Robôs humanoides passaram do laboratório para a produção comercial em massa, e equilibrar leveza e resistência estrutural se tornou um desafio fundamental.

 
Como um material metálico que combina leveza, alta resistência e resistência à corrosão, o alumínio está alcançando penetração em larga escala em peças-chave, como articulações, esqueletos, sistemas de transmissão e cascos de robôs humanoides.

 
No final de 2024, a procura global porligas de alumíniona indústria de robôs humanoides cresceu 62% ano a ano, tornando-se outro campo explosivo para aplicações de alumínio depois dos veículos de nova energia.

 
O desempenho abrangente da liga de alumínio a torna o material metálico preferido para robôs humanoides. Sua densidade é de apenas um terço da do aço, mas pode atingir resistência comparável à de alguns aços por meio da proporção da liga e da otimização do processo. Por exemplo, a resistência específica (relação resistência/densidade) do alumínio de aviação da série 7 (7075-T6) pode chegar a 200 MPa/(g/cm³), superior à da maioria dos plásticos de engenharia, e apresenta bom desempenho em dissipação de calor e blindagem eletromagnética.

 
Na iteração do Tesla Optimus-Gen2, o esqueleto dos membros foi reduzido em 15% usando uma liga de alumínio e magnésio, mantendo a rigidez estrutural por meio do design otimizado da topologia; o robô Atlas, da Boston Dynamics, utiliza alumínio de alta resistência para criar componentes de transmissão da articulação do joelho, a fim de lidar com o impacto de saltos de alta frequência. Além disso, o sistema de resfriamento do Ubiquitous Walker X adota uma carcaça de alumínio fundido, que utiliza a alta condutividade térmica do alumínio (cerca de 200 W/m·K) para obter um gerenciamento térmico eficiente.
Atualmente, a iteração tecnológica do alumínio no campo de robôs humanoides continua a acelerar, e vários avanços surgiram em vários elos da cadeia da indústria:

1. Salto de desempenho de alta resistêncialiga de alumíniomateriais
Após o lançamento da liga de alumínio e silício com resistência à tração de 450 MPa em setembro de 2024, o Lizhong Group (300428) obteve a certificação de nível aeroespacial para sua liga de alumínio da série 7xxx, projetada especificamente para robôs, em janeiro de 2025. A resistência ao escoamento deste material aumentou para 580 MPa por meio da tecnologia de microliga, mantendo uma taxa de alongamento de 5%, e foi aplicada com sucesso ao módulo biomimético de articulação do joelho da Fourier Intelligence, reduzindo o peso em 32% em comparação com as soluções tradicionais de liga de titânio. O material do corpo da coluna, todo em alumínio, desenvolvido pela Mingtai Aluminum Industry (601677), adota a tecnologia de conformação por deposição por pulverização para aumentar a condutividade térmica do material de alumínio do radiador para 240 W/(m · K) e foi fornecido a granel como sistema de acionamento para o robô humanoide H1 da Yushu Technology.

 
2. Avanço de nível industrial na tecnologia de fundição sob pressão integrada
A primeira linha de produção de super fundição sob pressão de duas placas 9800T do mundo, colocada em operação pela Wencan Corporation (603348) em sua base em Chongqing, reduziu o ciclo de fabricação de esqueletos de robôs humanoides de 72 para 18 horas. O componente biomimético da coluna vertebral desenvolvido pela empresa foi otimizado por meio do projeto topológico, reduzindo os pontos de soldagem em 72%, alcançando uma resistência estrutural de 800 MPa e mantendo uma taxa de rendimento superior a 95%. Essa tecnologia recebeu pedidos de clientes norte-americanos e uma fábrica no México está atualmente em construção. A Guangdong Hongtu (002101) desenvolveu uma carcaça de alumínio fundido sob pressão de parede fina com espessura de apenas 1,2 mm, mas com resistência ao impacto de 30 kN, que é aplicada à estrutura de proteção torácica do Uber Walker X.

3. Inovação em usinagem de precisão e integração funcional
A Nanshan Aluminum Industry (600219), em colaboração com o Centro Nacional de Engenharia de Ligas Leves da Universidade Jiao Tong de Xangai, lançará materiais compósitos à base de alumínio nano reforçado em fevereiro de 2025. Este material é reforçado pela dispersão de nanopartículas de carboneto de silício, reduzindo o coeficiente de expansão térmica para 8 × 10 ⁻⁶/℃, resolvendo com sucesso o problema de desvio de precisão causado pela dissipação de calor irregular de servomotores. Foi introduzido na cadeia de suprimentos do Tesla Optimus Gen3. A camada de blindagem eletromagnética composta de alumínio e grafeno desenvolvida pela Yinbang Co., Ltd. (300337) tem uma eficiência de blindagem de 70 dB na banda de frequência de 10 GHz e uma espessura de apenas 0,25 mm, que é aplicada ao conjunto de sensores de cabeça do Boston Dynamics Atlas.

 
4. Avanço de baixo carbono na tecnologia de alumínio reciclado
A recém-construída linha de produção de purificação de alumínio reciclado de grau eletrônico da Aluminum Corporation of China (601600) consegue controlar o teor de impurezas de cobre e ferro no alumínio residual para menos de 5 ppm e reduzir a pegada de carbono do alumínio reciclado produzido em 78% em comparação com o alumínio primário. Essa tecnologia foi certificada pela Lei de Matérias-Primas Essenciais da UE e deverá fornecer materiais de alumínio em conformidade com o ciclo de vida completo (LCA) para os robôs Zhiyuan a partir do segundo trimestre de 2025.

5. Integração e aplicação de tecnologia interdisciplinar
Na expansão de cenários de nível aeroespacial, a estrutura de alumínio biomimética em formato de favo de mel desenvolvida pela Beijing Iron Man Technology foi verificada pelo Instituto de Tecnologia de Harbin, reduzindo o peso do torso do robô bípede em 30% e aumentando sua rigidez à flexão em 40%. A estrutura adota alumínio de aviação 7075-T6 e atinge uma rigidez específica de 12 GPa · m³/kg por meio de design biomimético. Está prevista para ser usada no robô de manutenção da estação espacial, que será lançado no quarto trimestre de 2025.

 
Esses avanços tecnológicos estão elevando o uso de alumínio em máquinas individuais de robôs humanoides de 20 kg/unidade em 2024 para 28 kg/unidade em 2025, e a taxa premium de alumínio de ponta também aumentou de 15% para 35%.

 
Com a implementação das "Orientações sobre o Desenvolvimento Inovador da Indústria de Robôs Humanoides" pelo Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação, a inovação em materiais de alumínio nas áreas de leveza e integração funcional continuará a acelerar. Em julho de 2024, o Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação emitiu as "Orientações sobre o Desenvolvimento Inovador da Indústria de Robôs Humanoides", que declararam claramente o objetivo de "inovar em materiais leves e processos de fabricação de precisão", e incluíram a tecnologia de conformação de precisão de ligas de alumínio na lista de principais pesquisas e desenvolvimento.

 
Em nível local, Xangai estabelecerá um fundo especial de 2 bilhões de yuans em novembro de 2024 para apoiar a pesquisa e a industrialização de materiais essenciais para robôs humanoides, incluindo materiais de alumínio de alto desempenho.

 
No campo acadêmico, a "estrutura de alumínio em formato de favo de mel biomimético", desenvolvida em conjunto pelo Instituto de Tecnologia de Harbin e pelo Instituto de Pesquisa de Alumínio da China, foi validada em janeiro de 2025. Essa estrutura pode reduzir o peso do tronco do robô em 30%, além de melhorar a rigidez à flexão em 40%. As conquistas relacionadas entraram na fase de industrialização de patentes.

De acordo com o Instituto de Robótica GGII, o consumo global de alumínio para robôs humanoides será de aproximadamente 12.000 toneladas em 2024, com um tamanho de mercado de 1,8 bilhão de yuans. Supondo que o consumo de alumínio de um único robô humanoide seja de 20 a 25 kg (representando 30% a 40% do peso total da máquina), com base na estimativa de embarques globais de 5 milhões de unidades até 2030, a demanda por alumínio aumentará para 100.000 a 1.250.000 toneladas, correspondendo a um tamanho de mercado de aproximadamente 15 a 18 bilhões de yuans, com uma taxa de crescimento anual composta de 45%.

 
Em termos de preço, desde o segundo semestre de 2024, o prêmio de materiais de alumínio de alta qualidade para robôs (como placas de alumínio de grau aeronáutico e alumínio fundido sob pressão de alta condutividade térmica) aumentou de 15% para 30%. O preço unitário de alguns produtos personalizados ultrapassa 80.000 yuans/tonelada, significativamente superior ao preço médio de materiais de alumínio industrial (22.000 yuans/tonelada).

 
À medida que robôs humanoides iteram a uma taxa superior a 60% ao ano, o alumínio, com sua cadeia industrial madura e desempenho continuamente otimizado, está em transição da manufatura tradicional para a indústria de alto valor agregado. De acordo com o Instituto de Pesquisa Toubao, entre 2025 e 2028, o mercado chinês de alumínio para robôs representará de 40% a 50% da participação de mercado global, e os avanços tecnológicos das empresas locais em moldagem de precisão, tratamento de superfície e outros aspectos serão os principais vencedores e perdedores.