有色金属行业人形机器人材料需求专题：人形机器人轻量化迈向“镁”好.pdf

有色金属行业人形机器人材料需求专题：人形机器人轻量化迈向“镁”好。人形机器人快速迭代，轻量化大势所趋。人形机器人早期发展可追溯至 1960-90 年代，技术进步提升了机器人的认知能力，使其能够独立、稳定地执行 复杂动作，加之 AI 的快速发展，机器人大脑智能化程度大幅提升。人形机器人 由感知、决策、控制、执行四大模块构成，其中执行模块在控制器的指挥下驱动 机器人的肢体运动，类似于人的肌肉。人形机器人以能够像人类一样执行大部分 动作为目标，因此对其灵活性要求较高。轻量化设计可以减少机器人各部件的重 量，从而降低驱动系统所需的力矩和功率，能够发挥出更大的承载力，轻量化将 有助于机器人降低功耗、延长寿命等，对机器人性能及商业化落地至关重要。

镁是轻量化理想材料，在机器人中应用逐渐打开。镁的价格优势凸显：常见 的轻量化材料包括铝、镁、PEEK 材料等，镁同另外两类材料相比，价格优势已 经凸显，镁铝比常年落在1.1到1.3之间，截至2025年1月17日，镁铝比为 0.877，低于合理区间，而 PEEK材料价格远远高于铝镁。镁的性能更加优秀：镁 的密度更低，同体积比铝合金重量减少三分之一，此前在汽车上的应用已快速打 开，其作为轻量化材料，在减震性能和散热性能方面更为优秀，亦十分契合机器 人的功能诉求。当前镁合金牌号或可应用于机器人壳体等部件，如AD91D镁合 金密度只有1.7kg/m3，是铝的2/3，钢的1/4，强度高于铝合金钢，比刚度接近 铝合金钢，能够承受一定的负荷，具有良好的铸造性和尺寸稳定性以及良好的阻 尼系数，减震量大于铝合金和铸铁。镁金属在机器人中的应用逐渐打开，提升了 机器人的性能：宝武镁业和埃斯顿机器人率先推出镁合金工业机器人新品“ER4 550-MI”，不仅提升了5%的节拍速度，在减震、电磁屏蔽和散热方面表现卓越， 从而增强了稳定性。同时能耗降低了10%，显著提高了运行效率。

机器人应用有望拉动镁用量大幅提升。工业机器人正在快速发展，2023年 全球工业机器人装机量已经达到 54 万台，与 2015 年 25 万台相比，增长了 116%。而我国的增速明显更快，国家统计局数据显示，我国 2024 年工业机器 人产量达到了53 万台/套，同比增长40%。我们测算了宝武镁业推出的镁合金 机器人镁用量为 4.97 千克左右，并将其作为工业机器人平均单机用量，测算当 前完全用镁替代情况下工业机器人或能拉动2683吨镁消费量，未来若在更大尺 寸等机器人型号上运用，远期对镁合金的拉动或能达到万吨以上。人形机器人量 产在即，我们测算电机外壳及身体部分外壳或可拉动13.7千克/台（套）镁金属 用量，以100万套出货量计算，人形机器人远期将拉动1.37万吨镁金属消费量。 若未来在机器人其他同样实现镁金属替代，则有望进一步拉动对镁合金用量。