Ⅰ） Повторное исследование стратегической ценности алюминиевых материалов в гуманоидных роботах
1.1 Прорыв в области баланса между легкостью и производительностью
Алюминиевый сплав плотностью 2,63–2,85 г/см³ (составляющий всего треть от стали) и удельной прочностью, близкой к высоколегированной стали, стал основным материалом для лёгких гуманоидных роботов. Типичные примеры:
Zhongqing SE01 изготовлен из авиационного материалаалюминиевый сплави может выполнить сальто вперёд при общем весе 55 кг. Максимальный крутящий момент основного шарнира достигает 330 Н·м;
Yushu G1 изготовлен из композитного материала из алюминия и углеродного волокна, весит всего 47 кг, грузоподъёмность — 20 кг, запас хода — 4 часа. Крутящий момент в тазобедренном суставе достигает 220 Н·м.
Эта легкая конструкция не только снижает потребление энергии, но и значительно повышает гибкость движения и грузоподъемность.
1.2 Совместная эволюция технологий обработки и сложных структур
Алюминиевый сплав подходит для различных процессов, таких как литье, ковка и экструзия, и может использоваться для изготовления сложных компонентов, таких как сочленения и оболочки. Корпус двигателя сочленения робота Yushu изготовлен из высокоточного алюминиевого сплава, что обеспечивает точность обработки на уровне микрометров. В сочетании с технологиями оптимизации топологии (например, усиленной конструкцией опоры/сочленения Zhongqing SE01) срок службы материала может превышать 10 лет, что соответствует требованиям высокой прочности, предъявляемым к промышленным условиям.
1.3 Многомерное расширение возможностей функциональных возможностей
Теплопроводность: Теплопроводность 200 Вт/м · К эффективно обеспечивает стабильную работу основного чипа управления;
Коррозионная стойкость: поверхностный оксидный слой делает его превосходным во влажных, кислых и щелочных средах;
Электромагнитная совместимость: Алюминиево-магниевые сплавы демонстрируют уникальные преимущества в сложных электромагнитных условиях.
Ⅱ) Количественный анализ размера рынка и динамики роста
2.1 Прогнозирование критической точки взрыва спроса
Краткосрочная перспектива: Ожидается, что в 2025 году, когда начнется «первый год массового производства», объем мировых поставок достигнет 30 000 единиц (по консервативной оценке), что увеличит спрос на алюминий примерно на 0,2%;
Долгосрочная перспектива: к 2035 году годовой объем производства человекоподобных роботов может достичь 10 миллионов единиц, а спрос на алюминий, как ожидается, достигнет 1,13 миллиона тонн в год (CAGR 78,7%).
2.2 Глубокая деконструкция ценового конкурентного преимущества
Экономия: Стоимость алюминиевого сплава составляет всего 1/5-1/3 от углеродного волокна, что делает его пригодным для крупномасштабного производства;
Логика замены магния алюминием: Текущее соотношение цены и качества магния к алюминию составляет 1,01, но возросшая стоимость обработки поверхности магния снижает его экономическую эффективность. Алюминиевые сплавы по-прежнему обладают значительными преимуществами в крупномасштабном производстве и развитой цепочке поставок.
Ⅲ） Четкое понимание технологических проблем и прорывных направлений
3.1 Межпоколенческая итерация свойств материалов
Полутвердый алюминиевый сплав: исследования и разработки для повышения прочности и ударной вязкости, адаптации к сложным структурным требованиям;
Композитные материалы: алюминий+углеродное волокно (Yushu H1), алюминий+PEEK (компоненты соединений) и другие решения обеспечивают баланс производительности и стоимости.
3.2 Экстремальное исследование контроля затрат
Эффект масштаба: Массовое производство алюминиевых материалов снижает затраты, но требует прорыва в процессах обработки поверхности магниево-алюминиевых сплавов;
Альтернативное сравнение материалов: материал PEEK имеет удельную прочность в 8 раз выше, чем у алюминия, но он дорогой и подходит только для ключевых компонентов, таких как соединения.
Ⅳ) Основы возможностей применения в основных гонках
4.1 Промышленные роботы и коллаборативные роботы
•Требования к материалам: Легкий вес + Высокая прочность (соединения/система трансмиссии/корпус)
•Конкурентное преимущество: алюминиевый сплав заменяет традиционную сталь, снижает вес более чем на 30% и увеличивает усталостную долговечность в 2 раза.
•Рыночное пространство: к 2025 году мировой рынок робототехники превысит 50 миллиардов долларов, а темпы проникновения высокопрочного алюминия будут увеличиваться на 8–10% ежегодно.
4.2 Экономичность на малых высотах (беспилотные летательные аппараты/eVTOL)
• Соответствие характеристикам: сверхчистый алюминий марки 6N обеспечивает двойной прорыв в прочности и чистоте, снижая вес кронштейнов/килей на 40%
•Политический рычаг: экономическая схема на уровне триллиона на низком уровне с целевым уровнем локализации материалов 70%
• Точка роста: расширение пилотных городов для городского воздушного движения до 15
4.3 Коммерческое аэрокосмическое производство
• Техническое положение карты:алюминиевый сплав 2-й сериипрошла сертификацию в аэрокосмической отрасли, а прочность поковки кольца достигает 700 МПа
•Возможности цепочки поставок: частота запусков частных ракет увеличивается на 45% ежегодно, а локализация основных материалов ускоряет замещение
•Стратегическая ценность: выбран из списка квалифицированных поставщиков нескольких ведущих аэрокосмических компаний
4.4 Крупная отечественная цепочка авиастроительной промышленности
• Альтернативный прорыв: алюминиевый материал марки 6N прошел сертификацию летной годности C919, заменив 45% импорта
• Оценка спроса: исследования и разработки тысяч самолетов и широкофюзеляжных самолетов с ежегодным ростом спроса на высококачественные алюминиевые материалы более чем на 20%
•Стратегическое позиционирование: ключевые компоненты, такие как корпус/заклепки, обеспечивают полную автономную управляемость цепи
Ⅴ） Прорывные прогнозы будущих тенденций и сценариев применения
5.1 Глубокое проникновение в области применения
Промышленное производство: Tesla Optimus планирует производить продукцию небольшими партиями к 2025 году, используя алюминиевый сплав 7 серии для заводской сортировки аккумуляторов;
Сфера услуг/Медицина: Интеграция электронной кожи и гибких датчиков способствует совершенствованию взаимодействия человека и компьютера, а спрос на алюминий как структурный компонент растёт синхронно.
5.2 Трансграничные инновации в области интеграции технологий
Компаундирование материалов: баланс производительности и стоимости с помощью таких схем, как алюминий+углеродное волокно и алюминий+PEEK;
Модернизация процесса: технология точного литья под давлением улучшает интеграцию компонентов, и компания Merisin сотрудничает с Tesla и Xiaomi с целью разработки деталей для роботизированного литья под давлением.
Ⅵ) Заключение: Незаменимость и инвестиционные возможности алюминиевых материалов
6.1 Стратегическое перепозиционирование ценностей
Алюминий стал неотъемлемым выбором в качестве основного конструкционного материала для гуманоидных роботов благодаря своей лёгкости, высокой прочности, простоте обработки и низкой стоимости. Благодаря технологическому прогрессу и взрывному росту спроса поставщики алюминия (такие как Mingtai Aluminum и Nanshan Aluminum) и робототехнические компании, занимающиеся исследованиями и разработками материалов (такие как Yushu Technology), откроют для себя значительные возможности развития.
6.2 Направление инвестиций и перспективные предложения
Краткосрочная перспектива: сосредоточиться на инвестиционных возможностях, возникающих в результате модернизации технологии обработки алюминия (например, исследований и разработок полутвердых алюминиевых сплавов), крупномасштабного производства и интеграции промышленных цепочек;
Долгосрочная перспектива: развитие компаний по производству робототехники с возможностями исследования и разработки материалов, а также потенциальные дивиденды, получаемые за счет прорывов в процессах обработки поверхности магниево-алюминиевых сплавов.
Ⅶ) Острая точка зрения: гегемония алюминия в промышленном игровом мире
На волне революции лёгких конструкций алюминий перестал быть просто материалом, но и символом силы промышленного дискурса. С достижением зрелости и ускоренной коммерциализацией технологий гуманоидных роботов, игра между поставщиками алюминия и производителями роботов будет определять развитие отраслевого ландшафта. В этой игре доминировать будут компании с большими технологическими резервами и мощными возможностями интеграции цепочек поставок, в то время как компании со слабым контролем затрат и отстающими технологическими итерациями могут оказаться на обочине. Инвесторам необходимо чувствовать пульс промышленной трансформации и выделять ведущие предприятия с ключевыми конкурентоспособными характеристиками, чтобы получить дивиденды от революции лёгких конструкций.
Время публикации: 28 марта 2025 г.