Humanoidirobotit ovat siirtyneet laboratorioista kaupalliseen massatuotantoon, ja keveyden ja rakenteellisen lujuuden tasapainottamisesta on tullut keskeinen haaste.

 
Keveyden, lujuuden ja korroosionkestävyyden yhdistävänä metallimateriaalina alumiini saavuttaa laajamittaisen tunkeutumisen keskeisiin osiin, kuten niveliin, luurankoihin, voimansiirtojärjestelmiin ja humanoidirobottien kuoriin.

 
Vuoden 2024 loppuun mennessä maailmanlaajuinen kysyntäalumiiniseoksethumanoidirobottiteollisuus on kasvanut 62 % edellisvuodesta, ja siitä on tullut uusi räjähdysherkkä alumiinisovellusten ala uusien energialähteiden jälkeen.

 
Alumiiniseoksen kattava suorituskyky tekee siitä ensisijaisen metallimateriaalin humanoidiroboteille. Sen tiheys on vain kolmasosa teräksen tiheydestä, mutta seossuhteen ja prosessin optimoinnin avulla sillä voidaan saavuttaa joidenkin terästen kaltainen lujuus. Esimerkiksi 7-sarjan ilmailualumiinin (7075-T6) ominaislujuus (lujuus/tiheyssuhde) voi olla jopa 200 MPa/(g/cm³), mikä on useimpia teknisiä muoveja parempi ja toimii hyvin lämmönpoistossa ja sähkömagneettisessa suojauksessa.

 
Tesla Optimus-Gen2:n iteraatiossa sen raajan runkoa on pienennetty 15 % käyttämällä alumiinimagnesiumseosta, samalla kun rakenteellinen jäykkyys on säilytetty topologian optimoinnin avulla. Boston Dynamicsin Atlas-robotti käyttää erittäin lujaa alumiinia polvinivelen voimansiirtokomponenttien luomiseen, jotta ne selviytyisivät suurtaajuisten hyppyjen vaikutuksista. Lisäksi Ubiquitous Walker X:n jäähdytysjärjestelmässä on painevalettu alumiinikuori, joka hyödyntää alumiinin korkeaa lämmönjohtavuutta (noin 200 W/m·K) tehokkaan lämmönhallinnan saavuttamiseksi.
Tällä hetkellä alumiinin teknologinen kehitys humanoidirobottien alalla kiihtyy edelleen, ja teollisuuden ketjun eri osissa on tapahtunut useita läpimurtoja:

1. Suorituskyvyn harppaus korkean lujuuden ansiostaalumiiniseosmateriaalit
Syyskuussa 2024 julkaistun alumiini-piiseoksen, jonka vetolujuus on 450 MPa, Lizhong Group (300428) sai tammikuussa 2025 ilmailu- ja avaruusteollisuuden luokan sertifikaatin roboteille erityisesti suunnitellulle 7xxx-sarjan alumiiniseokselle. Tämän materiaalin myötölujuutta on nostettu 580 MPa:iin mikroseostusteknologian avulla säilyttäen samalla 5 %:n venymänopeuden, ja sitä on sovellettu onnistuneesti Fourier Intelligencen biomimeettiseen polvinivelmoduuliin, mikä on vähentänyt painoa 32 % perinteisiin titaaniseosratkaisuihin verrattuna. Mingtai Aluminum Industry (601677) kehittämä kokonaan alumiininen pylväsrunkomateriaali käyttää ruiskutusmenetelmää, joka nostaa jäähdyttimen alumiinimateriaalin lämmönjohtavuuden 240 W/(m · K):iin, ja sitä on toimitettu irtotavarana Yushu Technologyn H1-humanoidirobotin käyttöjärjestelmäksi.

 
2. Teollisuustason läpimurto integroidussa painevalutekniikassa
Wencan Corporationin (603348) Chongqingin tukikohdassa käyttöönottama maailman ensimmäinen 9800T-kaksilevyinen superpainevalulinja on lyhentänyt humanoidirobottien luurankojen valmistussykliä 72 tunnista 18 tuntiin. Sen kehittämää biomimeettinen selkärangan luurankokomponenttia on optimoitu topologiasuunnittelun avulla, mikä on vähentänyt hitsauspisteitä 72 %, saavuttanut 800 MPa:n rakenteellisen lujuuden ja ylläpitänyt yli 95 %:n saantoasteen. Tätä teknologiaa on tilattu pohjoisamerikkalaisilta asiakkailta, ja tehdas Meksikossa on parhaillaan rakenteilla. Guangdong Hongtu (002101) on kehittänyt ohutseinäisen, vain 1,2 mm seinämän paksuisen, painevaletun alumiinikuoren, jonka iskunkestävyys on 30 kN. Kutakin kuorta käytetään Uber Walker X:n rintakehän suojarakenteessa.

3. Innovaatio tarkkuuskoneistuksessa ja toiminnallisessa integroinnissa
Nanshan Aluminum Industry (600219) julkaisee yhteistyössä Shanghain Jiao Tong -yliopiston National Engineering Center for Light Alloysin kanssa nanovahvisteisia alumiinipohjaisia ​​komposiittimateriaaleja helmikuussa 2025. Tämä materiaali on vahvistettu dispergoimalla piikarbidin nanopartikkeleita, mikä pienentää lämpölaajenemiskerrointa 8 × 10⁻⁶/℃:iin, mikä ratkaisee onnistuneesti servomoottoreiden epätasaisen lämmönhukkautumisen aiheuttaman tarkkuusvaihteluongelman. Se on otettu käyttöön Tesla Optimus Gen3:n toimitusketjussa. Yinbang Co., Ltd.:n (300337) kehittämän alumiinigrafeenikomposiitista valmistetun sähkömagneettisen suojakerroksen suojaustehokkuus on 70 dB 10 GHz:n taajuusalueella ja paksuus vain 0,25 mm, ja sitä käytetään Boston Dynamics Atlasin pääanturiryhmässä.

 
4. Kierrätetyn alumiiniteknologian vähähiilinen läpimurto
Aluminum Corporation of Chinan (601600) äskettäin rakennettu elektroniikkalaatuisen kierrätysalumiinin puhdistuslinja pystyy pitämään alumiinijätteen kupari- ja rautaepäpuhtauksien pitoisuudet alle 5 ppm:ssä ja pienentämään tuotetun kierrätysalumiinin hiilijalanjälkeä 78 % primaarialumiiniin verrattuna. Tämä teknologia on sertifioitu EU:n keskeisten raaka-aineiden lain mukaisesti, ja sen odotetaan toimittavan LCA-yhteensopivaa (koko elinkaari) alumiinimateriaalia Zhiyuan-roboteille vuoden 2025 toisesta neljänneksestä alkaen.

5. Monialainen teknologian integrointi ja soveltaminen
Ilmailu- ja avaruusalan skenaarioiden laajentamisessa Beijing Iron Man Technologyn kehittämä biomimeettinen hunajakennomainen alumiinirakenne on Harbin Institute of Technologyn varmentama. Rakenne on vähentänyt kaksijalkaisen robotin vartalon painoa 30 % ja lisännyt sen taivutusjäykkyyttä 40 %. Rakenne on valmistettu 7075-T6-lentoalumiinista ja sen biomimeettisen suunnittelun ansiosta ominaisjäykkyys on 12 GPa · m³/kg. Sitä on tarkoitus käyttää avaruusaseman huoltorobotissa, joka lanseerataan vuoden 2025 viimeisellä neljänneksellä.

 
Nämä teknologiset läpimurrot nostavat alumiinin käyttöä humanoidiroboteissa yksittäisessä koneessa 20 kg:sta/yksikkö vuonna 2024 28 kg:aan/yksikkö vuonna 2025, ja myös korkealaatuisen alumiinin premium-hinta on noussut 15 prosentista 35 prosenttiin.

 
Teollisuus- ja tietotekniikkaministeriön "Humanoidirobottiteollisuuden innovatiivista kehittämistä koskevat ohjaavat lausunnot" panevat täytäntöön, ja alumiinimateriaalien innovaatiot kevyen ja toiminnallisen integraation aloilla kiihtyvät edelleen. Heinäkuussa 2024 teollisuus- ja tietotekniikkaministeriö antoi "Humanoidirobottiteollisuuden innovatiivista kehittämistä koskevat ohjaavat lausunnot", joissa todettiin selvästi tavoitteeksi "kevyiden materiaalien ja tarkkuusvalmistusprosessien läpimurto" ja joissa alumiiniseosten tarkkuusmuovausteknologia sisällytettiin keskeisten tutkimus- ja kehitystoimien luetteloon.

 
Paikallisella tasolla Shanghai perustaa marraskuussa 2024 kahden miljardin yuanin erityisrahaston humanoidirobottien ydinmateriaalien, mukaan lukien korkean suorituskyvyn alumiinimateriaalien, tutkimuksen ja teollistamisen tukemiseksi.

 
Akateemisella tasolla Harbinin teknillisen korkeakoulun ja Kiinan alumiinitutkimuslaitoksen yhdessä kehittämä ”biomimeettinen hunajakennomainen alumiinirakenne” validoitiin tammikuussa 2025. Tämä rakenne voi vähentää robotin vartalon painoa 30 % ja samalla parantaa taivutusjäykkyyttä 40 %. Tähän liittyvät saavutukset ovat edenneet patenttiteollistuksen vaiheeseen.

GGII Institute of Roboticsin mukaan humanoidirobottien maailmanlaajuinen alumiinin kulutus on noin 12 000 tonnia vuonna 2024, ja markkinoiden koko on 1,8 miljardia yuania. Olettaen, että yhden humanoidirobotin alumiinin kulutus on 20–25 kg (30–40 % koneen kokonaispainosta), alumiinin kysyntä nousee 100 000–125 000 tonniin, mikä vastaa noin 15–18 miljardin yuanin markkinoita ja 45 prosentin vuotuista kasvuvauhtia.

 
Hinnan osalta robottien käyttöön tarkoitettujen korkealaatuisten alumiinimateriaalien (kuten ilmailualan alumiinilevyjen ja korkean lämmönjohtavuuden omaavien painevalettujen alumiinien) premium-hinta on noussut 15 prosentista 30 prosenttiin vuoden 2024 jälkipuoliskolta lähtien. Joidenkin räätälöityjen tuotteiden yksikköhinta ylittää 80 000 yuania tonnilta, mikä on huomattavasti korkeampi kuin teollisuusalumiinimateriaalien keskihinta (22 000 yuania tonnilta).

 
Humanoidirobottien kehittyessä yli 60 % vuosivauhdilla alumiini on kypsän teollisuusketjunsa ja jatkuvasti optimoidun suorituskykynsä ansiosta siirtymässä perinteisestä valmistuksesta korkean jalostusarvon uralle. Toubao-tutkimuslaitoksen mukaan Kiinan alumiinirobottien markkinat muodostavat vuosina 2025–2028 40–50 % maailmanlaajuisista markkinoista, ja paikallisten yritysten teknologiset läpimurrot tarkkuusmuovauksessa, pintakäsittelyssä ja muissa osa-alueissa tulevat olemaan keskeisiä voittajia ja häviäjiä.