Humanoīdie roboti ir pārgājuši no laboratorijas uz komerciālu masveida ražošanu, un vieglā svara un konstrukcijas izturības līdzsvarošana ir kļuvusi par galveno izaicinājumu.

 
Kā metāla materiāls, kas apvieno vieglu svaru, augstu izturību un izturību pret koroziju, alumīnijs plaši iekļūst tādās galvenajās detaļās kā savienojumi, skeleti, transmisijas sistēmas un humanoīdu robotu korpusi.

 
Līdz 2024. gada beigām globālais pieprasījums pēcalumīnija sakausējumihumanoīdu robotu nozarē tā ir pieaugusi par 62% salīdzinājumā ar iepriekšējo gadu, kļūstot par vēl vienu sprādzienbīstamu jomu alumīnija lietojumprogrammām pēc jauniem enerģijas transportlīdzekļiem.

 
Alumīnija sakausējuma visaptverošās īpašības padara to par vēlamo metāla materiālu humanoīdu robotiem. Tā blīvums ir tikai viena trešdaļa no tērauda blīvuma, taču, pateicoties sakausējuma attiecībai un procesa optimizācijai, tas var sasniegt izturību, kas salīdzināma ar dažiem tēraudiem. Piemēram, 7. sērijas aviācijas alumīnija (7075-T6) īpatnējā izturība (stiprības/blīvuma attiecība) var sasniegt 200 MPa/(g/cm³), kas ir pārāka par lielāko daļu inženiertehnisko plastmasu, un tam ir labas siltuma izkliedes un elektromagnētiskās ekranēšanas īpašības.

 
Tesla Optimus-Gen2 versijā tā ekstremitāšu skelets ir samazināts par 15 %, izmantojot alumīnija magnija sakausējumu, vienlaikus saglabājot strukturālo stingrību, izmantojot topoloģijas optimizācijas dizainu; Boston Dynamics Atlas robots izmanto augstas stiprības alumīniju, lai izveidotu ceļa locītavas transmisijas komponentus, kas spēj tikt galā ar augstfrekvences lēcienu ietekmi. Turklāt Ubiquitous Walker X dzesēšanas sistēma izmanto liešanas alumīnija korpusu, kas izmanto alumīnija augsto siltumvadītspēju (aptuveni 200 W/m · K), lai panāktu efektīvu siltuma pārvaldību.
Pašlaik alumīnija tehnoloģiskā attīstība humanoīdu robotu jomā turpina paātrināties, un dažādās nozares ķēdes posmās ir notikuši vairāki sasniegumi:

1. Augstas izturības veiktspējas lēciensalumīnija sakausējumsmateriāli
Pēc alumīnija silīcija sakausējuma ar stiepes izturību 450 MPa izlaišanas 2024. gada septembrī Lizhong Group (300428) 2025. gada janvārī ieguva kosmosa līmeņa sertifikātu savam 7xxx sērijas alumīnija sakausējumam, kas īpaši izstrādāts robotiem. Šī materiāla tecēšanas robeža ir palielināta līdz 580 MPa, izmantojot mikrosakausēšanas tehnoloģiju, vienlaikus saglabājot 5 % pagarinājuma ātrumu, un tas ir veiksmīgi pielietots Fourier Intelligence biomimetiskā ceļa locītavas modulī, samazinot svaru par 32 % salīdzinājumā ar tradicionālajiem titāna sakausējuma risinājumiem. Mingtai Aluminum Industry (601677) izstrādātais pilnībā no alumīnija izgatavotais kolonnas korpusa materiāls izmanto izsmidzināšanas uzklāšanas formēšanas tehnoloģiju, lai palielinātu radiatora alumīnija materiāla siltumvadītspēju līdz 240 W/(m · K), un tas ir piegādāts vairumā kā piedziņas sistēma Yushu Technology H1 humanoīdajam robotam.

 
2. Rūpnieciska līmeņa izrāviens integrētajā liešanas tehnoloģijā
Wencan Corporation (603348) savā Čuncjinas bāzē nodeva ekspluatācijā pasaulē pirmo 9800T divu plākšņu superliešanas ražošanas līniju, kas ir saīsinājusi humanoīdu robotu skeletu ražošanas ciklu no 72 stundām līdz 18 stundām. Tās izstrādātais biomimetiskā mugurkaula skeleta komponents ir optimizēts, izmantojot topoloģijas dizainu, samazinot metināšanas punktus par 72%, sasniedzot 800MPa konstrukcijas izturību un saglabājot vairāk nekā 95% ražas līmeni. Šī tehnoloģija ir saņēmusi pasūtījumus no Ziemeļamerikas klientiem, un pašlaik tiek būvēta rūpnīca Meksikā. Guangdong Hongtu (002101) ir izstrādājis plānsienu alumīnija korpusu ar sienas biezumu tikai 1,2 mm, bet sasniedzot 30kN triecienizturību, kas tiek uzklāts uz Uber Walker X krūškurvja aizsardzības konstrukcijas.

3. Inovācijas precīzā apstrādē un funkcionālā integrācijā
Nanshan Aluminum Industry (600219) sadarbībā ar Šanhajas Dzjao Tunga universitātes Nacionālo vieglo sakausējumu inženierijas centru 2025. gada februārī laidīs klajā ar nanoarmētus alumīnija kompozītmateriālus. Šis materiāls ir pastiprināts, disperģējot silīcija karbīda nanodaļiņas, samazinot termiskās izplešanās koeficientu līdz 8 × 10⁻⁶/℃, veiksmīgi atrisinot precizitātes novirzes problēmu, ko izraisa nevienmērīga servomotoru siltuma izkliede. Tas ir ieviests Tesla Optimus Gen3 piegādes ķēdē. Yinbang Co., Ltd. (300337) izstrādātajam alumīnija grafēna kompozītmateriāla elektromagnētiskajam ekranēšanas slānim ir 70 dB ekranēšanas efektivitāte 10 GHz frekvenču joslā un tikai 0,25 mm biezums, kas tiek uzklāts uz Boston Dynamics Atlas galvas sensoru masīva.

 
4. Pārstrādāta alumīnija tehnoloģijas zema oglekļa emisiju līmeņa izrāviens
Jaunizbūvētā Aluminum Corporation of China (601600) elektroniskās kvalitātes pārstrādāta alumīnija attīrīšanas ražošanas līnija var kontrolēt vara un dzelzs piemaisījumu saturu alumīnija atkritumos zem 5 ppm un samazināt saražotā pārstrādātā alumīnija oglekļa pēdas nospiedumu par 78% salīdzinājumā ar primāro alumīniju. Šī tehnoloģija ir sertificēta saskaņā ar ES Galveno izejvielu likumu, un paredzams, ka no 2025. gada 2. ceturkšņa tā piegādās Zhiyuan robotiem LCA (pilna dzīves cikla) ​​atbilstošus alumīnija materiālus.

5. Starpdisciplināru tehnoloģiju integrācija un pielietošana
Paplašinot kosmosa līmeņa scenārijus, Harbinas Tehnoloģiju institūts ir pārbaudījis Beijing Iron Man Technology izstrādāto biomimetisko šūnveida alumīnija konstrukciju, samazinot divkājainā robota rumpja svaru par 30 % un palielinot tā lieces stingrību par 40 %. Konstrukcijā izmantots 7075-T6 aviācijas alumīnijs, un, izmantojot biomimetisko konstrukciju, tā sasniedz īpatnējo stingrību 12 GPa · m³/kg. To plānots izmantot kosmosa stacijas apkopes robotam, kas tiks palaists 2025. gada 4. ceturksnī.

 
Šie tehnoloģiskie sasniegumi veicina alumīnija izmantošanu humanoīdu robotos vienā mašīnā no 20 kg/vienības 2024. gadā līdz 28 kg/vienības 2025. gadā, un arī augstas klases alumīnija piemaksas likme ir pieaugusi no 15% līdz 35%.

 
Rūpniecības un informācijas tehnoloģiju ministrijai ieviešot “Vadošos atzinumus par humanoīdu robotu nozares inovatīvu attīstību”, alumīnija materiālu inovācija vieglo un funkcionālo integrāciju jomā turpinās paātrināties. 2024. gada jūlijā Rūpniecības un informācijas tehnoloģiju ministrija publicēja “Vadošos atzinumus par humanoīdu robotu nozares inovatīvu attīstību”, kuros skaidri norādīts mērķis “izlauzties cauri vieglo materiālu un precīzas ražošanas procesiem”, un alumīnija sakausējumu precīzas formēšanas tehnoloģija iekļauta galveno pētniecības un attīstības virzienu sarakstā.

 
Vietējā līmenī Šanhaja 2024. gada novembrī izveidos īpašu 2 miljardu juaņu fondu, lai atbalstītu humanoīdu robotu pamatmateriālu, tostarp augstas veiktspējas alumīnija materiālu, izpēti un industrializāciju.

 
Akadēmiskajā jomā 2025. gada janvārī tika apstiprināta Harbinas Tehnoloģiju institūta un Ķīnas Alumīnija pētniecības institūta kopīgi izstrādātā “biomimētiskā šūnveida alumīnija struktūra”. Šī struktūra var samazināt robota rumpja svaru par 30 %, vienlaikus uzlabojot lieces stingrību par 40 %. Saistītie sasniegumi ir nonākuši patentu industrializācijas stadijā.

Saskaņā ar GGII Robotikas institūta datiem, globālais alumīnija patēriņš humanoīdu robotiem 2024. gadā būs aptuveni 12 000 tonnu, un tirgus apjoms būs 1,8 miljardi juaņu. Pieņemot, ka viena humanoīda robota alumīnija patēriņš ir 20–25 kg (kas veido 30–40 % no mašīnas kopējā svara), pamatojoties uz aplēstajām globālajām piegādēm 5 miljonu vienību apmērā līdz 2030. gadam, alumīnija pieprasījums pieaugs līdz 100 000–125 000 tonnām, kas atbilst aptuveni 15–18 miljardu juaņu tirgus apjomam ar salikto gada pieauguma tempu 45 %.

 
Runājot par cenu, kopš 2024. gada otrās puses augstas klases alumīnija materiālu, kas paredzēti robotiem (piemēram, aviācijas klases alumīnija plātnes un augstas siltumvadītspējas liešanas alumīnijs), piemaksas likme ir palielinājusies no 15% līdz 30%. Dažu pielāgotu produktu vienības cena pārsniedz 80 000 juaņu/tonnu, kas ir ievērojami augstāka nekā rūpniecisko alumīnija materiālu vidējā cena (22 000 juaņu/tonna).

 
Tā kā humanoīdu roboti attīstās ar ātrumu vairāk nekā 60% gadā, alumīnijs ar savu nobriedušo rūpniecisko ķēdi un nepārtraukti optimizētu veiktspēju pāriet no tradicionālās ražošanas uz augstas pievienotās vērtības ceļu. Saskaņā ar Toubao pētniecības institūta datiem, no 2025. līdz 2028. gadam Ķīnas alumīnija tirgus robotiem veidos 40–50% no pasaules tirgus daļas, un vietējo uzņēmumu tehnoloģiskie sasniegumi precīzās formēšanas, virsmas apstrādes un citos aspektos kļūs par galvenajiem ieguvējiem un zaudētājiem.