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机器人行业报告(七):轻量化大势所趋镁合金+工程塑料加速渗透
发布时间:2025-07-10 浏览

  

机器人行业报告(七):轻量化大势所趋镁合金+工程塑料加速渗透(图1)

  人形机器人探索落地场景,轻量化大势所趋。随着机器人智能化水平提升,逐步探索各种应用场景,人形机器人暴露在真实环境,续航、运动响应速度、安全性等关注度提高,轻量化可以减少能耗、提升运动灵活性,有望成为机器人发展趋势。以特斯拉为例,Optimus Gen2,相比前一代人形机器人,第二代机器人拥有AI大模型的加持,体重比一代减少10kg,步行速度加快30%,身体控制能力增强。

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  人形机器人有望借鉴新能源汽车轻量化路径。以特斯拉为例,特斯拉Model3通过多方案混合使用联合实现轻量化:Model3的轻量化主要从布置优化、结构优化、新材料、新工艺四个方面实施,通过高集成化设计,布局紧凑极限压缩空间,材料方面车身采用铝钢结合,减重效果明显。因此,我们认为人形机器人可以通过关节集成化、轻量化新材料、迭代零部件等方式实现轻量化设计。1)轴向电机相比传统径向电机,轴向磁通电机在体积、重量、成本及能效上优势显著,功率密度提升超30%,能耗降低15%-20%,国内人形机器人“青龙”的腿部系统追求轻量化、高刚度和低惯量,搭载了高扭矩密度的轴向电机;2)新材料方面,可以使用镁铝合金、工程塑料等轻量化材料代替钢材,实现减重;3)集成化方面,以将减速器和电机集成化,科盟为例,其推出了全球首款PEEK复合材料谐波减速器,将轴向磁通电机与谐波减速器的毫米级同轴集成方案,与传统方案相比,模组总质量降低40%,实现了轻量化与结构强度的双重突破。

  镁合金和工程塑料渗透有望提升。镁合金是理想的轻量化材料,相比铝合金,镁合金的密度是1.74g/cm3,是铝的2/3左右,不到钢的1/4,使用镁合金作为汽车零部件材料具备明显的轻量化优势,我们认为在一些支撑结构、结构件等领域有望渗透。PEEK材料综合性能优秀,具有机械性能好、自润滑性等优势,减重能力明显,但价格相对较高,我们认为有望随着国产替代,逐步在齿轮等高性能部件应用。

  投资建议:轻量化有望成为人形机器人的迭代方向。1)镁合金性价比较高,建议关注旭升集团、星源卓镁;2)PEEK等工程塑料材料轻量化优势明显,建议关注沃特股份、新瀚新材、中欣氟材等。

  风险因素:算力需求不及预期;地缘政治风险;宏观经济下行风险;技术替代风险等。


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