人形機器人已從實驗室走向商業(yè)化量產(chǎn)，輕量化與結構強度的平衡成為核心挑戰(zhàn)。

作為兼具輕質(zhì)、高強度和耐腐蝕特性的金屬材料，鋁正在人形機器人的關節(jié)、骨架、傳動系統(tǒng)及外殼等關鍵部位實現(xiàn)規(guī)?；瘽B透。

截至2024年底，全球人形機器人行業(yè)對鋁合金的需求量同比激增62%，成為繼新能源汽車后的又一鋁材應用爆發(fā)領域。

鋁合金的綜合性能使其成為人形機器人金屬材料的首選。其密度僅為鋼的1/3，卻能通過合金配比和工藝優(yōu)化實現(xiàn)與部分鋼材相當?shù)膹姸?。例如?系航空鋁（7075-T6）的比強度（強度/密度比）可達200 MPa/(g/cm³)，優(yōu)于多數(shù)工程塑料，且在散熱性、電磁屏蔽性方面表現(xiàn)優(yōu)異。

在特斯拉Optimus-Gen2的迭代中，其四肢骨架采用鋁鎂合金減重15%，同時通過拓撲優(yōu)化設計保持結構剛性；波士頓動力的Atlas機器人則使用高強度鋁材打造膝關節(jié)傳動部件，以應對高頻率跳躍帶來的沖擊。此外，優(yōu)必選Walker X的散熱系統(tǒng)采用壓鑄鋁殼體，利用鋁的高導熱系數(shù)（約200 W/m·K）實現(xiàn)高效熱管理。

當前，鋁在人形機器人領域的技術迭代持續(xù)加速，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)涌現(xiàn)出多項突破性進展：

1. ?高強度鋁合金材料的性能躍升

立中集團（300428）繼2024年9月發(fā)布抗拉強度450MPa的鋁硅合金后，其研發(fā)的機器人專用7xxx系鋁合金于2025年1月通過航天級認證。該材料通過微合金化技術將屈服強度提升至580MPa，同時保持5%的延伸率，成功應用于傅利葉智能的仿生膝關節(jié)模組，較傳統(tǒng)鈦合金方案減重32%。而明泰鋁業(yè)（601677）開發(fā)的全鋁立柱本體材料，采用噴射沉積成形工藝，將散熱器鋁材的導熱系數(shù)提升至240W/(m·K)，已批量供應宇樹科技H1人形機器人的驅(qū)動系統(tǒng)。

2. ?一體化壓鑄技術的工業(yè)級突破

文燦股份（603348）在重慶基地投產(chǎn)的全球首條9800T兩板式超級壓鑄產(chǎn)線，將人形機器人骨架制造周期從72小時壓縮至18小時。其研發(fā)的仿生脊柱骨架組件通過拓撲優(yōu)化設計，使焊接點減少72%，結構強度達到800MPa級，且良率穩(wěn)定在95%以上。該技術已獲得北美客戶訂單，墨西哥工廠正在建設中。廣東鴻圖（002101）則開發(fā)出薄壁壓鑄鋁外殼，壁厚僅1.2mm卻實現(xiàn)30kN的抗沖擊性能，應用于優(yōu)必選Walker X的胸腔防護結構。

3. ?精密加工與功能復合化創(chuàng)新

南山鋁業(yè)（600219）聯(lián)合上海交通大學輕合金國家工程中心，于2025年2月發(fā)布納米強化鋁基復合材料。該材料通過碳化硅納米顆粒彌散強化，將熱膨脹系數(shù)降至8×10??/℃，成功解決伺服電機散熱不均導致的精度漂移問題，已導入特斯拉Optimus Gen3供應鏈。而銀邦股份（300337）研發(fā)的鋁-石墨烯復合電磁屏蔽層，在10GHz頻段屏蔽效能達70dB，厚度僅0.25mm，應用于波士頓動力Atlas的頭部傳感器陣列。

4. ?再生鋁技術的低碳突破

中國鋁業(yè)（601600）新建的電子級再生鋁純化生產(chǎn)線，可將廢鋁中的銅、鐵雜質(zhì)含量控制在5ppm以下，生產(chǎn)的再生鋁材碳足跡較原生鋁降低78%。該技術已通過歐盟《關鍵原材料法案》認證，預計2025年Q2開始向智元機器人供應LCA（全生命周期）達標鋁材。

5. ?跨領域技術融合應用

在航天級場景拓展中，北京鋼鐵俠科技開發(fā)的仿生蜂窩鋁結構通過哈工大驗證，使雙足機器人軀干減重30%的同時，抗彎剛度提升40%。該結構采用7075-T6航空鋁，通過仿生學設計實現(xiàn)12GPa·m³/kg的比剛度，計劃用于2025年Q4發(fā)射的太空站維護機器人。

這些技術突破正推動鋁材在人形機器人中的單機用量從2024年的20kg/臺提升至2025年的28kg/臺，高端鋁材溢價率也由15%攀升至35%。

隨著工信部《人形機器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展指導意見》的落地，鋁材在輕量化、功能集成領域的創(chuàng)新將持續(xù)加速。2024年7月，工信部發(fā)布《人形機器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展指導意見》，明確提出“突破輕量化材料及精密制造工藝”的目標，并將鋁合金精密成型技術列入重點攻關清單。

地方層面，上海市于2024年11月設立20億元專項基金，支持人形機器人核心材料（含高性能鋁材）的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。

學術領域，哈爾濱工業(yè)大學與中鋁研究院聯(lián)合開發(fā)的“仿生蜂窩鋁結構”于2025年1月通過驗證，該結構可使機器人軀干減重30%的同時提升抗彎剛度40%，相關成果已進入專利產(chǎn)業(yè)化階段。

根據(jù)高工機器人研究所（GGII）數(shù)據(jù)，2024年全球人形機器人用鋁量約為1.2萬噸，市場規(guī)模達18億元。假設單臺人形機器人鋁材用量為20-25kg（占整機重量30%-40%），按2030年全球500萬臺出貨量估算，鋁材需求將攀升至10萬-12.5萬噸，對應市場規(guī)模約150億-180億元，年復合增長率達45%。

價格層面，2024年下半年以來，機器人用高端鋁材（如航空級鋁板、高導熱壓鑄鋁）的溢價率已從15%提升至30%，部分定制化產(chǎn)品單價超8萬元/噸，顯著高于工業(yè)鋁材均價（2.2萬元/噸）。

當人形機器人以每年超60%的速度迭代時，鋁憑借其成熟的產(chǎn)業(yè)鏈和持續(xù)優(yōu)化的性能，正從傳統(tǒng)制造業(yè)跨入高附加值賽道。據(jù)頭豹研究院預測，2025-2028年，中國機器人用鋁市場將占全球份額的40%-50%，本土企業(yè)在精密成型、表面處理等環(huán)節(jié)的技術突破將成為關鍵勝負手。