Humanoidni roboti su se preselili iz laboratorija u komercijalnu masovnu proizvodnju, a ravnoteža između male težine i strukturne čvrstoće postala je ključni izazov.

 
Kao metalni materijal koji kombinira laganu težinu, visoku čvrstoću i otpornost na koroziju, aluminij postiže veliko prodiranje u ključne dijelove poput zglobova, kostura, prijenosnih sustava i ljuski humanoidnih robota.

 
Od kraja 2024. godine, globalna potražnja zaaluminijske legureu industriji humanoidnih robota porasla je za 62% u odnosu na prethodnu godinu, postajući još jedno eksplozivno područje za primjenu aluminija nakon vozila na novu energiju.

 
Sveobuhvatne performanse aluminijske legure čine je preferiranim metalnim materijalom za humanoidne robote. Njena gustoća je samo jedna trećina gustoće čelika, ali može postići čvrstoću usporedivu s nekim čelikom kroz omjer legure i optimizaciju procesa. Na primjer, specifična čvrstoća (omjer čvrstoće/gustoće) zrakoplovnog aluminija serije 7 (7075-T6) može doseći 200 MPa/(g/cm³), što je superiornije od većine inženjerskih plastika, te dobro funkcionira u odvođenju topline i elektromagnetskom oklopu.

 
U iteraciji Tesla Optimus-Gen2, kostur udova smanjen je za 15% korištenjem aluminijsko-magnezijeve legure, uz održavanje strukturne krutosti optimizacijom topologije; robot Atlas tvrtke Boston Dynamics koristi visokočvrsti aluminij za izradu komponenti prijenosa koljena kako bi se nosio s utjecajem visokofrekventnih skokova. Osim toga, sustav hlađenja Ubiquitous Walkera X koristi kućište od lijevanog aluminija, koje koristi visoku toplinsku vodljivost aluminija (oko 200 W/m · K) za postizanje učinkovitog upravljanja toplinom.
Trenutno se tehnološka iteracija aluminija u području humanoidnih robota nastavlja ubrzavati, a pojavili su se brojni proboji u raznim karikama industrijskog lanca:

1. Skok performansi visoke čvrstoćealuminijska leguramaterijali
Nakon izlaska aluminijsko-silicijske legure vlačne čvrstoće od 450 MPa u rujnu 2024., Lizhong Group (300428) je u siječnju 2025. dobila zrakoplovni certifikat za svoju aluminijsku leguru serije 7xxx posebno dizajniranu za robote. Ovaj materijal je povećao svoju granicu razvlačenja na 580 MPa tehnologijom mikrolegiranja uz održavanje stope izduženja od 5%, te je uspješno primijenjen na biomimetički modul koljenskog zgloba Fourierove inteligencije, smanjujući težinu za 32% u usporedbi s tradicionalnim rješenjima od titanovih legura. Materijal za tijelo stupa od aluminija koji je razvila tvrtka Mingtai Aluminum Industry (601677) koristi tehnologiju oblikovanja raspršivanjem kako bi se povećala toplinska vodljivost aluminijskog materijala radijatora na 240 W/(m · K) i isporučuje se u rasutom stanju kao pogonski sustav za humanoidnog robota H1 tvrtke Yushu Technology.

 
2. Proboj na industrijskoj razini u tehnologiji integriranog lijevanja pod tlakom
Prva svjetska proizvodna linija za dvoslojno super tlačno lijevanje od 9800T koju je u pogon pustila tvrtka Wencan Corporation (603348) u svojoj bazi u Chongqingu, sažela je proizvodni ciklus kostura humanoidnih robota sa 72 sata na 18 sati. Biomimetička komponenta kostura kralježnice koju je razvila optimizirana je dizajnom topologije, smanjujući točke zavarivanja za 72%, postižući strukturnu čvrstoću od 800 MPa i održavajući stopu prinosa veću od 95%. Ova tehnologija primila je narudžbe od sjevernoameričkih kupaca, a tvornica u Meksiku trenutno je u izgradnji. Guangdong Hongtu (002101) razvio je tankostijenu školjku od lijevanog aluminija s debljinom stijenke od samo 1,2 mm, ali postižući otpornost na udar od 30 kN, koja se primjenjuje na zaštitnu strukturu prsa Uber Walkera X.

3. Inovacija u preciznoj obradi i funkcionalnoj integraciji
Nanshan Aluminum Industry (600219), u suradnji s Nacionalnim inženjerskim centrom za lake legure na Sveučilištu Jiao Tong u Šangaju, u veljači 2025. predstavit će kompozitne materijale na bazi aluminija ojačane nanočesticama. Ovaj materijal je ojačan disperzijom nanočestica silicijevog karbida, smanjujući koeficijent toplinskog širenja na 8 × 10 ⁻⁶/℃, uspješno rješavajući problem pomaka točnosti uzrokovan neravnomjernim odvođenjem topline servo motora. Uveden je u lanac opskrbe Tesla Optimus Gen3. Sloj elektromagnetskog zaštitnog sloja od aluminijskog grafena koji je razvio Yinbang Co., Ltd. (300337) ima učinkovitost zaštite od 70 dB u frekvencijskom pojasu od 10 GHz i debljinu od samo 0,25 mm, a nanosi se na niz senzora glave Boston Dynamics Atlasa.

 
4. Proboj tehnologije recikliranog aluminija s niskim udjelom ugljika
Novoizgrađena proizvodna linija za pročišćavanje recikliranog aluminija elektroničke kvalitete tvrtke Aluminum Corporation of China (601600) može kontrolirati sadržaj nečistoća bakra i željeza u otpadnom aluminiju ispod 5 ppm i smanjiti ugljični otisak proizvedenog recikliranog aluminija za 78% u usporedbi s primarnim aluminijem. Ova tehnologija certificirana je Zakonom EU o ključnim sirovinama i očekuje se da će opskrbljivati ​​robote Zhiyuan aluminijskim materijalima koji su u skladu s LCA (potpuni životni ciklus) počevši od drugog tromjesečja 2025.

5. Integracija i primjena međudisciplinarne tehnologije
U scenarijima širenja na razini zrakoplovstva, biomimetičku aluminijsku strukturu u obliku saća koju je razvila tvrtka Beijing Iron Man Technology verificirao je Tehnološki institut u Harbinu, smanjujući težinu torza dvonožnog robota za 30% i povećavajući njegovu krutost na savijanje za 40%. Struktura koristi zrakoplovni aluminij 7075-T6 i postiže specifičnu krutost od 12 GPa · m³/kg putem biomimetičkog dizajna. Planirano je da se koristi za robota za održavanje svemirske stanice lansiranog u četvrtom tromjesečju 2025.

 
Ovi tehnološki prodori povećavaju potrošnju aluminija u pojedinačnim humanoidnim robotima s 20 kg/jedinici u 2024. na 28 kg/jedinici u 2025., a premium stopa vrhunskog aluminija također je porasla s 15% na 35%.

 
Provedbom „Smjernica o inovativnom razvoju industrije humanoidnih robota“ od strane Ministarstva industrije i informacijske tehnologije, inovacije aluminijskih materijala u područjima lagane i funkcionalne integracije nastavit će se ubrzavati. U srpnju 2024. Ministarstvo industrije i informacijske tehnologije izdalo je „Smjernice o inovativnom razvoju industrije humanoidnih robota“, u kojima je jasno naveden cilj „probijanja laganih materijala i preciznih proizvodnih procesa“ te je u popis ključnih istraživanja i razvoja uvrštena tehnologija preciznog oblikovanja aluminijskih legura.

 
Na lokalnoj razini, Šangaj će u studenom 2024. osnovati poseban fond od 2 milijarde juana za potporu istraživanju i industrijalizaciji temeljnih materijala za humanoidne robote, uključujući visokoučinkovite aluminijske materijale.

 
U akademskom području, „biomimetička aluminijska struktura u obliku saća“ koju su zajednički razvili Tehnološki institut Harbin i Kineski institut za istraživanje aluminija validirana je u siječnju 2025. Ova struktura može smanjiti težinu robotskog torza za 30%, a istovremeno poboljšati krutost savijanja za 40%. Povezana postignuća ušla su u fazu industrijalizacije patenata.

Prema Institutu za robotiku GGII, globalna potrošnja aluminija za humanoidne robote iznosit će približno 12 000 tona u 2024. godini, s veličinom tržišta od 1,8 milijardi juana. Pod pretpostavkom da je potrošnja aluminija jednog humanoidnog robota 20-25 kg (što čini 30% -40% ukupne težine stroja), na temelju procijenjene globalne isporuke od 5 milijuna jedinica do 2030. godine, potražnja za aluminijem porast će na 100 000-125 000 tona, što odgovara veličini tržišta od približno 15-18 milijardi juana, sa složenom godišnjom stopom rasta od 45%.

 
Što se tiče cijene, od druge polovice 2024. godine, premium stopa vrhunskih aluminijskih materijala za robote (kao što su aluminijske ploče zrakoplovne kvalitete i lijevani aluminij visoke toplinske vodljivosti) porasla je s 15% na 30%. Jedinična cijena nekih prilagođenih proizvoda prelazi 80 000 juana/tona, što je znatno više od prosječne cijene industrijskih aluminijskih materijala (22 000 juana/tona).

 
Kako se humanoidni roboti mijenjaju brzinom većom od 60% godišnje, aluminij, sa svojim zrelim industrijskim lancem i kontinuirano optimiziranim performansama, prelazi iz tradicionalne proizvodnje u proizvodnju s visokom dodanom vrijednošću. Prema istraživačkom institutu Toubao, od 2025. do 2028. kinesko tržište aluminija za robote činit će 40% -50% globalnog tržišnog udjela, a tehnološki prodori lokalnih poduzeća u preciznom oblikovanju, površinskoj obradi i drugim aspektima postat će ključni pobjednici i gubitnici.