人形机器人行业观点更新：看好机器人轻量化：铝合金、镁合金“ 受重用” PEEK、碳纤维等“受青睐”

1、机器人轻量化是必然趋势

    为适应机器人更加轻巧、高效率及操作便捷性等需求，机器人轻量化是未来的发展趋势，机器人轻量化途径除了结构设计轻量化外，材料轻量化更为重要。材料轻量化相对于结构轻量化而言，使机器人具有更大的减重潜力和更广阔的应用范围。机器人常用的轻量化材料包括镁合金、铝合金、碳纤维复合材料、工程塑料等，这些类型材料具有不同的属性特点，在不同的领域中有着不同的适用性。机器人材料的轻量化可以减少使用能耗，降低运动惯性从而降低部件受力，同时减少传动部件的负担。2023 年12 月， 特斯拉发布二代机器人OptimusGen2，其相比上一代减重10KG。我们认为，机器人轻量化是必然趋势。

    2、铝合金、镁合金“受重用”

    除了救援救灾等场景对机器人有一定配重要求外，在满足性能要求的前提下，机器人外壳材料的重量越轻越好。出于减重需求，未来镁、铝合金可能作为替代材料，让机器人拥有更轻便的本体。2024 年5月，宇树科技发布了新款G1 人形机器人。公司创始人王兴兴介绍，G1 的材料主要是铝合金和高强度工程塑料，强度非常高。2024 年12月，埃斯顿在2024 世界智能制造大会现场正式发布全新超轻镁合金机器人，机器人采用镁合金材质精制而成，相较于铝合金，同类型部件减轻约 33%，整机重量减轻 11%。2025 年2 月3 日，乐聚“夸父”人形机器人亮相亚冬会火炬传递现场，其以乐聚 AELOS 机器人为本体，胸前盖板材料系由铝镁合金废料重铸而成。

    （1）镁或镁合金作为最轻的金属结构材料，其密度为铝的2/3，不到钢的1/4，对于含30%玻纤的聚碳酸酯复合材料来说，镁的密度也不超过其10%。镁合金材料具有高强度、高硬度、高散热性等特点，是极佳的轻量化工程材料。我国的镁矿资源是世界上最富有的，镁材料的应用具有得天独厚的资源优势。因此，镁及镁合金材料以其轻质、高比强度等特点，在减重、提高机器人机动性、续航能力等方面有着显著优势，是制造机器人的最理想材料之一。

    （2）铝合金也是机器人制造中常用的轻量化材料之一，铝合金比镁合金的质量略重，但比起钢铁材料仍然有着巨大的轻量化优势。铝合金的密度约为铁合金的1/3，比强度也远高于铁合金，因此同样在低强度的服役环境下，铝合金在机器人领域已经有了非常广泛的应用。

    3、PEEK、碳纤维等“受青睐”

    （1）特种工程塑料具有刚性骨架，高熔点且分子链排列有序特点，在高温环境下表现出优异的稳定性。特种工程塑料是一类具有综合性能较高、长期使用温度在150℃以上的工程塑料材料，如聚苯硫醚（PPS）、聚酰亚胺（PI）、聚醚醚酮（PEEK）、液晶聚合物（LCP）和聚砜（PSF）。这些塑料具有刚性骨架，高熔点且分子链排列有序， 在高温环境下表现出优异的稳定性。

    1）PPS 改性塑料：PPS 材料以其出色的热稳定性和机械性能，在机器人领域发挥着重要作用，从电机线圈骨架到关节部件，PPS 都在为机器人的轻量化、高性能和低成本化提供强有力的支持。

    2）PEEK 材料：PEEK 材料具有高强度、高模量以及优异的耐磨性和耐冲击性，这使得它成为机器人关键部件的理想选择。例如，在机器人的关节部位，PEEK 材料能够承受频繁的运动和较大的负载，确保关节的稳定性和耐用性。此外，PEEK 材料还具有良好的自润滑性，能够减少关节部位的摩擦和磨损，延长机器人的使用寿命。PEEK 材料还具有优异的热稳定性，能够在极端温度条件下保持其性能的稳定，从而确保机器人的可靠性和安全性。

    （2）碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量的新型纤维材料。碳纤维材料的强度远高于钢铁，比强度甚至高达钢铁材料的43倍，其密度由于成分不同，只有钢铁材料的1/6～1/4 之间。随着碳纤维国产化，碳纤维的价格下降更加推动了碳纤维在机器人领域的发展。

    4、关注汽车材料和零部件领域转型机器人轻量化材料公司永茂泰，或将有望受益于机器人轻量化增量

    公司在汽车零部件行业二十多年积累技术、质量、渠道、成本等优势，积极布局铝合金产品在机器人领域应用，目前已与部分客户同步开发机器人相关铝合金零部件产品；在产品布局方面，今年3 月，公司正式成立镁合金事业部，主要从事镁合金材料及产品的开发、生产与销售，目前已与多家客户开展镁合金产品的同步设计与开发，预计今年下半年将完成试制；

    投资建议

    1） 建议关注机器人轻量化相关标的：永茂泰、恒勃股份、豪美新材、普利特、肇民科技等；

    风险提示

    人形机器人研发进展不及预期；人形机器人商业化落地不及预期；人形机器人潜在供应商环节竞争加剧。

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