鎂材：人形機器人輕量化的新選擇

在人形機器人追求輕量化的浪潮中，材料的選擇至關重要。目前常見的輕量化材料有鋁、鎂、聚醚醚酮（PEEK）和碳纖維材料。其中，鎂憑借出色的性能和性價比，正逐漸成為人形機器人領域的“潛力股”。

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鎂材：輕量化材料中的佼佼者

提到輕量化，很多人首先會想到鋁。確實，在汽車領域，鋁的應用十分廣泛。根據阿拉丁測算，2024年新能源車單車用鋁量已達218.88kg，傳統燃油車到2025年單車用鋁量約180.04kg。但和鎂比起來，鋁在輕量化效果上還是稍遜一籌。

鎂的密度約1.8g/cm3，而鋁的密度是2.7g/cm3，也就是說相同體積下，鎂比鋁輕了三分之一。這對于追求輕量化的人形機器人來說，是個巨大的優勢，如果機器人的機身用鎂來做，整體重量能大幅降低，運動起來會更加靈活。

有人可能會說，PEEK材料的輕量化效果也很好啊。沒錯，碳纖增強的PEEK復合材料密度更低，機械強度也很高，甚至超過了鋼鐵。但PEEK的價格實在太高了，全球龍頭英國威格斯的售價在50萬/噸以上，就算是國產的中研股份，價格也在30萬/噸以上，比鎂和鋁高出10倍還多。

輕量化材料與傳統材料的參數對比 來源：民生證券研究院

除了輕量化和價格優勢，鎂還有兩個很棒的特性：減震性能和散熱性能。

在減震方面，鎂是阻尼性能最好的結構材料。人形機器人在工作時，難免會涉及取放物品，甚至是液體，這就對減震有要求。用鎂做的部件能有效控制噪音，增強結構穩定性，就像汽車方向盤用鎂合金后，舒適度和穩定性都提升了不少。

散熱方面，鎂合金也比鋁合金更出色。AZ91D鎂合金的導熱系數是54W/mK，A380鋁合金是100W/mK。別看鋁合金的導熱系數高，但鎂合金制作的散熱片，根部和頂部的溫度差更大，能加速空氣對流，散熱效率更高。這對人形機器人來說太重要了，因為機器人內部的驅動電機在工作時會產生大量熱量，散熱好才能保證機器人正常運行。

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鎂材在人形機器人上的用武之地

有了汽車輕量化的成功經驗，鎂合金在人形機器人上的應用也充滿希望。在汽車上，AZ91D和AM60B這兩個牌號的鎂合金占了汽車用鎂合金的90%，它們在人形機器人上也能發揮大作用。

AZ系列的鎂合金力學性能、鑄造性能和耐蝕性能都不錯，很適合制造形狀復雜的薄壁壓鑄件，人形機器人的殼體就很適合用AZ91D來做，機器人的外殼需要保護內部零件，還要輕便、耐用，AZ91D完全能滿足這些要求。

AM系列的鎂合金則多用于制造經受沖擊載荷、安全性較高的部件。在人形機器人身上，一些需要承受沖擊力的關節部位，或許就可以用到AM系列鎂合金，能讓機器人在運動過程中更安全可靠。

另外，鎂合金還有很好的回收性能，符合環保的趨勢。在機器人更新換代后，這些鎂合金部件可以回收再利用，減少資源浪費。

ER4-550-MI鎂合金工業機器人 來源：埃斯頓自動化官網

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展望

隨著人形機器人量產的腳步越來越近，對輕量化材料的需求也會越來越大。鎂合金輕量化效果比鋁合金好，價格比PEEK復合材料有優勢，性價比凸顯，很可能成為人形機器人輕量化材料的首選。

想想看，當人形機器人用上鎂合金，重量減輕了，運動起來更靈活，續航時間也能延長。在工業生產中，它可以更高效地完成各種任務；在服務領域，它能更輕松地陪伴老人、照顧病人。

當然，鎂合金在人形機器人上的應用還需要不斷探索和完善。比如，如何進一步提升它的耐腐蝕性，讓它在不同環境下都能穩定工作；如何優化加工工藝，降低生產成本，讓更多的機器人能用上鎂合金部件。

但不可否認的是，有了汽車領域的成功案例，鎂合金在人形機器人領域的前景十分廣闊。它或許會像改變汽車行業一樣，為人形機器人的發展帶來一場輕量化的革命，讓這些智能機器人更好地融入我們的生活，為我們提供更多的便利。

參考來源:
宇樹科技、埃斯頓自動化官網
民生證券《人形機器人材料需求系列報告之一，人形機器人輕量化邁向“鎂”好》
劉川.連續碳纖維增強聚醚醚酮復合材料的制備及性能研究
崔小明.特種工程塑料聚醚醚酮的開發與應用