中国粉体网讯 随着人形机器人技术的快速迭代，对核心部件的制造精度、结构复杂度、轻量化水平及研发效率提出了更高要求。相较于传统工艺，3D打印技术在材料性能、一体成型及生产效率方面展现出显著优势。
3D打印件在Z轴方向具备卓越强度，且呈现各向同性特性，同时可实现零部件减重，有效提升机器人动作敏捷性并降低能耗；通过3D打印技术，能够实现复杂内部结构与多尺度构型的设计，达成复杂结构的无支撑一体成型，精准满足个性化定制需求；3D打印支持从数字模型到实体部件的直接转换，无需模具开发环节，大幅缩短研发周期、加速产品迭代，未来有望进一步推动人形机器人的升级进程。
部分人形机器人3D打印部件及材料 来源：中泰证券研究所
在人形机器人核心结构件制造领域，3D打印技术率先实现规模化应用。人形机器人的手臂、大腿、关节、肩部/胸部骨架及外壳等部件，既要满足结构强度要求，又需兼顾轻量化设计以提升续航与运动灵活性。3D打印的复杂结构制造能力与一体成型优势，恰好破解了传统制造工艺在异形结构加工、多部件装配整合上的难题。波士顿动力早在Atlas机器人研发阶段，就将3D打印技术用于关键结构件制造，为机器人实现高精度运动控制奠定了基础。
3D打印参与Atlas液压动力单元制造 来源：波士顿动力
铂力特在世界机器人大会上展出的3D打印肩支架、胸骨、小臂等系列零件，更直观展现了该技术在核心结构件批量制备上的成熟度，通过一体化打印减少了装配工序，同时降低了部件重量。
世界机器人大会参展展品 来源：铂力特
在结构组织与仿生功能实现层面，3D打印的多材料应用能力打开了人形机器人仿生设计的新空间。柔性皮肤、仿生肌肉等柔性部件是提升机器人人机交互安全性与运动适应性的核心要素，传统工艺难以实现柔性材料与刚性结构的精准融合。3D打印技术可通过多材料协同打印，制备出兼具缓冲性能与结构稳定性的仿生组织。例如Figure 02人形机器人在膝盖及手臂肘关节附近，采用新型复合材料3D打印出蜂窝状可压缩组织，该软停止装置不仅实现了运动缓冲，还兼顾了轻量化与强化散热的双重需求，大幅提升了关节运动的安全性与耐久性。
Figure 02采用3D打印新型蜂窝状复合材料 来源：民生证券研究院
核心功能部件的性能升级，同样离不开3D打印技术的助力。在传感器领域，华力创推出的微型六维力传感器Photon Finger是目前全球尺寸最小的六维力传感器，由于其微小尺寸与复杂内部结构，使用传统机床加工手段，成本高、周期长、良率低。铂力特与华力创科学团队优化结构设计，减少零部件数量、一体成形，降低了装配难度和加工难度，在确保内部结构精度的同时，显著降低了加工成本，并将加工周期缩短至20分钟每批次。一体化成形提升了产品的生产效率，相较于传统机加一次仅能加工一个传感器，3D打印满版能同时打印15-30个。不仅如此，产品性能得到了显著提升，量程及过载能力提升了50%～250%
Photon Finger六维力传感器 来源：华力创
在电机制造中，3D打印能够实现传统工艺难以企及的复杂几何形状，可优化设计电机定子、转子等核心部件，将多个零件集成一体，减少装配需求，通过轻量化设计进一步提升电机输出效率。
对于减速器而言，3D打印的一体成型设计可实现精密内部结构，提升传动精度，搭配高强度材料还能增强柔轮、钢轮等部件的耐磨性，延长使用寿命。
针对人形机器人的散热痛点，机器人的关节、骨架、外壳及电机等部位易产生热量堆积，影响运行稳定性。借助3D打印技术，可采用高导热复合材料定制散热通道结构，优化电机定子、转子的热通路，减少局部热点；更能实现电机、减速器与关节结构的一体化散热壳体设计，加速热量向外部环境传递，从结构层面破解散热难题。
除了生产制造环节，3D打印技术还在人形机器人的研发设计与定制化需求中发挥关键作用。在研发阶段，3D打印的快速原型设计能力可让研发人员在短时间内验证不同设计方案，大幅缩短研发周期，降低试错成本；面对个性化需求，3D打印可根据具体技术参数定制核心零部件，也能依据不同应用场景（如工业巡检、服务机器人等）定制外观件，提升产品的适配性。
综上，3D打印技术以其复杂结构制造、多材料应用、轻量化设计及快速原型等核心优势，已全面覆盖人形机器人的结构件、仿生组织、核心功能部件等多个领域，既解决了传统制造工艺的诸多痛点，又为技术创新与个性化定制提供了可能。随着3D打印材料与工艺的不断升级，其在人形机器人领域的应用将更加深入，持续推动人形机器人向更高精度、更优性能、更广泛应用场景迈进。
参考来源:
各企业官网
民生证券《人形机器人材料需求系列报告之二3D打印赋能人形机器人升级迭代》
(中国粉体网编辑整理/月明)
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