Humanoidné roboty sa presunuli z laboratórií do komerčnej hromadnej výroby a vyváženie nízkej hmotnosti a štrukturálnej pevnosti sa stalo kľúčovou výzvou.

 
Ako kovový materiál, ktorý kombinuje nízku hmotnosť, vysokú pevnosť a odolnosť proti korózii, hliník dosahuje rozsiahle prenikanie do kľúčových častí, ako sú kĺby, kostry, prevodové systémy a škrupiny humanoidných robotov.

 
Ku koncu roka 2024 sa celosvetový dopyt pohliníkové zliatinyv odvetví humanoidných robotov medziročne vzrástol o 62 % a stal sa ďalším explozívnym odvetvím pre aplikácie hliníka po vozidlách s novou energiou.

 
Vďaka komplexnému výkonu je hliníková zliatina preferovaným kovovým materiálom pre humanoidných robotov. Jej hustota je len tretinou hustoty ocele, ale vďaka pomeru legovania a optimalizácii procesu môže dosiahnuť pevnosť porovnateľnú s niektorými oceľami. Napríklad špecifická pevnosť (pomer pevnosti a hustoty) leteckého hliníka série 7 (7075-T6) môže dosiahnuť 200 MPa/(g/cm³), čo je lepšie ako väčšina technických plastov a dobre sa vyznačuje odvodom tepla a elektromagnetickým tienením.

 
V iterácii Tesla Optimus-Gen2 je kostra končatín znížená o 15 % pomocou hliníkovo-horčíkovej zliatiny, pričom sa zachováva štrukturálna tuhosť prostredníctvom optimalizácie topológie; robot Atlas od spoločnosti Boston Dynamics používa vysokopevnostný hliník na vytvorenie komponentov prenosu kolenných kĺbov, aby sa vyrovnal s nárazmi vysokofrekvenčných skokov. Chladiaci systém robota Ubiquitous Walker X navyše využíva plášť z tlakovo liateho hliníka, ktorý využíva vysokú tepelnú vodivosť hliníka (približne 200 W/m · K) na dosiahnutie efektívneho tepelného manažmentu.
V súčasnosti sa technologický vývoj hliníka v oblasti humanoidných robotov neustále zrýchľuje a v rôznych článkoch priemyselného reťazca sa objavilo viacero prelomov:

1. Skok vo výkone vďaka vysokej pevnostihliníková zliatinamateriály
Po uvedení hliníkovo-kremíkovej zliatiny s pevnosťou v ťahu 450 MPa v septembri 2024 získala spoločnosť Lizhong Group (300428) v januári 2025 certifikáciu leteckej kvality pre svoju hliníkovú zliatinu série 7xxx špeciálne navrhnutú pre roboty. Tento materiál zvýšil svoju medzu klzu na 580 MPa pomocou technológie mikrolegovania pri zachovaní 5 % miery predĺženia a bol úspešne použitý v biomimetickom module kolenného kĺbu od Fourierovej inteligencie, čím sa znížila hmotnosť o 32 % v porovnaní s tradičnými riešeniami z titánových zliatin. Celohliníkový materiál telesa stĺpika vyvinutý spoločnosťou Mingtai Aluminum Industry (601677) využíva technológiu nanášania striekaním na zvýšenie tepelnej vodivosti hliníkového materiálu chladiča na 240 W/(m · K) a bol dodávaný vo veľkom ako pohonný systém pre humanoidného robota H1 od spoločnosti Yushu Technology.

 
2. Prielom v oblasti integrovanej technológie tlakového liatia na priemyselnej úrovni
Spoločnosť Wencan Corporation (603348) uviedla do prevádzky prvú dvojplášťovú výrobnú linku na svete pre tlakové liatie s výkonom 9800T, ktorú uviedla do prevádzky spoločnosť Wencan Corporation (603348) vo svojej základni v Čchung-čchingu, skrátila výrobný cyklus kostry humanoidných robotov zo 72 hodín na 18 hodín. Biomimetická komponenta kostry chrbtice, ktorú vyvinula, bola optimalizovaná pomocou topologického návrhu, čím sa znížil počet zvarových bodov o 72 %, dosiahla sa štrukturálna pevnosť 800 MPa a miera klzu presiahla 95 %. Táto technológia už získala objednávky od severoamerických zákazníkov a v súčasnosti sa stavia továreň v Mexiku. Spoločnosť Guangdong Hongtu (002101) vyvinula tenkostennú plášťovú liatu hliníkovú fóliu s hrúbkou steny iba 1,2 mm, ktorá však dosahuje odolnosť proti nárazu 30 kN a ktorá sa používa na ochrannú konštrukciu hrudníka chodítka Uber Walker X.

3. Inovácie v presnom obrábaní a funkčnej integrácii
Spoločnosť Nanshan Aluminum Industry (600219) v spolupráci s Národným inžinierskym centrom pre ľahké zliatiny na Šanghajskej univerzite Jiao Tong uvedie vo februári 2025 na trh kompozitné materiály na báze hliníka vystužené nanočasticami. Tento materiál je spevnený disperziou nanočastíc karbidu kremíka, čím sa znižuje koeficient tepelnej rozťažnosti na 8 × 10⁻⁶/℃, čím sa úspešne rieši problém s driftom presnosti spôsobený nerovnomerným odvodom tepla servomotorov. Bol zavedený do dodávateľského reťazca Tesla Optimus Gen3. Elektromagnetická tieniaca vrstva z hliníkovo-grafénového kompozitu, ktorú vyvinula spoločnosť Yinbang Co., Ltd. (300337), má účinnosť tienenia 70 dB vo frekvenčnom pásme 10 GHz a hrúbku iba 0,25 mm a je aplikovaná na pole senzorov hlavy Boston Dynamics Atlas.

 
4. Prielom v oblasti nízkouhlíkovej technológie recyklovaného hliníka
Novovybudovaná výrobná linka na čistenie recyklovaného hliníka elektronickej triedy od spoločnosti Aluminum Corporation of China (601600) dokáže kontrolovať obsah nečistôt medi a železa v odpadovom hliníku pod 5 ppm a znížiť uhlíkovú stopu vyrobeného recyklovaného hliníka o 78 % v porovnaní s primárnym hliníkom. Táto technológia bola certifikovaná podľa zákona EÚ o kľúčových surovinách a očakáva sa, že bude dodávať hliníkové materiály spĺňajúce požiadavky LCA (celý životný cyklus) pre roboty Zhiyuan od 2. štvrťroka 2025.

5. Integrácia a aplikácia medziodborových technológií
V rámci scenárov rozširovania na úrovni leteckého priemyslu bola biomimetickou hliníkovou štruktúrou s včelinou plástu vyvinutou spoločnosťou Beijing Iron Man Technology overená Technologickým inštitútom v Harbine, čím sa znížila hmotnosť trupu dvojnohého robota o 30 % a zvýšila sa jeho ohybová tuhosť o 40 %. Štruktúra je vyrobená z leteckého hliníka 7075-T6 a vďaka biomimetickému dizajnu dosahuje špecifickú tuhosť 12 GPa · m³/kg. Plánuje sa jej použitie pre údržbárskeho robota vesmírnej stanice, ktorý bude vypustený v 4. štvrťroku 2025.

 
Tieto technologické objavy zvyšujú spotrebu hliníka v humanoidných robotoch z 20 kg/kus v roku 2024 na 28 kg/kus v roku 2025 a prémiová sadzba za vysoko kvalitný hliník sa tiež zvýšila z 15 % na 35 %.

 
Vďaka implementácii „Usmerňujúcich stanovísk k inovatívnemu rozvoju priemyslu humanoidných robotov“ Ministerstvom priemyslu a informačných technológií sa inovácie v oblasti hliníkových materiálov v oblasti ľahkej a funkčnej integrácie budú naďalej zrýchľovať. V júli 2024 Ministerstvo priemyslu a informačných technológií vydalo „Usmerňujúce stanoviská k inovatívnemu rozvoju priemyslu humanoidných robotov“, v ktorých jasne uviedlo cieľ „prelomiť ľahké materiály a presné výrobné procesy“ a zaradilo technológiu presného tvárnenia hliníkových zliatin do zoznamu kľúčových oblastí výskumu a vývoja.

 
Na miestnej úrovni Šanghaj v novembri 2024 zriadi špeciálny fond vo výške 2 miliárd juanov na podporu výskumu a industrializácie základných materiálov pre humanoidné roboty vrátane vysokovýkonných hliníkových materiálov.

 
V akademickej oblasti bola v januári 2025 validovaná „biomimetická hliníková štruktúra s voštinovým vzorom“, ktorú spoločne vyvinuli Technologický inštitút Harbin a Čínsky výskumný inštitút pre hliník. Táto štruktúra dokáže znížiť hmotnosť trupu robota o 30 % a zároveň zlepšiť tuhosť v ohybe o 40 %. Súvisiace úspechy vstúpili do fázy industrializácie patentov.

Podľa Inštitútu robotiky GGII bude celosvetová spotreba hliníka pre humanoidných robotov v roku 2024 približne 12 000 ton, čo predstavuje trhovú veľkosť 1,8 miliardy juanov. Za predpokladu, že spotreba hliníka jedného humanoidného robota je 20 – 25 kg (čo predstavuje 30 % – 40 % celkovej hmotnosti stroja), na základe odhadovanej globálnej dodávky 5 miliónov kusov do roku 2030, sa dopyt po hliníku zvýši na 100 000 – 125 000 ton, čo zodpovedá trhovej veľkosti približne 15 – 18 miliárd juanov, so zloženou ročnou mierou rastu 45 %.

 
Pokiaľ ide o cenu, od druhej polovice roka 2024 sa prémiová sadzba za špičkové hliníkové materiály pre roboty (ako sú hliníkové plechy leteckej kvality a tlakovo liaty hliník s vysokou tepelnou vodivosťou) zvýšila z 15 % na 30 %. Jednotková cena niektorých zákazkových produktov presahuje 80 000 juanov/tona, čo je výrazne viac ako priemerná cena priemyselných hliníkových materiálov (22 000 juanov/tona).

 
Keďže humanoidné roboty sa menia tempom viac ako 60 % ročne, hliník s jeho vyspelou priemyselnou sieťou a neustále optimalizovaným výkonom prechádza z tradičnej výroby na trh s vysokou pridanou hodnotou. Podľa výskumného inštitútu Toubao bude čínsky trh s hliníkovými robotmi v rokoch 2025 až 2028 tvoriť 40 % až 50 % svetového trhu a technologické objavy miestnych podnikov v oblasti presného lisovania, povrchových úprav a ďalších aspektov sa stanú kľúčovými víťazmi aj porazenými.