2026年被行业定义为人形机器人规模化量产起步关键年份,国内整机全年产能目标冲刺10万台,规模达到去年的5倍。
在商业化落地进程中,以改性工程塑料、特种工程塑料、弹性体为代表的高分子材料,正大范围替代钢、铝合金、铜合金等传统金属材料,覆盖整机外壳、承重骨架、关节传动件、灵巧手结构、足部缓冲件、传感器基底、线缆防护等全零部件体系。
高分子材料能够弥补金属重量大、加工成本高、无自润滑等短板。当前已广泛涉及的机器人材料包括高温尼龙、PPS、PEEK、光固化材料等。
01 两大核心热门方向
当下高分子材料在机器人赛道落地最快、关注度最高的两大应用方向如下。
1. PEEK 及其碳纤维改性复合材料——轻量化高强度“骨骼主材”PEEK 及其碳纤维改性复合材料强度高、耐高温、自带润滑特性,以往只能依靠钢、铝合金制作的承重骨架、连杆、关节齿轮、轴承衬套、减速器精密传动件,如今均可实现材料替代,是机器人轻量化骨骼的关键主材。
2. TPU 柔性弹性体——高贴合、高耐用仿生皮肤TPU 材料极大提升了机器人的外观与触感。相比传统材料,TPU 具有更好的亲肤性和抗撕裂性,使机器人在与人互动时触感更加自然柔和;其高弹性可在多次拉伸后几乎完全恢复,解决了皮肤反复拉伸常见的变形问题。
此外,玻纤增强 PA66 等材料也被用于承重连接件,在承受高载荷的同时实现显著减重。
02 量产时代的四大核心难题与重点方向
机器人使用场景已从室内静态展示拓展到工业重载、户外低温巡检、高湿车间等复杂环境。严苛要求给材料选型、生产成本、加工工艺带来四重核心挑战,也指明了重点研发方向。
挑战一:长期耐久性能不足,难以满足工业长期免维护标准痛点:工业场景下机器人需稳定运行 2–5 年无需维护;髋、踝关节长期承受交替重压,连续行走百万次后不能出现结构变形与运动精度下滑,传统材料难以达到长期耐久标准。重点方向:1. 分场景研发耐久改性配方,分析交变应力带来的材料形变规律,搭建标准化材料配套体系;2. 建立材料、设备、零部件供应商、终端用户的产业链协同机制,实现真正契合终端需求的应用开发。
挑战二:环境适应性差,高低温、潮湿工况易失效痛点:1. 高湿车间:尼龙吸水后强度、绝缘性能大幅衰减;2. 电机长期高温工作(局部超 120℃):普通工程塑料软化变形;3. 户外−20℃低温巡检:TPU、尼龙变硬,韧性断崖式下跌。重点方向:1. 同步研发防潮、绝缘、抗电磁干扰专用高分子基材,覆盖机器人全场景需求;2. 优化物理改性工艺,同步提升承重零件与机身通用塑料的环境耐受能力;3. 从材料合成源头研发耐高低温改性高分子。
挑战三:仿生皮肤感知能力薄弱,商业化落地存在明显短板痛点:1. 仿生肌肉柔性驱动器材料的动态响应速度、形变力度达不到人体肌肉水准;2. 柔性基底材料反复弯折十万次以上即出现传感线路失效,远未达到预期寿命;3. 现有 TPU、硅胶、发泡材料仅能实现基础缓冲,无法模拟人体皮肤的压力、温度感知。重点方向:1. 开展跨产业协同研究,例如液体金属与 TPU 相结合的跨界方案,以及自愈合皮肤与传感技术的结合;2. 跳出 TPU、硅胶单一体系,拓展 TPE、特种橡胶等弹性体,融合导电弹性体、印刷电子、LDS 激光成型传感技术。
挑战四:高端材料成本高,规模化量产良品率难以把控痛点:1. 传动零部件要求微米级精密公差,大规模注塑时材料收缩、玻纤分散不均、工艺波动极易造成零件尺寸不合格,拉低生产良品率;2. 纯 PEEK、连续碳纤维复合材料价格昂贵,全机核心传动件使用高端特种塑料会大幅抬升整机售价。重点方向:1. 长期布局家用具身智能赛道,提前研发低成本配套高分子材料;2. 短期优先布局轮式、四足机器人材料市场(需求更大、成本门槛更低);3. 高精度设备搭配 AI 自检自适应系统,提升量产稳定性与良品率;4. 开发熔融指数稳定、填料分布均匀的均一化原料,从源头降低加工误差;5. 研发通用改性工程塑料替代高价特种塑料,压缩整机原材料成本。
中华人民共和国国家发展和改革委员会 中华人民共和国工业和信息化部 中华人民共和国应急管理部 中华人民共和国生态环境部 中华人民共和国科学技术部 中华人民共和国财政部 中华人民共和国商务部 中国石油和化学工业联合会
江苏省发展和改革委员会 江苏省工业和信息化厅 江苏省财政厅 江苏省生态环境厅 江苏省科学技术厅 江苏省商务厅 江苏省应急管理厅 江苏省市场监督管理局 江苏省统计局
北京市化学工业协会 天津市石油和化工协会 辽宁省石油和化学工业协会 内蒙古石油和化学工业协会 重庆市石油与天然气学会 河北省石油和化学工业协会 山西省化学工业协会 吉林省能源协会 黑龙江省石化行业协会 浙江省石油和化学工业行业协会 安徽省石油和化学工业协会 福建省石油和化学工业协会 江西省石油和化学工业协会 河南省石油和化学工业协会 湖北省石化行业协会 湖南省石油化学工业协会 广东省石油和化学工业协会 海南省石油和化学工业行业协会 四川省化工行业协会 贵州省化学工业协会 云南省化工行业协会 陕西省经济联合会 甘肃省石化工业协会 青海省化工协会
电话:协会:025-8799064 学会:025-86799482
会员服务部:025-86918841
信息部:025-86910067
传真:025-83755381
邮箱:jshghyxh@163.com
邮编:210019
地址:南京市梦都大街50号东楼(省科技工作者活动中心)5楼
苏公网安备 32010502010057号
备案号:苏ICP备2026013520号-2 “坚决打赢禁毒人民战争”专栏—法律法规
电话:025-8799064
会员服务部:86918841
信息部:86910067
传真:025-83755381
邮箱:jshghyxh@163.com
邮编:210019
地址:南京市梦都大街50号东楼(省科技工作者活动中心)5楼
苏公网安备32010502011424号