मानवरूपी रोबोट प्रयोगशाला से निकलकर व्यावसायिक रूप से बड़े पैमाने पर उत्पादन में आ गए हैं, तथा हल्केपन और संरचनात्मक मजबूती के बीच संतुलन बनाना एक प्रमुख चुनौती बन गई है।

 
एक धातु सामग्री के रूप में, जिसमें हल्कापन, उच्च शक्ति और संक्षारण प्रतिरोध का संयोजन है, एल्युमीनियम मानवरूपी रोबोट के प्रमुख भागों जैसे जोड़ों, कंकालों, संचरण प्रणालियों और आवरणों में बड़े पैमाने पर प्रवेश प्राप्त कर रहा है।

 
2024 के अंत तक, वैश्विक मांगएल्यूमीनियम मिश्र धातुमानवरूपी रोबोट उद्योग में एल्युमीनियम के उपयोग में वर्ष-दर-वर्ष 62% की वृद्धि हुई है, जो नवीन ऊर्जा वाहनों के बाद एल्युमीनियम अनुप्रयोगों के लिए एक और विस्फोटक क्षेत्र बन गया है।

 
एल्युमिनियम मिश्र धातु का व्यापक प्रदर्शन इसे ह्यूमनॉइड रोबोट के लिए पसंदीदा धातु सामग्री बनाता है। इसका घनत्व स्टील का केवल एक तिहाई है, लेकिन यह मिश्र धातु अनुपात और प्रक्रिया अनुकूलन के माध्यम से कुछ स्टील के बराबर ताकत हासिल कर सकता है। उदाहरण के लिए, 7 श्रृंखला विमानन एल्यूमीनियम (7075-T6) की विशिष्ट शक्ति (शक्ति / घनत्व अनुपात) 200 MPa / (g / cm ³) तक पहुँच सकती है, जो अधिकांश इंजीनियरिंग प्लास्टिक से बेहतर है, और गर्मी अपव्यय और विद्युत चुम्बकीय परिरक्षण में अच्छा प्रदर्शन करती है।

 
टेस्ला ऑप्टिमस-जेन2 के पुनरावृति में, इसके अंग कंकाल को एल्युमिनियम मैग्नीशियम मिश्र धातु का उपयोग करके 15% तक कम किया गया है, जबकि टोपोलॉजी ऑप्टिमाइज़ेशन डिज़ाइन के माध्यम से संरचनात्मक कठोरता को बनाए रखा गया है; बोस्टन डायनेमिक्स का एटलस रोबोट उच्च-आवृत्ति कूद के प्रभाव से निपटने के लिए घुटने के जोड़ संचरण घटकों को बनाने के लिए उच्च-शक्ति एल्यूमीनियम का उपयोग करता है। इसके अलावा, यूबीक्विटस वॉकर एक्स की शीतलन प्रणाली एक डाई कास्ट एल्यूमीनियम शेल को अपनाती है, जो कुशल थर्मल प्रबंधन को प्राप्त करने के लिए एल्यूमीनियम की उच्च तापीय चालकता (लगभग 200 W/m · K) का उपयोग करती है।
वर्तमान में, मानव सदृश रोबोट के क्षेत्र में एल्युमीनियम की तकनीकी पुनरावृत्ति में तेजी जारी है, और उद्योग श्रृंखला के विभिन्न लिंक में कई सफलताएं सामने आई हैं:

1. उच्च शक्ति का प्रदर्शन उछालएल्यूमीनियम मिश्र धातुसामग्री
सितंबर 2024 में 450MPa की तन्य शक्ति के साथ एल्यूमीनियम सिलिकॉन मिश्र धातु के विमोचन के बाद, लिज़होंग ग्रुप (300428) ने जनवरी 2025 में रोबोट के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन की गई अपनी 7xxx श्रृंखला एल्यूमीनियम मिश्र धातु के लिए एयरोस्पेस ग्रेड प्रमाणन प्राप्त किया है। इस सामग्री ने 5% बढ़ाव दर को बनाए रखते हुए माइक्रोअलॉयिंग तकनीक के माध्यम से अपनी उपज शक्ति को 580MPa तक बढ़ा दिया है, और इसे पारंपरिक टाइटेनियम मिश्र धातु समाधानों की तुलना में 32% तक वजन कम करते हुए फूरियर इंटेलिजेंस के बायोमिमेटिक घुटने के जोड़ मॉड्यूल पर सफलतापूर्वक लागू किया गया है। मिंगताई एल्युमिनियम इंडस्ट्री (601677) द्वारा विकसित सभी एल्यूमीनियम कॉलम बॉडी सामग्री रेडिएटर एल्यूमीनियम सामग्री की तापीय चालकता को 240W/(m · K) तक बढ़ाने के लिए स्प्रे डिपोजिशन फॉर्मिंग तकनीक को अपनाती है, और इसे युशु टेक्नोलॉजी के H1 ह्यूमनॉइड रोबोट के लिए ड्राइव सिस्टम के रूप में थोक में आपूर्ति की गई है।

 
2. एकीकृत डाई-कास्टिंग प्रौद्योगिकी में औद्योगिक स्तर की सफलता
वेनकन कॉर्पोरेशन (603348) द्वारा अपने चोंगकिंग बेस पर शुरू की गई दुनिया की पहली 9800T दो प्लेट सुपर डाई-कास्टिंग उत्पादन लाइन ने ह्यूमनॉइड रोबोट कंकालों के निर्माण चक्र को 72 घंटे से घटाकर 18 घंटे कर दिया है। इसके द्वारा विकसित बायोमिमेटिक स्पाइन कंकाल घटक को टोपोलॉजी डिज़ाइन के माध्यम से अनुकूलित किया गया है, जिससे वेल्डिंग पॉइंट 72% कम हो गए हैं, 800MPa की संरचनात्मक ताकत हासिल हुई है और 95% से अधिक की उपज दर बनी हुई है। इस तकनीक को उत्तरी अमेरिकी ग्राहकों से ऑर्डर मिले हैं और मेक्सिको में एक कारखाना अभी निर्माणाधीन है। ग्वांगडोंग होंग्टू (002101) ने केवल 1.2 मिमी की दीवार मोटाई के साथ एक पतली दीवार वाली डाई कास्ट एल्यूमीनियम शेल विकसित की है, लेकिन 30kN प्रभाव प्रतिरोध प्राप्त किया है, जिसे उबर वॉकर एक्स की छाती सुरक्षा संरचना पर लागू किया जाता है।

3. परिशुद्ध मशीनिंग और कार्यात्मक एकीकरण में नवाचार
नानशान एल्युमिनियम इंडस्ट्री (600219), शंघाई जिओ टोंग यूनिवर्सिटी में नेशनल इंजीनियरिंग सेंटर फॉर लाइट अलॉयज के सहयोग से, फरवरी 2025 में नैनो प्रबलित एल्यूमीनियम आधारित मिश्रित सामग्री जारी करेगी। इस सामग्री को सिलिकॉन कार्बाइड नैनोकणों को फैलाकर मजबूत किया जाता है, जिससे थर्मल विस्तार गुणांक 8 × 10 ⁻⁶ / ℃ तक कम हो जाता है, जिससे सर्वो मोटर्स के असमान ताप अपव्यय के कारण होने वाली सटीकता बहाव की समस्या का सफलतापूर्वक समाधान हो जाता है। इसे टेस्ला ऑप्टिमस जेन 3 आपूर्ति श्रृंखला में पेश किया गया है। यिनबैंग कंपनी लिमिटेड (300337) द्वारा विकसित एल्यूमीनियम ग्राफीन कम्पोजिट इलेक्ट्रोमैग्नेटिक शील्डिंग लेयर में 10GHz फ़्रीक्वेंसी बैंड में 70dB की शील्डिंग दक्षता और केवल 0.25 मिमी की मोटाई है

 
4. पुनर्नवीनीकृत एल्युमीनियम प्रौद्योगिकी की कम कार्बन सफलता
एल्युमिनियम कॉरपोरेशन ऑफ चाइना (601600) की नवनिर्मित इलेक्ट्रॉनिक ग्रेड रिसाइकिल एल्युमिनियम शुद्धिकरण उत्पादन लाइन अपशिष्ट एल्युमिनियम में तांबे और लोहे की अशुद्धता की मात्रा को 5ppm से नीचे नियंत्रित कर सकती है, और उत्पादित रिसाइकिल एल्युमिनियम के कार्बन पदचिह्न को प्राथमिक एल्युमिनियम की तुलना में 78% तक कम कर सकती है। इस तकनीक को यूरोपीय संघ के प्रमुख कच्चे माल अधिनियम द्वारा प्रमाणित किया गया है और उम्मीद है कि यह 2025 की दूसरी तिमाही से झियुआन रोबोट को LCA (पूर्ण जीवनचक्र) अनुरूप एल्युमिनियम सामग्री की आपूर्ति करेगी।

5. अंतर-विषयक प्रौद्योगिकी एकीकरण और अनुप्रयोग
एयरोस्पेस स्तर के परिदृश्यों के विस्तार में, बीजिंग आयरन मैन टेक्नोलॉजी द्वारा विकसित बायोमिमेटिक हनीकॉम्ब एल्युमिनियम संरचना को हार्बिन इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी द्वारा सत्यापित किया गया है, जिससे द्विपाद रोबोट के धड़ का वजन 30% कम हो गया है और इसकी झुकने वाली कठोरता 40% बढ़ गई है। संरचना 7075-T6 विमानन एल्यूमीनियम को अपनाती है और बायोमिमेटिक डिज़ाइन के माध्यम से 12GPa · m ³/kg की विशिष्ट कठोरता प्राप्त करती है। इसे Q4 2025 में लॉन्च किए जाने वाले स्पेस स्टेशन रखरखाव रोबोट के लिए उपयोग करने की योजना है।

 
इन तकनीकी सफलताओं के कारण मानव रोबोट में एल्युमीनियम का एकल मशीन उपयोग 2024 में 20 किग्रा/यूनिट से बढ़कर 2025 में 28 किग्रा/यूनिट हो जाएगा, तथा उच्च-स्तरीय एल्युमीनियम की प्रीमियम दर भी 15% से बढ़कर 35% हो जाएगी।

 
उद्योग और सूचना प्रौद्योगिकी मंत्रालय द्वारा "ह्यूमनॉइड रोबोट उद्योग के अभिनव विकास पर मार्गदर्शक राय" के कार्यान्वयन के साथ, हल्के और कार्यात्मक एकीकरण के क्षेत्र में एल्यूमीनियम सामग्री के नवाचार में तेजी जारी रहेगी। जुलाई 2024 में, उद्योग और सूचना प्रौद्योगिकी मंत्रालय ने "ह्यूमनॉइड रोबोट उद्योग के अभिनव विकास पर मार्गदर्शक राय" जारी की, जिसमें स्पष्ट रूप से "हल्के पदार्थों और सटीक विनिर्माण प्रक्रियाओं के माध्यम से तोड़ने" के लक्ष्य को बताया गया, और प्रमुख अनुसंधान और विकास सूची में एल्यूमीनियम मिश्र धातु सटीक बनाने की तकनीक को शामिल किया।

 
स्थानीय स्तर पर, शंघाई नवंबर 2024 में उच्च प्रदर्शन वाले एल्यूमीनियम सामग्रियों सहित मानव रोबोटों के लिए मुख्य सामग्रियों के अनुसंधान और औद्योगिकीकरण का समर्थन करने के लिए 2 बिलियन युआन का एक विशेष कोष स्थापित करेगा।

 
शैक्षणिक क्षेत्र में, हार्बिन इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी और चाइना एल्युमिनियम रिसर्च इंस्टीट्यूट द्वारा संयुक्त रूप से विकसित "बायोमिमेटिक हनीकॉम्ब एल्युमिनियम स्ट्रक्चर" को जनवरी 2025 में मान्य किया गया था। यह संरचना रोबोट धड़ के वजन को 30% तक कम कर सकती है जबकि झुकने की कठोरता में 40% तक सुधार कर सकती है। संबंधित उपलब्धियां पेटेंट औद्योगिकीकरण के चरण में प्रवेश कर चुकी हैं।

जीजीआईआई इंस्टीट्यूट ऑफ रोबोटिक्स के अनुसार, 2024 में ह्यूमनॉइड रोबोट के लिए वैश्विक एल्युमीनियम की खपत लगभग 12000 टन होगी, जिसका बाजार आकार 1.8 बिलियन युआन होगा। यह मानते हुए कि एक ह्यूमनॉइड रोबोट की एल्युमीनियम खपत 20-25 किलोग्राम (मशीन के कुल वजन का 30% -40% हिस्सा) है, 2030 तक 5 मिलियन इकाइयों की अनुमानित वैश्विक शिपमेंट के आधार पर, एल्युमीनियम की मांग 100000-125000 टन तक बढ़ जाएगी, जो लगभग 15-18 बिलियन युआन के बाजार आकार के अनुरूप है, जिसमें 45% की चक्रवृद्धि वार्षिक वृद्धि दर है।

 
कीमत के संदर्भ में, 2024 की दूसरी छमाही के बाद से, रोबोट के लिए उच्च अंत एल्यूमीनियम सामग्री (जैसे विमानन ग्रेड एल्यूमीनियम प्लेट और उच्च तापीय चालकता डाई कास्ट एल्यूमीनियम) की प्रीमियम दर 15% से 30% तक बढ़ गई है। कुछ अनुकूलित उत्पादों की इकाई कीमत 80000 युआन / टन से अधिक है, जो औद्योगिक एल्यूमीनियम सामग्री (22000 युआन / टन) की औसत कीमत से काफी अधिक है।

 
चूंकि मानव रोबोट प्रति वर्ष 60% से अधिक की दर से पुनरावृति कर रहे हैं, इसलिए एल्युमीनियम, अपनी परिपक्व औद्योगिक श्रृंखला और निरंतर अनुकूलित प्रदर्शन के साथ, पारंपरिक विनिर्माण से उच्च मूल्य-वर्धित ट्रैक पर संक्रमण कर रहा है। टूबाओ रिसर्च इंस्टीट्यूट के अनुसार, 2025 से 2028 तक, रोबोट के लिए चीन का एल्युमीनियम बाजार वैश्विक बाजार हिस्सेदारी का 40% -50% हिस्सा होगा, और सटीक मोल्डिंग, सतह उपचार और अन्य पहलुओं में स्थानीय उद्यमों की तकनीकी सफलताएं प्रमुख विजेता और हारने वाले बन जाएंगे।