人形机器人轻量化需求 - 轻量化设计通过优化结构、选用轻质材料、改进制造工艺减轻机器人重量，实现更长续航和更高运动动态响应速度 [1] - 头部厂商普遍将轻量化作为迭代核心，采用自研高扭矩密度电机、拓扑优化结构、一体化伺服模组、碳纤维及复合材料等手段持续降低整机质量 [1][9] - 当前主要采用铝合金、镁合金、碳纤维和PEEK等材料，未来趋势是多材料协同应用按功能分区优化设计 [1][13] 镁合金应用优势 - 镁合金密度仅为铝合金2/3，在比强度、减震性、电磁屏蔽性和加工性能等方面具有综合优势 [2][17] - 2021年前镁铝价格比长期高于1.5制约渗透，近年价格比降至接近1.0缓解价格压力 [2][22] - 半固态镁合金压铸工艺提高加工安全性，复合涂层工艺改善耐腐蚀性，使用性能不断提升 [2][23] PEEK材料特性 - PEEK具有优异机械特性、阻燃性、耐磨性、耐腐蚀性和耐热性等综合性能 [3][59] - 比强度大可实现以塑代钢轻量化，在绝缘性、耐化学性方面优于普通金属 [3][63] - 制约因素主要是高成本，生产工艺复杂且扩产周期长，核心原料氟酮市场集中 [3][70] 轻量化效果验证 - 新能源车减重10%可提升7%续航，机器人减重同样显著提升续航能力 [5] - 天工Ultra采用碳纤维减重后在马拉松比赛中夺冠 [5][8] - 轻量化降低转动惯量，减少电机加速减速所需扭矩，提高动态响应速度 [5] 厂商轻量化进展 - Tesla Optimus从Gen1的73kg减至Gen2的63kg，减重13.7% [10] - 宇树科技G1整机35kg比H1减重25.5%，采用航空级碳纤维和钛合金部件 [10] - 优必选Walker C仅43kg比Walker X减重31.7%，采用一体化伺服模组和轻质外壳 [10] 镁合金压铸技术 - 半固态注射成型工艺温度较传统压铸低50-70℃，模具寿命延长一倍 [31] - 相比传统压铸具有安全性高、环境友好、卷气缺陷少、力学性能好和能耗低等优势 [28] - 头部压铸机企业伊之密、海天金属、力劲集团均已布局半固态镁合金压铸设备 [30][32] PEEK产业链 - 核心原料氟酮占PEEK成本约50%，全球产能主要集中在中国 [70][71] - 2019-2023年中国氟酮消费量从479吨增长至2550吨，价格约350元/千克 [71] - 供给端呈现威格斯主导的一超多强格局，国产替代推动价格从1000元/kg降至600元/kg [77][79] 应用前景 - 预计2035年人形机器人新增需求达1165万台，PEEK材料市场规模或达350亿元 [89] - 每台机器人PEEK用量可能从2kg逐步提升至15kg，价格从340元/kg下降至200元/kg [89] - PEEK在交通运输、航空航天、电子信息、医疗健康等多个领域都有广泛应用 [87]