最近，特斯拉人形机器人Optimus G3的新照片曝光，大家发现它朝着灵巧手触觉优化和轻量化两个方向发展。昨天我们聊了灵巧手的新变化，今天就聚焦在机器人轻量化上，深入解析两款关键材料：PEEK材料和镁铝合金。

人形机器人轻量化材料大盘点

人形机器人的“大脑”“小脑”用的是AI材料，而“肢体”部分想要实现轻量化和“感知”功能，就得靠化工新材料。实现机器人轻量化一般有两个办法：一是在结构上下功夫，比如提高硬件集成度，用一体化关节、小型高性能零部件，或者精简外观结构件；二是选用轻质且高强度的材料，这也是当下研究的重点方向。

从应用分类来看，机器人轻量化材料主要有高端工程塑料、碳纤维复合材料和镁铝合金。高端工程塑料里，聚醚醚酮（PEEK）、聚酰胺（PA）、聚苯硫醚（PPS）等都很有潜力。尤其是PEEK材料，在“以塑代钢”的趋势下，凭借出色性能，有望在中高端应用中逐步替代金属材料。不过，PEEK材料有低温脆性的问题，所以常和碳纤维复合来改善。同时，把铝合金换成镁铝合金，也是实现轻量化的重要途径。

PEEK材料全解析

人形机器人要灵活运动、高效利用能源，太重的话灵活性和续航都会受影响。在电池技术没大突破的情况下，轻量化材料能降低机器人运动时的能量损耗。

PEEK材料作为特种工程塑料里的“尖子生”，机械强度和高温性能都很出色，特别适合用于人形机器人的齿轮、关节、四肢骨架等部位。据公开数据，特斯拉、优必选、智元等机器人平均重约58Kg，单台机器人预计消耗6.6kg PEEK材料，其中齿轮和关节用1kg纯PEEK材料，肢体部分用8kgCF/PEEK（碳纤维增强PEEK）。

PEEK材料产业链

PEEK材料产业链中，上游原材料成本占比高，氟酮是合成PEEK的关键原料，其纯度和品质直接决定PEEK质量。全球氟酮产能主要集中在我国的新瀚新材、中欣氟材和营口兴福，还有英国威格斯和印度少量产能。新瀚新材和全球、国内不少PEEK大厂都有合作，中欣氟材建成5000吨关键中间体产能，在产业链上游地位重要。

中游PEEK材料生产难度大、门槛高。全球市场中，英国威格斯是“龙头”，和比利时索尔维、德国赢创三家占了全球80%以上产能。2016年后，国产企业打破海外垄断，中研股份等企业的产能和技术都很突出，还有众多国内厂商也在积极布局。

PEEK材料加工有注塑成型、热压成型等方法，注塑成型效率最高。国内注塑机厂家很多，海天国际等是主要供应商。为解决PEEK材料的脆性和高价问题，常将它与碳纤维复合。碳纤维能增强材料强度、模量，还能抗变形。目前制造CF/PEEK预浸料的技术有熔融浸渍等，海外公司技术成熟，国内部分厂商也在积极探索。

镁铝合金的独特优势与应用

特斯拉第三代人形机器人可能会使用镁铝合金这种轻量化材料。镁铝合金是以镁为主添加元素的铝合金，密度小、强度高、散热好，还能薄壁成型，密度只有铝合金的2/3、钢铁的1/4 ，适合做机器人的外壳、躯干、关节等结构部件。

日本本田ASIMO机器人用镁合金外壳后，自重减轻，机动性提升50%；ABB的YuMi机器人用镁合金双臂，抓取控制更精准，实现了人机协作。国内宝武镁业、宜安科技等企业，也在积极探索镁合金在机器人领域的应用，未来它在机器人内部结构件中的需求有望大幅增长。$中欣氟材(SZ002915)$  $新瀚新材(SZ301076)$  $肇民科技(SZ301000)$