Manngerð vélmenni hafa færst úr rannsóknarstofum yfir í fjöldaframleiðslu í atvinnuskyni og að finna jafnvægi á milli léttleika og styrks burðarvirkis er orðin að kjarnaáskorun.

 
Sem málmefni sem sameinar léttleika, mikinn styrk og tæringarþol, nær ál mikilli innrás í lykilhluta eins og liði, beinagrindur, flutningskerfi og skeljar manngerðra vélmenna.

 
Í lok árs 2024 var alþjóðleg eftirspurn eftirálblöndurÍ iðnaði manngerðra vélmenna hefur aukist um 62% milli ára og orðið annað sprengifimt svið fyrir álframleiðslu á eftir nýjum orkutækjum.

 
Víðtæk afköst álfelgunnar gera hana að kjörnum málmefni fyrir manngerða vélmenni. Þéttleiki hennar er aðeins þriðjungur af stáli, en hún getur náð sambærilegum styrk og sum stál með blöndunarhlutfalli og hagræðingu ferla. Til dæmis getur sértækur styrkur (styrkur/þéttleikahlutfall) 7-seríu flugáls (7075-T6) náð 200 MPa/(g/cm³), sem er betra en flest verkfræðiplast, og hefur góðan árangur í varmaleiðni og rafsegulvörn.

 
Í útgáfu Tesla Optimus-Gen2 er útlimagrindin minnkuð um 15% með því að nota ál-magnesíumblöndu, en samt sem áður er burðarþol hennar viðhaldið með hönnun með bestun á yfirborðsfræði; Atlas-vélmennið frá Boston Dynamics notar hástyrkt ál til að búa til hnéflutningshluta til að takast á við áhrif hátíðnihoppa. Að auki notar kælikerfi Ubiquitous Walker X steypt álskel, sem nýtir sér mikla varmaleiðni áls (um 200 W/m²K) til að ná fram skilvirkri varmastjórnun.
Eins og er heldur tækniframför áls á sviði manngerðra vélmenna áfram að hraða og fjölmargar byltingar hafa komið fram í ýmsum þáttum iðnaðarkeðjunnar:

1. Aukin afköst með miklum styrkálfelgurefni
Eftir að ál-kísillblöndu með togstyrk upp á 450 MPa kom á markað í september 2024 fékk Lizhong Group (300428) vottun fyrir geimferðatækni fyrir 7xxx seríuna sína, sem er sérstaklega hönnuð fyrir vélmenni, í janúar 2025. Efnið hefur aukið sveigjanleika sinn í 580 MPa með örblöndunartækni en samt sem áður viðhaldið 5% teygjuhraða og hefur verið notað með góðum árangri í lífhermandi hnéliðseiningu Fourier Intelligence, sem dregur úr þyngd um 32% samanborið við hefðbundnar títanblöndulausnir. Álsúluefnið, sem þróað var af Mingtai Aluminum Industry (601677), notar úðamyndunartækni til að auka varmaleiðni áls ofnsins í 240W/(m · K) og hefur verið afhent í lausu sem drifkerfi fyrir H1 manngerða vélmenni Yushu Technology.

 
2. Byltingarkennd iðnaðarstig í samþættri steyputækni
Fyrsta framleiðslulína heims fyrir tveggja plata ofursteypu, 9800T, sem Wencan Corporation (603348) tók í notkun í Chongqing, hefur stytt framleiðsluferlið fyrir beinagrindur úr manngerðum vélmennum úr 72 klukkustundum í 18 klukkustundir. Líffræðilegi hryggjargrindarhlutinn sem fyrirtækið þróaði hefur verið fínstilltur með hönnun á yfirborði, sem hefur dregið úr suðupunktum um 72%, náð 800 MPa styrk og viðhaldið yfir 95% afköstum. Þessi tækni hefur fengið pantanir frá viðskiptavinum í Norður-Ameríku og verksmiðja í Mexíkó er nú í byggingu. Guangdong Hongtu (002101) hefur þróað þunnveggja steypta álskel með aðeins 1,2 mm veggþykkt en 30 kN höggþol, sem er notuð á brjóstgrind Uber Walker X.

3. Nýsköpun í nákvæmri vinnslu og virknisamþættingu
Nanshan Aluminum Industry (600219), í samstarfi við Þjóðarverkfræðimiðstöðina fyrir létt málmblöndur við Shanghai Jiao Tong háskólann, mun gefa út nanó-styrkt ál-byggð samsett efni í febrúar 2025. Þetta efni er styrkt með því að dreifa kísilkarbíð nanóögnum, sem lækkar varmaþenslustuðulinn í 8 × 10 ⁻⁶/℃, og leysir þannig vandann við nákvæmnisdrift sem stafar af ójöfnri varmadreifingu servómótora. Það hefur verið kynnt í Tesla Optimus Gen3 framboðskeðjunni. Rafsegulvarnarlag úr álgrafen-samsettu efni, þróað af Yinbang Co., Ltd. (300337), hefur varnarvirkni upp á 70dB á 10GHz tíðnisviðinu og er aðeins 0,25 mm þykkt, sem er notað á höfuðskynjarafylkingu Boston Dynamics Atlas.

 
4. Ný bylting í tækni endurunnins áls með lágum kolefnislosun
Nýbyggð framleiðslulína fyrir endurunnið ál frá Aluminum Corporation of China (601600) til rafrænnar hreinsunar á endurunnu áli getur stjórnað innihaldi kopars og járns í úrgangsáli undir 5 ppm og minnkað kolefnisspor endurunnins áls um 78% samanborið við hráál. Þessi tækni hefur verið vottuð af lögum ESB um lykilhráefni og er gert ráð fyrir að hún muni framleiða ál sem uppfylla líftímakröfur (LCA) fyrir Zhiyuan vélmenni frá og með öðrum ársfjórðungi 2025.

5. Þverfagleg samþætting og notkun tækni
Í útvíkkun á geimferðasviði hefur lífhermandi hunangsseima álbygging, sem Beijing Iron Man Technology þróaði, verið staðfest af Harbin Institute of Technology, sem dregur úr þyngd búks tvífætta vélmennisins um 30% og eykur beygjustífleika þess um 40%. Byggingin er úr 7075-T6 flugáli og nær sértækri stífleika upp á 12GPa · m³/kg með lífhermandi hönnun. Áætlað er að hún verði notuð fyrir viðhaldsvélmenni geimstöðva sem verður skotið á loft á fjórða ársfjórðungi 2025.

 
Þessar tækniframfarir eru að auka notkun áls í manngerðum vélmennum úr 20 kg/einingu árið 2024 í 28 kg/einingu árið 2025, og verð á hágæða áli hefur einnig hækkað úr 15% í 35%.

 
Með innleiðingu „Leiðbeiningar um nýsköpun í þróun manngerðra vélmennaiðnaðar“ frá iðnaðar- og upplýsingatækniráðuneytinu mun nýsköpun í álefnum á sviði léttvægis og virknisamþættingar halda áfram að hraða. Í júlí 2024 gaf iðnaðar- og upplýsingatækniráðuneytið út „Leiðbeiningar um nýsköpun í þróun manngerðra vélmennaiðnaðar“ þar sem markmiðið var skýrt að „brjóta í gegn léttvæg efni og nákvæm framleiðsluferli“ og nákvæmnimótunartækni álfelgunnar var sett á listann yfir helstu rannsóknir og þróun.

 
Á staðnum mun Sjanghæ stofna sérstakan sjóð upp á 2 milljarða júana í nóvember 2024 til að styðja við rannsóknir og iðnvæðingu kjarnaefna fyrir manngerða vélmenni, þar á meðal afkastamikil álefni.

 
Í fræðasviðinu var „lífhermandi hunangsseima álbygging“, sem Harbin Institute of Technology og China Aluminum Research Institute þróuðu í sameiningu, staðfest í janúar 2025. Þessi uppbygging getur dregið úr þyngd búks vélmennisins um 30% og aukið beygjustífleika um 40%. Tengdir árangursþættir hafa náð stigi einkaleyfisbundinnar iðnvæðingar.

Samkvæmt GGII Institute of Robotics mun alþjóðleg álnotkun fyrir mannlíka vélmenni vera um 12.000 tonn árið 2024, með markaðarstærð upp á 1,8 milljarða júana. Miðað við að álnotkun eins mannlíka vélmennis sé 20-25 kg (sem nemur 30% -40% af heildarþyngd vélarinnar), byggt á áætluðum heimssendingum upp á 5 milljónir eininga fyrir árið 2030, mun eftirspurn eftir áli aukast í 100.000-125.000 tonn, sem samsvarar markaðsstærð upp á um það bil 15-18 milljarða júana, með 45% samsettum árlegum vexti.

 
Hvað verð varðar, þá hefur iðgjald á hágæða álefnum fyrir vélmenni (eins og álplötur með mikla varmaleiðni í flugvélum og steyptum álplötum með mikilli varmaleiðni) hækkað úr 15% í 30% frá seinni hluta ársins 2024. Einingarverð sumra sérsniðinna vara fer yfir 80.000 júan/tonn, sem er verulega hærra en meðalverð á iðnaðarálefnum (22.000 júan/tonn).

 
Þar sem framleiðslugeta manngerðra vélmenna er yfir 60% á ári, er ál, með þroskaðri iðnaðarkeðju sinni og stöðugt hámarksafköstum, að færast frá hefðbundinni framleiðslu yfir í braut með miklu virðisauka. Samkvæmt Toubao rannsóknarstofnuninni mun kínverski álmarkaðurinn fyrir vélmenni nema 40% -50% af heimsmarkaðshlutdeild frá 2025 til 2028, og tækniframfarir innlendra fyrirtækja í nákvæmni mótun, yfirborðsmeðferð og öðrum þáttum munu verða lykilsigurvegarar og taparar.