકને ટોપોલોજી ડિઝાઇન દ્વારા ઑપ્ટિમાઇઝ કરવામાં આવ્યું છે, વેલ્ડીંગ પોઇન્ટમાં 72% ઘટાડો થયો છે, 800MPa ની માળખાકીય મજબૂતાઈ પ્રાપ્ત થઈ છે અને 95% થી વધુ ઉપજ દર જાળવી રાખવામાં આવ્યો છે. આ ટેકનોલોજીને ઉત્તર અમેરિકન ગ્રાહકો તરફથી ઓર્ડર મળ્યા છે અને મેક્સિકોમાં એક ફેક્ટરી હાલમાં બાંધકામ હેઠળ છે. ગુઆંગડોંગ હોંગટુ (002101) એ માત્ર 1.2mm ની દિવાલ જાડાઈ સાથે પાતળી-દિવાલોવાળું ડાઇ કાસ્ટ એલ્યુમિનિયમ શેલ વિકસાવ્યું છે પરંતુ 30kN અસર પ્રતિકાર પ્રાપ્ત કરે છે, જે ઉબેર વોકર X ના છાતી સુરક્ષા માળખા પર લાગુ થાય છે.

૩. ચોકસાઇ મશીનિંગ અને કાર્યાત્મક એકીકરણમાં નવીનતા
શાંઘાઈ જિયાઓ ટોંગ યુનિવર્સિટી ખાતે નેશનલ એન્જિનિયરિંગ સેન્ટર ફોર લાઇટ એલોય સાથે મળીને, નાનશાન એલ્યુમિનિયમ ઇન્ડસ્ટ્રી (600219) ફેબ્રુઆરી 2025 માં નેનો રિઇનફોર્સ્ડ એલ્યુમિનિયમ આધારિત કમ્પોઝિટ મટિરિયલ્સ રજૂ કરશે. આ મટિરિયલ સિલિકોન કાર્બાઇડ નેનોપાર્ટિકલ્સને વિખેરીને મજબૂત બનાવવામાં આવે છે, થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંકને 8 × 10 ⁻⁶/℃ સુધી ઘટાડે છે, સર્વો મોટર્સના અસમાન ગરમીના વિસર્જનને કારણે થતી ચોકસાઈ ડ્રિફ્ટ સમસ્યાને સફળતાપૂર્વક હલ કરે છે. તેને ટેસ્લા ઓપ્ટિમસ Gen3 સપ્લાય ચેઇનમાં રજૂ કરવામાં આવ્યું છે. યિનબેંગ કંપની લિમિટેડ (300337) દ્વારા વિકસિત એલ્યુમિનિયમ ગ્રાફીન કમ્પોઝિટ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક શિલ્ડિંગ લેયર 10GHz ફ્રીક્વન્સી બેન્ડમાં 70dB ની શિલ્ડિંગ કાર્યક્ષમતા અને માત્ર 0.25mm ની જાડાઈ ધરાવે છે, જે બોસ્ટન ડાયનેમિક્સ એટલાસના હેડ સેન્સર એરે પર લાગુ થાય છે.

 
૪. રિસાયકલ કરેલ એલ્યુમિનિયમ ટેકનોલોજીનો ઓછો કાર્બન વિકાસ
એલ્યુમિનિયમ કોર્પોરેશન ઓફ ચાઇના (601600) ની નવી બનેલી ઇલેક્ટ્રોનિક ગ્રેડ રિસાયકલ એલ્યુમિનિયમ શુદ્ધિકરણ ઉત્પાદન લાઇન 5ppm થી ઓછી કચરાના એલ્યુમિનિયમમાં કોપર અને આયર્ન અશુદ્ધિ સામગ્રીને નિયંત્રિત કરી શકે છે, અને ઉત્પાદિત રિસાયકલ એલ્યુમિનિયમના કાર્બન ફૂટપ્રિન્ટને પ્રાથમિક એલ્યુમિનિયમની તુલનામાં 78% ઘટાડી શકે છે. આ ટેકનોલોજી EU ના મુખ્ય કાચા માલ અધિનિયમ દ્વારા પ્રમાણિત કરવામાં આવી છે અને Q2 2025 થી ઝિયુઆન રોબોટ્સને LCA (સંપૂર્ણ જીવનચક્ર) સુસંગત એલ્યુમિનિયમ સામગ્રી સપ્લાય કરવાની અપેક્ષા છે.

૫. ક્રોસ ડિસિપ્લિનરી ટેકનોલોજી એકીકરણ અને એપ્લિકેશન
એરોસ્પેસ સ્તરના દૃશ્યોના વિસ્તરણમાં, બેઇજિંગ આયર્ન મેન ટેકનોલોજી દ્વારા વિકસિત બાયોમિમેટિક હનીકોમ્બ એલ્યુમિનિયમ માળખું હાર્બિન ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ટેકનોલોજી દ્વારા ચકાસવામાં આવ્યું છે, જેનાથી બાયપેડલ રોબોટના ધડનું વજન 30% ઘટ્યું છે અને તેની બેન્ડિંગ સ્ટિફનેસ 40% વધી છે. આ માળખું 7075-T6 એવિએશન એલ્યુમિનિયમ અપનાવે છે અને બાયોમિમેટિક ડિઝાઇન દ્વારા 12GPa · m ³/kg ની ચોક્કસ સ્ટિફનેસ પ્રાપ્ત કરે છે. તેનો ઉપયોગ 2025 ના ચોથા ક્વાર્ટરમાં લોન્ચ કરાયેલા સ્પેસ સ્ટેશન જાળવણી રોબોટ માટે કરવાની યોજના છે.

 
આ ટેકનોલોજીકલ સફળતાઓ હ્યુમનૉઇડ રોબોટ્સમાં એલ્યુમિનિયમનો સિંગલ મશીન ઉપયોગ 2024 માં 20 કિગ્રા/યુનિટથી વધારીને 2025 માં 28 કિગ્રા/યુનિટ કરી રહી છે, અને હાઇ-એન્ડ એલ્યુમિનિયમનો પ્રીમિયમ દર પણ 15% થી વધીને 35% થયો છે.

 
ઉદ્યોગ અને માહિતી ટેકનોલોજી મંત્રાલય દ્વારા "હ્યુમનૉઇડ રોબોટ ઉદ્યોગના નવીન વિકાસ પર માર્ગદર્શક અભિપ્રાયો" ના અમલીકરણ સાથે, હળવા વજન અને કાર્યાત્મક એકીકરણના ક્ષેત્રોમાં એલ્યુમિનિયમ સામગ્રીની નવીનતા ઝડપી બનશે. જુલાઈ 2024 માં, ઉદ્યોગ અને માહિતી ટેકનોલોજી મંત્રાલયે "હ્યુમનૉઇડ રોબોટ ઉદ્યોગના નવીન વિકાસ પર માર્ગદર્શક અભિપ્રાયો" જારી કર્યો, જેમાં સ્પષ્ટપણે "હળવા વજનવાળા પદાર્થો અને ચોકસાઇ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓને તોડવા" ના ધ્યેયનો ઉલ્લેખ કરવામાં આવ્યો હતો, અને મુખ્ય સંશોધન અને વિકાસ સૂચિમાં એલ્યુમિનિયમ એલોય ચોકસાઇ રચના તકનીકનો સમાવેશ કરવામાં આવ્યો હતો.

 
સ્થાનિક સ્તરે, શાંઘાઈ નવેમ્બર 2024 માં 2 બિલિયન યુઆનનું એક ખાસ ભંડોળ સ્થાપિત કરશે જે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન એલ્યુમિનિયમ સામગ્રી સહિત હ્યુમનૉઇડ રોબોટ્સ માટે મુખ્ય સામગ્રીના સંશોધન અને ઔદ્યોગિકીકરણને ટેકો આપશે.

 
શૈક્ષણિક ક્ષેત્રમાં, હાર્બિન ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ટેકનોલોજી અને ચાઇના એલ્યુમિનિયમ રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ દ્વારા સંયુક્ત રીતે વિકસાવવામાં આવેલ "બાયોમિમેટિક હનીકોમ્બ એલ્યુમિનિયમ સ્ટ્રક્ચર" ને જાન્યુઆરી 2025 માં માન્ય કરવામાં આવ્યું હતું. આ માળખું રોબોટ ધડનું વજન 30% ઘટાડી શકે છે જ્યારે બેન્ડિંગ સ્ટિફનેસમાં 40% સુધારો કરી શકે છે. સંબંધિત સિદ્ધિઓ પેટન્ટ ઔદ્યોગિકીકરણના તબક્કામાં પ્રવેશી ચૂકી છે.

GGII ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ રોબોટિક્સ અનુસાર, 2024 માં હ્યુમનૉઇડ રોબોટ્સ માટે વૈશ્વિક એલ્યુમિનિયમ વપરાશ આશરે 12000 ટન હશે, જેનું બજાર કદ 1.8 બિલિયન યુઆન હશે. 2030 સુધીમાં 5 મિલિયન યુનિટના અંદાજિત વૈશ્વિક શિપમેન્ટના આધારે, એક હ્યુમનૉઇડ રોબોટનો એલ્યુમિનિયમ વપરાશ 20-25 કિગ્રા (મશીનના કુલ વજનના 30% -40% જેટલો) છે એમ ધારીએ તો, એલ્યુમિનિયમની માંગ વધીને 100000-125000 ટન થશે, જે બજાર કદ આશરે 15-18 બિલિયન યુઆન જેટલું હશે, જેનો ચક્રવૃદ્ધિ વાર્ષિક વૃદ્ધિ દર 45% હશે.

 
કિંમતની દ્રષ્ટિએ, 2024 ના બીજા ભાગથી, રોબોટ્સ માટે હાઇ-એન્ડ એલ્યુમિનિયમ સામગ્રી (જેમ કે એવિએશન ગ્રેડ એલ્યુમિનિયમ પ્લેટ્સ અને ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા ડાઇ કાસ્ટ એલ્યુમિનિયમ) નો પ્રીમિયમ દર 15% થી વધીને 30% થયો છે. કેટલાક કસ્ટમાઇઝ્ડ ઉત્પાદનોની યુનિટ કિંમત 80000 યુઆન/ટન કરતાં વધી જાય છે, જે ઔદ્યોગિક એલ્યુમિનિયમ સામગ્રીની સરેરાશ કિંમત (22000 યુઆન/ટન) કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે.

 
હ્યુમનૉઇડ રોબોટ્સ દર વર્ષે 60% થી વધુના દરે પુનરાવર્તિત થાય છે, તેથી એલ્યુમિનિયમ, તેની પરિપક્વ ઔદ્યોગિક સાંકળ અને સતત ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ પ્રદર્શન સાથે, પરંપરાગત ઉત્પાદનથી ઉચ્ચ મૂલ્યવર્ધિત ટ્રેક તરફ સંક્રમણ કરી રહ્યું છે. ટુબાઓ રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ અનુસાર, 2025 થી 2028 સુધી, રોબોટ્સ માટે ચીનનું એલ્યુમિનિયમ બજાર વૈશ્વિક બજાર હિસ્સાના 40% -50% હિસ્સો ધરાવશે, અને ચોકસાઇ મોલ્ડિંગ, સપાટીની સારવાર અને અન્ય પાસાઓમાં સ્થાનિક સાહસોની તકનીકી સફળતા મુખ્ય વિજેતા અને હારનાર બનશે.