在人形机器人的宏大产业版图中,关键材料无疑是极为重要的一环。
材料的性能直接关乎机器人的各项性能指标,从机械性能到电子性能,从外观质感到底层结构支撑,材料都起着决定性作用。
人形机器人对材料有着极为严苛的要求,需要材料具备高强度、低密度、高耐磨性、良好的导电性和导热性等多种特性,以满足其在复杂环境下的灵活运动和稳定运行需求。
而在人形机器人的不同部件中,所应用的材料也各有不同。例如,在机器人的关节处,需要高强度且耐磨的材料来保证关节的灵活转动和长久使用;在外壳部分,则需要兼具美观与一定防护性能的材料;对于内部的电子元件,良好的导电和绝缘材料是保障电子信号稳定传输的关键。
随着人形机器人市场的快速发展,关键材料的市场规模也呈现出迅猛增长的态势。
本文盘点了部分上市公司在人形机器人关键材料领域的布局情况。
▍领益智造
领益智造成立于2006年,公司的业务涵盖AI手机及折叠屏手机、AI PC及平板电脑、影像显示、材料、电池电源、热管理(散热)、AI眼镜及XR可穿戴设备、精品组装及其他、传感器及相关模组、机器人等相关硬件产品领域。
近年来,领益智造专注于为全球客户提供精密功能件、结构件、模组等一站式智能制造服务及解决方案,综合实力持续提升,精密功能件产品的市场份额及出货量已连续多年稳居全球消费电子市场领先地位,成为全球领先的AI终端硬件核心供应商,并凭借先进的模切、冲压、CNC加工及注塑等工艺制造技术进一步渗透机器人、新能源汽车、光伏储能等新兴市场。
领益智造重视人形机器人市场的发展机遇,基于多年来积累的工艺制造经验,公司掌握了从材料开发到多种工艺制程复合的能力,可提供涵盖铝合金、钛合金、镁合金、碳纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维、Peek、磁材、电池屏蔽、散热、防水等多种材料开发服务。
针对具身智能发展趋势,领益智造自研了CSV减速器(摆线针轮减速器)并不断对其优化迭代,开发出扭矩比谐波大、寿命长的小尺寸摆线针轮减速器,并应用于具身智能机器人。2014年,领益智造成功研发第一台减速机原型机LRV-20E,并在传统摆线针轮减速器的基础上,自研了CSV系列减速器,CSV系列减速器不仅克服了一般摆线针轮减速器的缺点,而且在结构上具有自己独特的优势。2016年起,领益智造自研的CSV减速器(摆线针轮减速器)相继获得国家发明专利《一种低背隙机器人减速机》《一种摆线针轮谐波传动装置》、美国发明专利《LOW-BACK-CLEARANCE ROBOT SPEED REDUCER》、日本发明专利《低バックラッシュロポット減速機》,并将自研减速器应用到自研机器人,打造公司独特技术护城河。
目前,公司已拥有伺服电机、减速器、驱动器、运动控制器等人形机器人执行层的核心技术,并为人形机器人客户提供头部总成、灵巧手总成、四肢总成、高功率充电和散热解决方案等核心硬件,在联合开发和整机组装有成熟经验,目标成为机器人本体总成制造商。此外,公司正在积极推动机器人在工厂的各种场景中应用和迭代;持续开发减速器、控制器、执行器、灵巧手等核心部件,解决机器人在执行任务时的精准、效率和可靠性等痛点问题。
领益智造旗下的全资子公司深圳市领鹏智能科技有限公司(以下简称“领鹏智能”)已与Hanson Robotics Limited签署谅解备忘录,双方将就人形机器人的设计优化升级、量产测试等方面展开合作。
近日,领益智造表示公司正研究和尝试MIM技术(金属注射成型)在人形机器人的应用。该技术通过将金属粉末与粘结剂混合后注射成型,能够高效制备复杂精密金属零件,在人形机器人领域或可用于关节、传感器等关键部件制造。
▍东睦股份
东睦股份作为中国粉末冶金新材料行业的龙头企业,是世界领先的粉末压制成形(P&S)制造企业,是中国领先的软磁复合材料(SMC)制造企业,也是中国领先的金属注射成型(MIM)制造企业。
粉末冶金是一种先进的金属成形技术,通过制取金属或非金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,经过成形和烧结等工艺过程,制造金属材料、复合材料以及各种几何构造制品的工艺技术,与传统工艺相比,具有节能、节材、节省劳动力、环保、近净成形、个性化、一致性好等优势,其优点使其成为解决新材料问题的钥匙,在新材料的发展中起着举足轻重的作用。
近年来,粉末冶金行业呈现“高端化、绿色化、智能化”发展趋势,随着粉末冶金技术的不断提升,运用场景不断扩展,同时受益于国家促进经济发展的各类优惠政策刺激,东睦股份以P&S、SMC和MIM三大新材料技术平台为基石,致力于为新能源和高端制造提供最优新材料解决方案及增值服务。
目前,东睦股份依托三大技术平台已成功切入人形机器人领域。随着人形机器人的不断发展,灵巧手的需求量也随之增加,而使用MIM技术生产的微型齿轮具有模数小、强度高、设计自由度大、成型成本低等优点,在灵巧手指驱动齿轮和仿生手手指连接结构件等应用场景中拥有良好的发展前景。东睦股份抓住这一机遇,投入资源进行MIM技术应用到人性机器人灵巧手的方案研究,并取得了一定的成果。
此外,东睦股份的下属公司上海驰声新材料有限公司成功开发出了机器人谐波减速器用液态金属柔轮样件,经初步测试,在使用寿命、传动误差、噪声、轻量化等指标方面,液态金属柔轮样件性能良好,预计能广泛运用到人形机器人关节中。而公司间接参股的深圳小象电动科技有限公司,研发生产出轴向磁场电机,该电机相对于于传统径向磁场电机具有体积小、重量轻和效率高等显著特点,能够为客户提供节能、高效及重量尺寸具有优势的电驱动解决方案,特别适用于对体积重量有特殊要求的人形机器人等应用领域。
▍道氏技术
道氏技术成立于2007年,早期以陶瓷釉料和陶瓷墨水业务为核心。公司持续聚焦新材料业务,专注材料创新、工艺创新、产品创新,通过转型升级,发展形成当前“碳材料+锂电材料+陶瓷材料+战略资源”的新格局,实现了从陶瓷行业向新能源行业的跨越。
近年来,道氏技术不断深化管理,提升组织效率和战略协同,持续推动研发创新和国际化战略,在保持陶瓷材料业务领先地位的同时,深度布局新能源电池材料迭代技术和前沿产品,构建了“镍钴资源、冶炼业务、正极材料、负极材料、导电剂材料、电池循环回收利用”的一体化产业链。目前,新能源材料业务已成为公司核心战略业务。
道氏技术牢牢把握新能源的发展趋势,积极布局固态电池材料,拥抱 AI 时代浪潮,具有清晰的战略定位,以锂电材料产业链和碳材料产业链为主赛道,以现有核心技术为依托,打造新材料研发生产一体化平台,探索“AI+材料”的运用,将AI芯片作为公司战略发展的新方向。
目前,道氏技术在人工智能驱动的研发方面与湖南大学刘杰教授团队已形成战略合作,投资新设的子公司广东图灵道森技术有限公司主要从事研发与生产范式智能化变革,参股的广东芯培森技术有限公司专注于设计、生产、推广面向原子级科学计算的“非冯·诺依曼”架构专用 ASIC 芯片,应用市场潜力大,是新质生产力代表之一。
在新能源加速转型、人工智能重塑生产力、人形机器人开启新赛道的时代浪潮下,道氏技术锚定新能源电池高能量密度和高安全性能两大行业痛点,将固态电池材料作为公司未来的核心战略发展方向,全力推进单壁碳纳米管、硅碳负极以及固态和半固态电解质、金属锂负极等固态电池关键材料的大规模产业化,推动固态电池在新型机器人、无人机产业方面的近日,应用,争取成为固态电池材料的龙头企业。
近日,道氏技术与芯培森、柔性传感器产业化龙头公司苏州能斯达电子科技有限公司就人形机器人部分关键零件所需材料的研发和市场拓展等方面签署了战略合作协议。其中,道氏技术将依托其在碳材料产品上具备的技术和生产优势,将碳材料应用于人形机器人部分关键零部件材料配方中,以提升产品性能。
▍中研股份
中研股份成立于2006年,是一家专注聚醚醚酮(PEEK)研发、生产及销售的高新技术企业。
中研股份自成立以来,始终专注于PEEK产业化及制品领域的核心技术的自主研发和创新,累计投入实验经费超1.2亿元,拥有多套聚醚醚酮合成设备,150余台产品性能检测设备,完成近万次聚醚醚酮合成实验。在中研股份科研团队的不懈努力和坚持下,中研封端聚醚醚酮产品的“热稳定性、批次稳定性、颜色一致性和高纯度”均已达到国际水平,实现工业化连续生产。
经过十余年的自主研发,中研股份在PEEK合成、提纯、复合增强的理论和技术方面实现了多项创新和突破,掌握了包括关键原料选择、关键过程控制、关键设备设计、关键工艺优化、关键指标监测的全流程全国产化PEEK生产能力。
中研股份的主要产品为树脂形态的PEEK,形成现有的“两大类、三大牌号、六大系列”共89个规格牌号的产品体系。公司产品适用于注塑、挤出、模压成型、喷涂等加工方式,可满足下游客户对PEEK的多种应用场景需要。
PEEK具有机械特性好、耐热等级高、耐腐蚀、阻燃、耐磨、耐水解、耐剥离、生物相容等特性,易于注塑成型、挤出成型和切削加工,能够在中高端领域逐步替换金属材料的使用,是公认的全球性能最好的热塑性材料之一。
PEEK的种种优异性能,符合人形机器人的材料需求,是人形机器人轻量化的首选材料,能够应用于结构件(肢体骨骼与关节、机械臂)、传动与连接部件(齿轮与链条、轴承与螺栓)、防护与外壳(传感器和执行器外壳、装饰部件)和能源与储能部件(电池外壳与绝缘部件)等人形机器人主要部件。
目前,中研股份将战略发展目标聚焦于PEEK材料的应用领域,致力于实现全方位的拓展,以推动产业发展,助力科技进步。
▍中欣氟材
中欣氟材成立于2000年,是一家专业从事氟精细化学品研发、生产、销售的国家重点高新技术企业,具有萤石-氟化氢-精细化学品全产业链产品,广泛应用于医药、农药、环保制冷剂、新能源、新材料与电子化学品等多个领域。
经过多年的自主研发与创新,中欣氟材向下拓展展高附加值的BPEF(光学树脂单体)、DFBP(PEEK 合成单体)及氟聚酰亚胺等新材料和超级电容器电解液等含氟电子化学品,向上游布局具有“第二稀土”之称的稀缺萤石资源。
位于特种工程塑料金字塔顶端的PEEK具有生物相容性、耐高温、耐腐蚀和高机械强度等特点,广泛适用于航空航天、医疗植入、半导体制造等领域,也是人形机器人关节与传动系统的核心替代材料。而DFBP的纯度和品质直接影响着PEEK的产品质量,其需求也将跟随 PEEK 应用场景的拓展而同步提升。
中欣氟材长期坚持技术领先战略,高度重视技术与产品的研发工作,将投资重点聚焦于新材料、环保型制冷剂及新能源材料领域,加速推进高附加值产品产能建设,为公司中长期新材料业务的快速扩展提供坚实的保障。公司进一步优化浙江基地的产品结构,将业务方向转向高性能聚合物材料、光学功能材料等新材料领域。与此同时,公司同步深化江西基地在第四代制冷剂、三氟系列等含氟精细化工项目的布局,并重启福建基地六氟磷酸钠等新能源材料项目。
含氟精细化学品作为氟化工产品的重要产品体系之一,因其优良的综合性能和独特用途,被广泛用于国民经济各个行业和高新技术领域,特别是新材料、新兴信息产业、新能源、新能源汽车、节能环保、高端装备制造业等国家战略新兴产业,对促进制造业转型升级有着十分重要的作用,是具有带动作用的先导性、战略性行业。中欣氟材始终聚焦氟化工产业,牢牢把握技术创新、产业经营和资本运作三个核心要素,立足自身优势资源,把握行业发展趋势和机遇,将公司发展成为以高端氟材料为引领,具有全产业链的国内氟化工领军企业。
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