中国粉体网讯 在科技飞速发展的当下，人形机器人正逐步从科幻走向现实，服务型机器人现身酒店餐厅，工业机器人助力产线完成复杂任务。它们能模仿人类动作、实现互动交流，而这一切功能的背后，制造材料起着关键作用。
铝合金
金属材料是机器人骨骼与关节的核心构成材料。铝合金密度仅为钢铁三分之一，强度却接近高合金钢，比刚度超钢，既减轻机器人重量、降低能耗，又能保证结构稳定，轻松应对工业机器人机械臂搬运重物的需求。其良好的铸造、塑性加工性能，可通过多种工艺制成复杂零部件，导电导热性利于信号传输和散热，耐腐蚀性则能延长使用寿命。
膝关节传动部件采用铝材制造的人形机器人 来源：波士顿动力
钛合金
钛合金强度与钢相当，密度仅为钢的60%，耐腐蚀性和高温性能出色，是高端机器人关键部件的理想之选，在关节部位用它能承受压力扭矩，保证灵活性与可靠性，特斯拉Optimus Gen3的髋膝关节采用Ti-6Al-4V齿轮组件，结合3D打印的空心结构设计，使单个关节零件重量减轻约40%，而且疲劳寿命是传统不锈钢的3倍。在骨架结构上，波士顿动力Atlas V11的脊柱支撑架采用网状钛合金框架，在保持25kg负载能力下，将整体刚性提升18%。
Optimus Gen3 来源：特斯拉
工程塑料
塑料材料为机器人赋予轻盈“身躯”，工程塑料如ABS、聚碳酸酯，重量轻、成本低，成型工艺多样，注塑成型可制复杂外壳兼顾美观与防护，挤出成型能造细长杆件提升效率，助力降低机器人制造成本，增强市场竞争力。
PEEK材料作为特种工程塑料，比强度远远高于铝合金，且耐热、耐磨、耐辐照，能在保证性能的同时为机器人减重，提升能效与负载能力，特斯拉Optimus二代人形机器人用其减重10公斤，行走速度提升30%。
PEEK可适用部位 来源：特斯拉，民生证券研究院
复合材料
复合材料带来“强与轻”的突破。碳纤维复合材料密度仅为钢材的1/3，强度远高于多数金属，这种轻且强的特性能显著减轻机器人自重，提升运动效率与灵活性。其高刚度、耐疲劳、耐腐蚀、耐高温、热膨胀系数低的特点，让机械臂和关节长期使用不易变形损坏，适应恶劣环境，保证温度变化下的运动精度。
碳纳米管复合材料也潜力巨大，强度是钢的200倍，重量仅为钢的1/6，可制框架、关节减轻重量。在传感器领域，它能造高灵敏度柔性触觉传感器和高性能力传感器，助力机器人精细操作；在驱动器领域，可制电化学致动器模拟人类肌肉驱动，目前虽应用较少，但未来前景广阔。
柔性触觉传感器应用于灵巧手 来源:汉威科技
材料选择需综合权衡强度、刚度、重量、耐用性与成本。工业机器人需高强度耐用材料，家庭服务机器人更重灵活性与环保性，工程师需依设计需求和应用场景抉择，打造高性能、高性价比的机器人。
随着材料科学进步，未来人形机器人有望在医疗、教育、家庭等领域发挥更大作用。相信材料创新将为机器人世界带来无限可能，我们拭目以待。
参考来源:
特斯拉、汉威科技官网
张丽.聚醚醚酮市场分析及发展趋势
国海证券《新材料产业深度报告：人形机器人量产在即，新材料蓝海广阔——新材料产业框架四》
(中国粉体网编辑整理/月明)
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