有色金屬行業人形機器人材料需求專題：人形機器人輕量化邁向“鎂”好.pdf

有色金屬行業人形機器人材料需求專題：人形機器人輕量化邁向“鎂”好。人形機器人快速迭代，輕量化大勢所趨。人形機器人早期發展可追溯至 1960-90 年代，技術進步提升了機器人的認知能力，使其能夠獨立、穩定地執行 復雜動作，加之 AI 的快速發展，機器人大腦智能化程度大幅提升。人形機器人 由感知、決策、控制、執行四大模塊構成，其中執行模塊在控制器的指揮下驅動 機器人的肢體運動，類似于人的肌肉。人形機器人以能夠像人類一樣執行大部分 動作為目標，因此對其靈活性要求較高。輕量化設計可以減少機器人各部件的重 量，從而降低驅動系統所需的力矩和功率，能夠發揮出更大的承載力，輕量化將 有助于機器人降低功耗、延長壽命等，對機器人性能及商業化落地至關重要。

鎂是輕量化理想材料，在機器人中應用逐漸打開。鎂的價格優勢凸顯：常見 的輕量化材料包括鋁、鎂、PEEK 材料等，鎂同另外兩類材料相比，價格優勢已 經凸顯，鎂鋁比常年落在1.1到1.3之間，截至2025年1月17日，鎂鋁比為 0.877，低于合理區間，而 PEEK材料價格遠遠高于鋁鎂。鎂的性能更加優秀：鎂 的密度更低，同體積比鋁合金重量減少三分之一，此前在汽車上的應用已快速打 開，其作為輕量化材料，在減震性能和散熱性能方面更為優秀，亦十分契合機器 人的功能訴求。當前鎂合金牌號或可應用于機器人殼體等部件，如AD91D鎂合 金密度只有1.7kg/m3，是鋁的2/3，鋼的1/4，強度高于鋁合金鋼，比剛度接近 鋁合金鋼，能夠承受一定的負荷，具有良好的鑄造性和尺寸穩定性以及良好的阻 尼系數，減震量大于鋁合金和鑄鐵。鎂金屬在機器人中的應用逐漸打開，提升了 機器人的性能：寶武鎂業和埃斯頓機器人率先推出鎂合金工業機器人新品“ER4 550-MI”，不僅提升了5%的節拍速度，在減震、電磁屏蔽和散熱方面表現卓越， 從而增強了穩定性。同時能耗降低了10%，顯著提高了運行效率。

機器人應用有望拉動鎂用量大幅提升。工業機器人正在快速發展，2023年 全球工業機器人裝機量已經達到 54 萬臺，與 2015 年 25 萬臺相比，增長了 116%。而我國的增速明顯更快，國家統計局數據顯示，我國 2024 年工業機器 人產量達到了53 萬臺/套，同比增長40%。我們測算了寶武鎂業推出的鎂合金 機器人鎂用量為 4.97 千克左右，并將其作為工業機器人平均單機用量，測算當 前完全用鎂替代情況下工業機器人或能拉動2683噸鎂消費量，未來若在更大尺 寸等機器人型號上運用，遠期對鎂合金的拉動或能達到萬噸以上。人形機器人量 產在即，我們測算電機外殼及身體部分外殼或可拉動13.7千克/臺（套）鎂金屬 用量，以100萬套出貨量計算，人形機器人遠期將拉動1.37萬噸鎂金屬消費量。 若未來在機器人其他同樣實現鎂金屬替代，則有望進一步拉動對鎂合金用量。