镁材：人形机器人轻量化的新选择

在人形机器人追求轻量化的浪潮中，材料的选择至关重要。目前常见的轻量化材料有铝、镁、聚醚醚酮（PEEK）和碳纤维材料。其中，镁凭借出色的性能和性价比，正逐渐成为人形机器人领域的“潜力股”。

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镁材：轻量化材料中的佼佼者

提到轻量化，很多人首先会想到铝。确实，在汽车领域，铝的应用十分广泛。根据阿拉丁测算，2024年新能源车单车用铝量已达218.88kg，传统燃油车到2025年单车用铝量约180.04kg。但和镁比起来，铝在轻量化效果上还是稍逊一筹。

镁的密度约1.8g/cm³，而铝的密度是2.7g/cm³，也就是说相同体积下，镁比铝轻了三分之一。这对于追求轻量化的人形机器人来说，是个巨大的优势，如果机器人的机身用镁来做，整体重量能大幅降低，运动起来会更加灵活。

有人可能会说，PEEK材料的轻量化效果也很好啊。没错，碳纤增强的PEEK复合材料密度更低，机械强度也很高，甚至超过了钢铁。但PEEK的价格实在太高了，全球龙头英国威格斯的售价在50万/吨以上，就算是国产的中研股份，价格也在30万/吨以上，比镁和铝高出10倍还多。

轻量化材料与传统材料的参数对比 来源：民生证券研究院

除了轻量化和价格优势，镁还有两个很棒的特性：减震性能和散热性能。

在减震方面，镁是阻尼性能最好的结构材料。人形机器人在工作时，难免会涉及取放物品，甚至是液体，这就对减震有要求。用镁做的部件能有效控制噪音，增强结构稳定性，就像汽车方向盘用镁合金后，舒适度和稳定性都提升了不少。

散热方面，镁合金也比铝合金更出色。AZ91D镁合金的导热系数是54W/mK，A380铝合金是100W/mK。别看铝合金的导热系数高，但镁合金制作的散热片，根部和顶部的温度差更大，能加速空气对流，散热效率更高。这对人形机器人来说太重要了，因为机器人内部的驱动电机在工作时会产生大量热量，散热好才能保证机器人正常运行。

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镁材在人形机器人上的用武之地

有了汽车轻量化的成功经验，镁合金在人形机器人上的应用也充满希望。在汽车上，AZ91D和AM60B这两个牌号的镁合金占了汽车用镁合金的90%，它们在人形机器人上也能发挥大作用。

AZ系列的镁合金力学性能、铸造性能和耐蚀性能都不错，很适合制造形状复杂的薄壁压铸件，人形机器人的壳体就很适合用AZ91D来做，机器人的外壳需要保护内部零件，还要轻便、耐用，AZ91D完全能满足这些要求。

AM系列的镁合金则多用于制造经受冲击载荷、安全性较高的部件。在人形机器人身上，一些需要承受冲击力的关节部位，或许就可以用到AM系列镁合金，能让机器人在运动过程中更安全可靠。

另外，镁合金还有很好的回收性能，符合环保的趋势。在机器人更新换代后，这些镁合金部件可以回收再利用，减少资源浪费。

ER4-550-MI镁合金工业机器人 来源：埃斯顿自动化官网

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展望

随着人形机器人量产的脚步越来越近，对轻量化材料的需求也会越来越大。镁合金轻量化效果比铝合金好，价格比PEEK复合材料有优势，性价比凸显，很可能成为人形机器人轻量化材料的首选。

想想看，当人形机器人用上镁合金，重量减轻了，运动起来更灵活，续航时间也能延长。在工业生产中，它可以更高效地完成各种任务；在服务领域，它能更轻松地陪伴老人、照顾病人。

当然，镁合金在人形机器人上的应用还需要不断探索和完善。比如，如何进一步提升它的耐腐蚀性，让它在不同环境下都能稳定工作；如何优化加工工艺，降低生产成本，让更多的机器人能用上镁合金部件。

但不可否认的是，有了汽车领域的成功案例，镁合金在人形机器人领域的前景十分广阔。它或许会像改变汽车行业一样，为人形机器人的发展带来一场轻量化的革命，让这些智能机器人更好地融入我们的生活，为我们提供更多的便利。

参考来源:
宇树科技、埃斯顿自动化官网
民生证券《人形机器人材料需求系列报告之一，人形机器人轻量化迈向“镁”好》
刘川.连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的制备及性能研究
崔小明.特种工程塑料聚醚醚酮的开发与应用