中國粉體網訊 在科技飛速發展的當下，人形機器人正逐步從科幻走向現實，服務型機器人現身酒店餐廳，工業機器人助力產線完成復雜任務。它們能模仿人類動作、實現互動交流，而這一切功能的背后，制造材料起著關鍵作用。
鋁合金
金屬材料是機器人骨骼與關節的核心構成材料。鋁合金密度僅為鋼鐵三分之一，強度卻接近高合金鋼，比剛度超鋼，既減輕機器人重量、降低能耗，又能保證結構穩定，輕松應對工業機器人機械臂搬運重物的需求。其良好的鑄造、塑性加工性能，可通過多種工藝制成復雜零部件，導電導熱性利于信號傳輸和散熱，耐腐蝕性則能延長使用壽命。
膝關節傳動部件采用鋁材制造的人形機器人 來源：波士頓動力
鈦合金
鈦合金強度與鋼相當，密度僅為鋼的60%，耐腐蝕性和高溫性能出色，是高端機器人關鍵部件的理想之選，在關節部位用它能承受壓力扭矩，保證靈活性與可靠性，特斯拉Optimus Gen3的髖膝關節采用Ti-6Al-4V齒輪組件，結合3D打印的空心結構設計，使單個關節零件重量減輕約40%，而且疲勞壽命是傳統不銹鋼的3倍。在骨架結構上，波士頓動力Atlas V11的脊柱支撐架采用網狀鈦合金框架，在保持25kg負載能力下，將整體剛性提升18%。
Optimus Gen3 來源：特斯拉
工程塑料
塑料材料為機器人賦予輕盈“身軀”，工程塑料如ABS、聚碳酸酯，重量輕、成本低，成型工藝多樣，注塑成型可制復雜外殼兼顧美觀與防護，擠出成型能造細長桿件提升效率，助力降低機器人制造成本，增強市場競爭力。
PEEK材料作為特種工程塑料，比強度遠遠高于鋁合金，且耐熱、耐磨、耐輻照，能在保證性能的同時為機器人減重，提升能效與負載能力，特斯拉Optimus二代人形機器人用其減重10公斤，行走速度提升30%。
PEEK可適用部位 來源：特斯拉，民生證券研究院
復合材料
復合材料帶來“強與輕”的突破。碳纖維復合材料密度僅為鋼材的1/3，強度遠高于多數金屬，這種輕且強的特性能顯著減輕機器人自重，提升運動效率與靈活性。其高剛度、耐疲勞、耐腐蝕、耐高溫、熱膨脹系數低的特點，讓機械臂和關節長期使用不易變形損壞，適應惡劣環境，保證溫度變化下的運動精度。
碳納米管復合材料也潛力巨大，強度是鋼的200倍，重量僅為鋼的1/6，可制框架、關節減輕重量。在傳感器領域，它能造高靈敏度柔性觸覺傳感器和高性能力傳感器，助力機器人精細操作；在驅動器領域，可制電化學致動器模擬人類肌肉驅動，目前雖應用較少，但未來前景廣闊。
柔性觸覺傳感器應用于靈巧手 來源:漢威科技
材料選擇需綜合權衡強度、剛度、重量、耐用性與成本。工業機器人需高強度耐用材料，家庭服務機器人更重靈活性與環保性，工程師需依設計需求和應用場景抉擇，打造高性能、高性價比的機器人。
隨著材料科學進步，未來人形機器人有望在醫療、教育、家庭等領域發揮更大作用。相信材料創新將為機器人世界帶來無限可能，我們拭目以待。
參考來源:
特斯拉、漢威科技官網
張麗.聚醚醚酮市場分析及發展趨勢
國海證券《新材料產業深度報告：人形機器人量產在即，新材料藍海廣闊——新材料產業框架四》
(中國粉體網編輯整理/月明)
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