A humanoid robotok a laboratóriumi termelésből a kereskedelmi tömegtermelésbe kerültek, és a könnyűsúly és a szerkezeti szilárdság egyensúlyban tartása alapvető kihívássá vált.

 
A könnyű, nagy szilárdságú és korrózióálló fémanyagként az alumínium egyre nagyobb mértékben behatol olyan kulcsfontosságú alkatrészekbe, mint az ízületek, vázak, erőátviteli rendszerek és humanoid robotok héjai.

 
2024 végére a globális keresletalumíniumötvözetekA humanoid robotiparban a kereslet 62%-kal nőtt az előző évhez képest, és az új energiahordozók után az alumíniumalkalmazások újabb robbanásveszélyes területévé vált.

 
Az alumíniumötvözet átfogó teljesítménye teszi a humanoid robotok előnyben részesített fémanyagává. Sűrűsége csak egyharmada az acélénak, de az ötvözési arány és a folyamat optimalizálása révén egyes acélokhoz hasonló szilárdságot érhet el. Például a 7-es sorozatú repülőgépipari alumínium (7075-T6) fajlagos szilárdsága (szilárdság/sűrűség arány) elérheti a 200 MPa/(g/cm³) értéket, ami a legtöbb műszaki műanyagnál jobb, és jól teljesít a hőelvezetés és az elektromágneses árnyékolás terén.

 
A Tesla Optimus-Gen2 iterációjában az alsó végtag vázát 15%-kal csökkentették alumínium-magnéziumötvözet segítségével, miközben a szerkezeti merevséget a topológia optimalizálásával tervezték; a Boston Dynamics Atlas robotja nagy szilárdságú alumíniumot használ a térdízületi erőátviteli alkatrészek létrehozásához, hogy megbirkózzon a nagyfrekvenciás ugrások hatásával. Ezenkívül az Ubiquitous Walker X hűtőrendszere egy öntött alumínium héjat alkalmaz, amely az alumínium magas hővezető képességét (kb. 200 W/m·K) használja ki a hatékony hőkezelés érdekében.
Jelenleg az alumínium technológiai fejlődése a humanoid robotok területén folyamatosan gyorsul, és számos áttörés született az iparági lánc különböző láncszemeiben:

1. Nagy szilárdságú teljesítményugrásalumíniumötvözetanyagok
A 450 MPa szakítószilárdságú alumínium-szilíciumötvözet 2024 szeptemberi piacra dobását követően a Lizhong Group (300428) 2025 januárjában repülőgépipari minőségű tanúsítványt szerzett a kifejezetten robotokhoz tervezett 7xxx sorozatú alumíniumötvözetére. Az anyag folyáshatárát mikroötvözet-technológiával 580 MPa-ra növelte, miközben 5%-os nyúlási sebességet tartott fenn, és sikeresen alkalmazták a Fourier Intelligence biomimetikus térdízületi moduljában, 32%-kal csökkentve a súlyt a hagyományos titánötvözet-megoldásokhoz képest. A Mingtai Aluminum Industry (601677) által kifejlesztett, teljes egészében alumínium oszloptest anyag porlasztásos leválasztási formázási technológiát alkalmaz a radiátor alumínium anyagának hővezető képességének 240 W/(m · K)-re növelésére, és nagy tételben szállították a Yushu Technology H1 humanoid robotjának meghajtórendszereként.

 
2. Ipari szintű áttörés az integrált nyomásos öntési technológiában
A Wencan Corporation (603348) által a csungkingi telephelyén üzembe helyezett világelső 9800T kétlemezes szuperöntvény gyártósorral a humanoid robotvázak gyártási ciklusát 72 óráról 18 órára csökkentették. Az általuk kifejlesztett biomimetikus gerincváz komponenst topológiai tervezéssel optimalizálták, 72%-kal csökkentve a hegesztési pontok számát, 800 MPa szerkezeti szilárdságot érve el, és több mint 95%-os hozamot tartva fenn. Ez a technológia észak-amerikai ügyfelektől kapott megrendeléseket, és jelenleg egy mexikói gyár építése zajlik. A Guangdong Hongtu (002101) kifejlesztett egy vékony falú, mindössze 1,2 mm falvastagságú, de 30 kN ütésállóságú alumínium héjat, amelyet az Uber Walker X mellkasvédő szerkezetére alkalmaznak.

3. Innováció a precíziós megmunkálásban és a funkcionális integrációban
A Nanshan Aluminum Industry (600219) a Sanghaji Jiao Tong Egyetem Könnyűötvözetek Nemzeti Mérnöki Központjával együttműködve 2025 februárjában nanoerősítésű alumínium alapú kompozit anyagokat fog piacra dobni. Ezt az anyagot szilícium-karbid nanorészecskék diszpergálásával erősítik meg, ami a hőtágulási együtthatót 8 × 10⁻⁶/℃-ra csökkenti, sikeresen megoldva a szervomotorok egyenetlen hőelvezetése által okozott pontossági eltérés problémáját. Bevezették a Tesla Optimus Gen3 ellátási láncába. A Yinbang Co., Ltd. (300337) által kifejlesztett alumínium-grafén kompozit elektromágneses árnyékoló réteg 70 dB árnyékolási hatékonysággal rendelkezik a 10 GHz-es frekvenciasávban, és mindössze 0,25 mm vastagságú, és a Boston Dynamics Atlas fejérzékelő tömbjére alkalmazzák.

 
4. Az újrahasznosított alumínium technológia alacsony szén-dioxid-kibocsátású áttörése
Az Aluminum Corporation of China (601600) újonnan épített elektronikai minőségű újrahasznosított alumínium tisztító gyártósora 5 ppm alá képes szabályozni a hulladék alumínium réz- és vasszennyeződés-tartalmát, és 78%-kal csökkenti az előállított újrahasznosított alumínium szénlábnyomát az elsődleges alumíniumhoz képest. Ez a technológia rendelkezik az EU kulcsfontosságú nyersanyagokra vonatkozó törvényének tanúsítvánnyal, és várhatóan 2025 második negyedévétől kezdődően LCA-kompatibilis (teljes életciklusú) alumínium anyagokat fog szállítani a Zhiyuan robotok számára.

5. Interdiszciplináris technológiai integráció és alkalmazás
A repülőgépipari szintű forgatókönyvek kiterjesztése során a Beijing Iron Man Technology által kifejlesztett biomimetikus méhsejt alumínium szerkezetet a Harbin Institute of Technology ellenőrizte, amely 30%-kal csökkentette a kétlábú robot törzsének súlyát és 40%-kal növelte hajlítási merevségét. A szerkezet 7075-T6 repülőgépipari alumíniumot használ, és biomimetikus tervezésének köszönhetően 12 GPa · m³/kg fajlagos merevséget ér el. A szerkezetet a 2025 negyedik negyedévében piacra dobott űrállomás-karbantartó robothoz tervezik használni.

 
Ezek a technológiai áttörések a humanoid robotokban felhasznált alumínium mennyiségét 20 kg/db-ról (2024) 28 kg/db-ra (2025) növelik, a prémium alumínium prémium aránya pedig szintén 15%-ról 35%-ra emelkedett.

 
Az Ipari és Információs Technológiai Minisztérium által kiadott „Irányadó Vélemények a humanoid robotipar innovatív fejlesztéséről” című dokumentum végrehajtásával az alumínium anyagok innovációja a könnyűszerkezetes és funkcionális integráció területén tovább fog felgyorsulni. 2024 júliusában az Ipari és Információs Technológiai Minisztérium kiadta az „Irányító Vélemények a humanoid robotipar innovatív fejlesztéséről” című dokumentumot, amelyben egyértelműen kimondta a „könnyű anyagok és a precíziós gyártási folyamatok áttörésének” célját, és az alumíniumötvözet precíziós alakítási technológiáját felvette a kulcsfontosságú kutatási és fejlesztési listára.

 
Helyi szinten Sanghaj 2024 novemberében egy 2 milliárd jüanos különalapot hoz létre a humanoid robotok alapvető anyagainak, köztük a nagy teljesítményű alumínium anyagoknak a kutatására és iparosítására.

 
Az akadémiai területen a Harbini Műszaki Intézet és a Kínai Alumíniumkutató Intézet által közösen kifejlesztett „biomimetikus méhsejt alumínium szerkezetet” 2025 januárjában validálták. Ez a szerkezet 30%-kal csökkentheti a robot törzsének súlyát, miközben 40%-kal javítja a hajlítási merevséget. A kapcsolódó eredmények a szabadalmi iparosítás szakaszába léptek.

A GGII Robotikai Intézet szerint a humanoid robotok globális alumíniumfogyasztása 2024-ben körülbelül 12 000 tonna lesz, ami 1,8 milliárd jüanos piacméretet jelent. Feltételezve, hogy egyetlen humanoid robot alumíniumfogyasztása 20-25 kg (ami a gép teljes súlyának 30-40%-át teszi ki), a 2030-ra várhatóan 5 millió darabos globális szállítás alapján az alumínium iránti kereslet 100 000-125 000 tonnára fog emelkedni, ami körülbelül 15-18 milliárd jüanos piacméretet jelent, 45%-os összetett éves növekedési ütemmel.

 
Ár tekintetében 2024 második fele óta a robotokhoz használt prémium alumínium anyagok (például repülőgépipari minőségű alumíniumlemezek és nagy hővezető képességű öntött alumínium) prémium ára 15%-ról 30%-ra emelkedett. Egyes egyedi termékek egységára meghaladja a 80 000 jüan/tonnát, ami jelentősen magasabb, mint az ipari alumínium anyagok átlagára (22 000 jüan/tonna).

 
Mivel a humanoid robotok évente több mint 60%-os iterációs ütemben fejlődnek, az alumínium, kiforrott ipari láncával és folyamatosan optimalizált teljesítményével, a hagyományos gyártásról a magas hozzáadott értékű pályára áll át. A Toubao Kutatóintézet szerint 2025 és 2028 között Kína alumínium robotpiaca a globális piaci részesedés 40-50%-át fogja kitenni, és a helyi vállalkozások technológiai áttörései a precíziós öntés, a felületkezelés és egyéb területek terén kulcsfontosságú nyertesek és vesztesek lesznek.