机器人“瘦身”革命——为什么说镁合金是轻量化的未来之星
来源:星帆仪器 | 作者:大镁 | 发布时间: 12天前 | 37 次浏览 | 分享到:

在机器人迈向更敏捷、更高效的时代,轻量化已成为关键突破方向。而镁合金——这种目前密度最低的金属结构材料之一,正以其卓越的比强度、出色的减振性和散热能力,悄然成为机器人“减重提质”的理想选择。它不仅能够帮助机器人显著降低能耗、提升运动速度、增加负载能力,更在协作机器人、外骨骼等高端领域展现出巨大的应用潜力。 


尽管当前在耐腐蚀性与成本方面仍面临挑战,但随着表面处理与合金化技术的不断进步,

这些瓶颈正在被逐一攻克。我国丰富的镁资源也为产业化提供了坚实支撑。


一、为什么要轻量化?——人形机器人的“体重焦虑” 


轻量化不是可选项,而是人形机器人实现长久续航、灵活运动、低成本落地的必然路径: 

提升续航:重量降低,意味着运动耗能减少,同等电池容量下工作时间大幅延长。 

增强灵活性:更轻的本体惯性更小,动作更敏捷,交互更稳定。 

降低硬件压力:对电机、减速器等核心部件的性能要求降低,有助于降低成本与供应链风险。 

拓展应用场景:便于搬运与部署,更易进入家庭、商超、工厂等实际环境。 


目前,特斯拉Optimus、优必选Walker、宇树H1/G1等主流机型在迭代中均实现显著减重,轻量化已成为明确的技术趋势。



二、为什么是镁合金?——性能与性价比的平衡之选 

当前常见的轻量化材料主要有铝合金、镁合金、碳纤维增强PEEK等。其中: 铝合金:应用最广,工艺成熟,但密度高于镁。 碳纤维/PEEK:性能优异,重量极轻,但成本高昂,多用于高端部件。 镁合金:密度约为铝的 2/3,比强度接近铝,且具备更好的减震、散热与电磁屏蔽性能。 近年来,随着镁价回落、半固态压铸等工艺进步,镁合金的性价比日益凸显,已逐步从“贵金属”转向“实用化轻量化材料”,成为替代铝合金的热门选项。


三、技术突破:半固态压铸推动镁合金“重生” 

过去制约镁合金应用的主要是腐蚀问题与成型工艺难度。如今,半固态注射成型技术正在改变局面。

更安全:无需SF6保护气体,避免环境污染与燃烧风险。 

性能更优:产品孔隙率低、致密度高,耐腐蚀性接近铝合金。 

能耗更低:成型温度比传统压铸低约100–150℃,节能显著。 


伊之密、海天金属、力劲集团等国内压铸机企业已推出大吨位半固态镁合金注射机,推动镁合金从3C小件走向汽车、机器人等大型结构件。 



四、产业链与主要公司:谁在布局镁合金赛道? 

上游资源、中游加工、下游应用已形成完整链条。 

上游:中国镁资源丰富,原镁产量占全球90%以上。 

中游:镁合金加工企业包括宝武镁业、星源卓镁、万丰奥威等,其中宝武镁业具备“矿石-原镁-合金-深加工”全产业链能力。 

下游:汽车仍是最大应用市场,机器人、3C、航空航天、低空经济等新领域增长迅速。 

在机器人领域,宝武镁业已与埃斯顿合作推出镁合金工业机器人,减重11%、提速5%。特斯拉、宇树、智元等人形机器人企业也在逐步导入镁合金部件。


五、未来市场:多赛道共振,镁需求迎来爆发 

汽车轻量化:新能源汽车单车用镁量预计从目前约10kg提升至2030年30kg。 

机器人放量:工业机器人及人形机器人逐步上量,预计2027年全球机器人用镁需求可达0.81万吨。 

低空经济:eVTOL飞行器大量采用轻量化结构,镁合金有望成为关键材料。 储氢材料:镁基固态储氢技术具备高密度、安全性优势,远期潜力巨大。 

预计2024–2027年,全球镁需求年复合增长率可达约21%,成长空间明确。



六、机器人用镁合金的发展趋势 

未来镁合金将在机器人多个部件中发挥作用。 

关节模组:壳体轻量化,提升功率密度与运动精度。 

骨架/机械臂:在保证强度的前提下降低重量,增强运动灵活性。  

壳体与散热组件:借助其散热与电磁屏蔽特性,提升机器人稳定性与可靠性。 


从汽车到机器人,从航空航天到低空经济,轻量化浪潮正在多重赛道中同步涌动。镁合金凭借其材料特性与不断优化的成本结构,正从“小众高端”走向“规模应用”。 随着工艺逐渐成熟、产业链协同加强,镁合金有望成为机器人轻盈起舞的“骨骼”,推动整个产业向更节能、更灵敏、更经济的未来加速前进。