【原创】镁材:人形机器人轻量化的新选择
中国粉体网 2025/8/6 15:15:07 点击 6529 次
导读镁材正逐渐成为人形机器人领域的“潜力股”

中国粉体网讯  在人形机器人追求轻量化的浪潮中,材料的选择至关重要。目前常见的轻量化材料有铝、镁、聚醚醚酮(PEEK)和碳纤维材料。其中,镁凭借出色的性能和性价比,正逐渐成为人形机器人领域的“潜力股”。​

 

镁材:轻量化材料中的佼佼者

 

提到轻量化,很多人首先会想到铝。确实,在汽车领域,铝的应用十分广泛。根据阿拉丁测算,2024年新能源车单车用铝量已达218.88kg,传统燃油车到2025年单车用铝量约180.04kg。但和镁比起来,铝在轻量化效果上还是稍逊一筹。​


镁的密度约1.8g/cm³,而铝的密度是2.7g/cm³,也就是说相同体积下,镁比铝轻了三分之一。这对于追求轻量化的人形机器人来说,是个巨大的优势,如果机器人的机身用镁来做,整体重量能大幅降低,运动起来会更加灵活。​

 

有人可能会说,PEEK材料的轻量化效果也很好啊。没错,碳纤增强的PEEK复合材料密度更低,机械强度也很高,甚至超过了钢铁。但PEEK的价格实在太高了,全球龙头英国威格斯的售价在50万/吨以上,就算是国产的中研股份,价格也在30万/吨以上,比镁和铝高出10倍还多。

 

 

轻量化材料与传统材料的参数对比 来源:民生证券研究院

 

除了轻量化和价格优势,镁还有两个很棒的特性:减震性能和散热性能。​

 

在减震方面,镁是阻尼性能最好的结构材料。人形机器人在工作时,难免会涉及取放物品,甚至是液体,这就对减震有要求。用镁做的部件能有效控制噪音,增强结构稳定性,就像汽车方向盘用镁合金后,舒适度和稳定性都提升了不少。​

 

散热方面,镁合金也比铝合金更出色。AZ91D镁合金的导热系数是54W/mK,A380铝合金是100W/mK。别看铝合金的导热系数高,但镁合金制作的散热片,根部和顶部的温度差更大,能加速空气对流,散热效率更高。这对人形机器人来说太重要了,因为机器人内部的驱动电机在工作时会产生大量热量,散热好才能保证机器人正常运行。​

 

镁材在人形机器人上的用武之地

 

有了汽车轻量化的成功经验,镁合金在人形机器人上的应用也充满希望。在汽车上,AZ91D和AM60B这两个牌号的镁合金占了汽车用镁合金的90%,它们在人形机器人上也能发挥大作用。​

 

AZ系列的镁合金力学性能、铸造性能和耐蚀性能都不错,很适合制造形状复杂的薄壁压铸件,人形机器人的壳体就很适合用AZ91D来做,机器人的外壳需要保护内部零件,还要轻便、耐用,AZ91D完全能满足这些要求。

AM系列的镁合金则多用于制造经受冲击载荷、安全性较高的部件。在人形机器人身上,一些需要承受冲击力的关节部位,或许就可以用到AM系列镁合金,能让机器人在运动过程中更安全可靠。​

另外,镁合金还有很好的回收性能,符合环保的趋势。在机器人更新换代后,这些镁合金部件可以回收再利用,减少资源浪费。​

 

 

ER4-550-MI镁合金工业机器人 来源:埃斯顿自动化官网

 

展望

 

随着人形机器人量产的脚步越来越近,对轻量化材料的需求也会越来越大。镁合金轻量化效果比铝合金好,价格比PEEK复合材料有优势,性价比凸显,很可能成为人形机器人轻量化材料的首选。

想想看,当人形机器人用上镁合金,重量减轻了,运动起来更灵活,续航时间也能延长。在工业生产中,它可以更高效地完成各种任务;在服务领域,它能更轻松地陪伴老人、照顾病人。

 

当然,镁合金在人形机器人上的应用还需要不断探索和完善。比如,如何进一步提升它的耐腐蚀性,让它在不同环境下都能稳定工作;如何优化加工工艺,降低生产成本,让更多的机器人能用上镁合金部件。​

 

但不可否认的是,有了汽车领域的成功案例,镁合金在人形机器人领域的前景十分广阔。它或许会像改变汽车行业一样,为人形机器人的发展带来一场轻量化的革命,让这些智能机器人更好地融入我们的生活,为我们提供更多的便利。​

 

参考来源:

宇树科技、埃斯顿自动化官网

民生证券《人形机器人材料需求系列报告之一,人形机器人轻量化迈向“镁”好》

刘川.连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的制备及性能研究

崔小明.特种工程塑料聚醚醚酮的开发与应用

 

(中国粉体网编辑整理/月明)

注:图片非商业用途,存在侵权告知删除!

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