Roboti za humanoid zimehama kutoka kwa maabara hadi uzalishaji wa wingi wa kibiashara, na kusawazisha uzani mwepesi na nguvu za kimuundo imekuwa changamoto kuu.

 
Kama nyenzo ya chuma inayochanganya uzani mwepesi, nguvu ya juu, na upinzani wa kutu, alumini inafanikisha kupenya kwa kiwango kikubwa katika sehemu muhimu kama vile viungio, mifupa, mifumo ya upokezaji na makombora ya roboti za humanoid.

 
Kufikia mwisho wa 2024, mahitaji ya kimataifa yaaloi za aluminikatika tasnia ya roboti ya humanoid imeongezeka kwa 62% mwaka hadi mwaka, na kuwa uwanja mwingine wa kulipuka kwa utumiaji wa alumini baada ya magari mapya ya nishati.

 
Utendaji wa kina wa aloi ya alumini huifanya nyenzo ya chuma inayopendelewa kwa roboti za humanoid. Uzito wake ni theluthi moja tu ya chuma, lakini inaweza kufikia nguvu kulinganishwa na chuma fulani kupitia uwiano wa aloi na uboreshaji wa mchakato. Kwa mfano, nguvu mahususi (uwiano wa nguvu/wiani) wa alumini ya anga ya mfululizo 7 (7075-T6) inaweza kufikia MPa 200/(g/cm ³), ambayo ni bora kuliko plastiki nyingi za kihandisi, na hufanya vyema katika kusambaza joto na ulinzi wa sumakuumeme.

 
Katika marudio ya Tesla Optimus-Gen2, mifupa yake ya kiungo hupunguzwa kwa 15% kwa kutumia aloi ya magnesiamu ya alumini, huku ikidumisha ugumu wa muundo kupitia muundo wa uboreshaji wa topolojia; Roboti ya Atlas ya Boston Dynamics hutumia alumini ya nguvu ya juu kuunda vipengee vya upitishaji vya goti ili kukabiliana na athari za kuruka kwa masafa ya juu. Kwa kuongeza, mfumo wa baridi wa Ubiquitous Walker X hupitisha shell ya alumini ya die cast, ambayo hutumia conductivity ya juu ya joto ya alumini (takriban 200 W / m · K) ili kufikia usimamizi bora wa joto.
Hivi sasa, uboreshaji wa kiteknolojia wa alumini katika uwanja wa roboti za humanoid unaendelea kuharakisha, na mafanikio mengi yameibuka katika viungo mbalimbali vya mlolongo wa tasnia:

1. Utendaji mrukaji wa nguvu ya juualoi ya alumininyenzo
Kufuatia kutolewa kwa aloi ya silicon ya alumini yenye nguvu ya mvutano ya 450MPa mnamo Septemba 2024, Lizhong Group (300428) imepata uthibitisho wa daraja la anga ya angani kwa aloi yake ya mfululizo wa 7xxx iliyoundwa mahususi kwa roboti mnamo Januari 2025. Nyenzo hii imeongeza nguvu yake ya kutoa mavuno hadi 58% ya kudumisha teknolojia ya elektroni. rate, na imetumika kwa mafanikio kwa moduli ya pamoja ya goti la biomimetic ya Fourier Intelligence, kupunguza uzito kwa 32% ikilinganishwa na miyeyusho ya aloi ya titani ya jadi. Nyenzo zote za safu wima ya alumini iliyotengenezwa na Mingtai Aluminium Industry (601677) hutumia teknolojia ya kutengeneza uwekaji wa dawa ili kuongeza upitishaji joto wa nyenzo ya alumini ya radiator hadi 240W/(m · K), na imetolewa kwa wingi kama mfumo wa uendeshaji wa roboti H1 ya humanoid ya Yushu Technology.

 
2. Mafanikio ya kiwango cha viwanda katika teknolojia jumuishi ya utumaji kifo
Laini ya kwanza ya uzalishaji duniani ya 9800T two plate super die-casting iliyoanza kutumika na Wencan Corporation (603348) katika kituo chake cha Chongqing imebana mzunguko wa utengenezaji wa mifupa ya roboti ya humanoid kutoka saa 72 hadi saa 18. Sehemu ya mifupa ya uti wa mgongo wa kibayometriki iliyotengenezwa nayo imeboreshwa kupitia muundo wa topolojia, kupunguza sehemu za kulehemu kwa 72%, kufikia nguvu ya kimuundo ya 800MPa, na kudumisha kiwango cha mavuno cha zaidi ya 95%. Teknolojia hii imepokea maagizo kutoka kwa wateja wa Amerika Kaskazini na kiwanda nchini Mexico kinajengwa kwa sasa. Guangdong Hongtu (002101) imeunda ganda la alumini yenye ukuta mwembamba na unene wa ukuta wa 1.2mm pekee lakini kufikia upinzani wa athari wa 30kN, ambayo inatumika kwenye muundo wa ulinzi wa kifua wa Uber Walker X.

3. Innovation katika machining usahihi na ushirikiano wa kazi
Sekta ya Alumini ya Nanshan (600219), kwa ushirikiano na Kituo cha Kitaifa cha Uhandisi cha Aloi za Mwanga katika Chuo Kikuu cha Shanghai Jiao Tong, itatoa nyenzo zenye mchanganyiko wa alumini iliyoimarishwa nano mnamo Februari 2025. Nyenzo hii inaimarishwa kwa kutawanya nanoparticles za silicon carbide, kupunguza mgawo wa upanuzi wa joto hadi 8 ×⃄⁶ kwa ufanisi 10 × tatizo la drift la usahihi linalosababishwa na utaftaji wa joto usio sawa wa motors za servo. Imeletwa kwenye mnyororo wa usambazaji wa Tesla Optimus Gen3. Safu ya ulinzi wa sumakuumeme ya alumini ya graphene iliyotengenezwa na Yinbang Co., Ltd. (300337) ina ufanisi wa ulinzi wa 70dB katika bendi ya masafa ya GHz 10 na unene wa 0.25mm pekee, ambayo inatumika kwa safu ya sensor ya kichwa ya Boston Dynamics Atlas.

 
4. Ufanisi mdogo wa kaboni ya teknolojia ya alumini iliyorejeshwa
Laini mpya ya kielektroniki iliyojengwa upya ya utakaso wa alumini ya Shirika la Alumini ya Uchina (601600) inaweza kudhibiti uchafu wa shaba na chuma kwenye alumini taka chini ya 5ppm, na kupunguza kiwango cha kaboni cha alumini iliyosindikwa kwa 78% ikilinganishwa na alumini ya msingi. Teknolojia hii imethibitishwa na Sheria ya Malighafi Muhimu ya Umoja wa Ulaya na inatarajiwa kusambaza vifaa vya alumini vinavyotii LCA (mzunguko kamili wa maisha) kwa roboti za Zhiyuan kuanzia mwaka wa 2 wa 2025.

5. Ujumuishaji wa teknolojia ya nidhamu na matumizi
Katika upanuzi wa hali ya kiwango cha anga, muundo wa alumini ya sega la asali la biomimetic uliotengenezwa na Beijing Iron Man Technology umethibitishwa na Taasisi ya Teknolojia ya Harbin, na kupunguza uzito wa torso ya roboti yenye miguu miwili kwa 30% na kuongeza ugumu wake wa kupinda kwa 40%. Muundo huu unachukua alumini ya anga ya 7075-T6 na kufikia ugumu mahususi wa 12GPa · m ³/kg kupitia muundo wa biomimetic. Imepangwa kutumika kwa roboti ya matengenezo ya kituo cha anga iliyozinduliwa mnamo Q4 2025.

 
Mafanikio haya ya kiteknolojia yanaendesha matumizi ya mashine moja ya alumini katika roboti za humanoid kutoka 20kg/unit mwaka 2024 hadi 28kg/unit mwaka 2025, na kiwango cha malipo ya alumini ya hali ya juu pia kimepanda kutoka 15% hadi 35%.

 
Kwa utekelezaji wa "Maoni Mwongozo juu ya Maendeleo ya Ubunifu wa Sekta ya Robot ya Humanoid" na Wizara ya Viwanda na Teknolojia ya Habari, uvumbuzi wa vifaa vya alumini katika nyanja za ujumuishaji nyepesi na wa kazi utaendelea kuharakisha. Mnamo Julai 2024, Wizara ya Viwanda na Teknolojia ya Habari ilitoa "Maoni Elekezi juu ya Ukuzaji Ubunifu wa Sekta ya Roboti ya Humanoid", ambayo ilisema wazi lengo la "kuvunja nyenzo nyepesi na michakato ya utengenezaji wa usahihi", na kujumuisha teknolojia ya uundaji wa aloi ya alumini katika orodha muhimu ya utafiti na maendeleo.

 
Katika ngazi ya ndani, Shanghai itaanzisha hazina maalum ya yuan bilioni 2 mwezi Novemba 2024 ili kusaidia utafiti na ukuzaji wa viwanda wa nyenzo za msingi za roboti za humanoid, ikiwa ni pamoja na vifaa vya alumini ya utendaji wa juu.

 
Katika uwanja wa kitaaluma, "muundo wa alumini ya asali ya biomimetic" iliyoandaliwa kwa pamoja na Taasisi ya Teknolojia ya Harbin na Taasisi ya Utafiti ya Alumini ya China iliidhinishwa Januari 2025. Muundo huu unaweza kupunguza uzito wa torso ya robot kwa 30% huku ukiboresha ugumu wa kupinda kwa 40%. Mafanikio yanayohusiana yameingia katika hatua ya ukuzaji wa hati miliki.

Kulingana na Taasisi ya GGII ya Roboti, matumizi ya aluminium duniani kwa roboti za humanoid yatakuwa takriban tani 12,000 mwaka wa 2024, na ukubwa wa soko wa yuan bilioni 1.8. Kwa kudhani kuwa matumizi ya alumini ya roboti moja ya binadamu ni 20-25kg (idadi ya 30% -40% ya uzito wa jumla wa mashine), kulingana na makadirio ya usafirishaji wa kimataifa wa vitengo milioni 5 ifikapo 2030, mahitaji ya alumini yatapanda hadi tani 100000-125000, sawa na kiwango cha ukuaji wa yu 51 ya kila mwaka, sawa na ukuaji wa soko wa 51. 45%.

 
Kwa upande wa bei, tangu nusu ya pili ya 2024, kiwango cha juu cha vifaa vya alumini ya hali ya juu kwa roboti (kama vile sahani za alumini ya kiwango cha anga na alumini ya juu ya conductivity ya mafuta) imeongezeka kutoka 15% hadi 30%. Bei ya kitengo cha baadhi ya bidhaa zilizobinafsishwa inazidi yuan 80000/tani, juu sana kuliko bei ya wastani ya vifaa vya alumini vya viwandani (yuan 22000/tani).

 
Roboti za humanoid zinavyozidi kuongezeka kwa kasi ya zaidi ya 60% kwa mwaka, alumini, pamoja na msururu wake wa kiviwanda uliokomaa na utendakazi bora unaoendelea, inabadilika kutoka utengenezaji wa jadi hadi wimbo wa juu wa ongezeko la thamani. Kulingana na Taasisi ya Utafiti ya Toubao, kuanzia 2025 hadi 2028, soko la aluminium la China la roboti litachangia 40% -50% ya hisa ya soko la kimataifa, na mafanikio ya kiteknolojia ya makampuni ya ndani katika uundaji wa usahihi, matibabu ya uso, na vipengele vingine vitakuwa washindi na wapoteza.