人形机器人已经从实验室当中走了出来，开始进行商业化量产。在这个过程中，轻量化与结构强度之间的平衡成为了最为核心的挑战。

铝是一种兼具轻质、高强度和耐腐蚀特性的金属材料铁废铝，它正在人形机器人的关节部位实现规模化渗透，也在人形机器人的骨架部位实现规模化渗透，还在人形机器人的传动系统部位实现规模化渗透，同时在人形机器人的外壳部位实现规模化渗透。

到 2024 年底时，全球人形机器人行业对于铝合金的需求数量，与去年同期相比急剧增加了 62%。并且，它成为了在新能源汽车之后的另一个铝材应用迅速发展的领域。

铝合金的综合性能比较突出，这使它成为人形机器人金属材料的首选。它的密度仅仅是钢的 1/3。它能够通过合金配比和工艺优化，达到与部分钢材相当的强度。比如，7 系航空铝（7075-T6）的比强度，也就是强度与密度的比值，能够达到 200 MPa/(g/cm³)，比多数工程塑料都要好。并且它在散热性和电磁屏蔽性方面的表现也很优异。

特斯拉 -Gen2 在迭代时，其四肢骨架采用铝镁合金，实现了减重 15%，并且通过拓扑优化设计，保持了结构的刚性；波士顿动力的 Atlas 机器人使用高强度铝材来打造膝关节传动部件，以此应对高频率跳跃所带来的冲击；另外，优必选 X 的散热系统采用压铸铝壳体，凭借铝的高导热系数（约 200 W/m·K），实现了高效的热管理。

当前，铝在人形机器人领域的技术迭代正不断加快。产业链的各个环节都涌现出了许多突破性的进展。

1. ​高强度铝合金材料的性能跃升

立中集团在 2024 年 9 月发布了抗拉强度的铝硅合金。之后，其研发的机器人专用 7xxx 系铝合金于 2025 年 1 月通过了航天级认证。该材料借助微合金化技术，将屈服强度提升了。并且在保持 5%延伸率的情况下，成功应用于傅利叶智能的仿生膝关节模组，相较于传统钛合金方案，减重达到了 32%。明泰铝业开发的全铝立柱本体材料，运用了喷射沉积成形工艺，使得散热器铝材的导热系数提高到了 240W/(m·K)，并且已经开始批量供应宇树科技 H1 人形机器人的驱动系统。

2. ​一体化压铸技术的工业级突破

文灿股份在重庆基地投产的是全球首条 9800T 两板式超级压铸产线，这条产线能将人形机器人骨架的制造周期从 72 小时压缩到 18 小时。其研发的仿生脊柱骨架组件经过拓扑优化设计，使得焊接点减少了 72%，结构强度达到了一定级别，并且良率稳定在 95%以上。该技术已经获得了北美客户的订单，同时墨西哥工厂也在建设当中。广东鸿图开发出了薄壁压铸铝外壳，这种外壳的壁厚仅有 1.2mm，然而却实现了 30kN 的抗冲击性能，并且被应用于优必选 X 的胸腔防护结构。

3. ​精密加工与功能复合化创新

南山铝业与上海交通大学轻合金国家工程中心联合。2025 年 2 月，发布了纳米强化铝基复合材料。这种材料通过碳化硅纳米颗粒进行弥散强化。将热膨胀系数降低到 8×10⁻⁶/℃。成功解决了伺服电机散热不均所导致的精度漂移问题。并且已导入特斯拉 Gen3 供应链。银邦股份研发的铝 - 石墨烯复合电磁屏蔽层，在 10GHz 频段时屏蔽效能能达到 70dB，并且其厚度仅仅为 0.25mm，此屏蔽层被应用于波士顿动力 Atlas 的头部传感器阵列。

4. ​再生铝技术的低碳突破

中国铝业新建的电子级再生铝纯化生产线，能够把废铝里的铜杂质含量控制在 5ppm 以下，也能把铁杂质含量控制在 5ppm 以下。通过这条生产线生产出来的再生铝材，其碳足迹比原生铝降低了 78%。该技术已经获得了欧盟《关键原材料法案》的认证，预计在 2025 年第二季度开始向智元机器人供应达到 LCA（全生命周期）标准的铝材。

5. ​跨领域技术融合应用

北京钢铁侠科技在航天级场景进行拓展。其开发的仿生蜂窝铝结构经过哈工大验证。此结构让双足机器人躯干减重 30%，并且抗弯刚度提升 40%。该结构使用 7075-T6 航空铝，通过仿生学设计达成 12GPa·m³/kg 的比刚度。计划将其用于 2025 年 Q4 发射的太空站维护机器人。

这些技术突破使得铝材在人形机器人中的单机用量有了提升，从 2024 年的 20kg/台提升到了 2025 年的 28kg/台。同时，高端铝材的溢价率也在上升铁废铝，由 15%攀升到了 35%。

工信部《人形机器人产业创新发展指导意见》落地后，铝材在轻量化以及功能集成领域的创新会持续加快。2024 年 7 月，工信部发布了该指导意见，清楚地提出了“突破轻量化材料及精密制造工艺”的目标，并且把铝合金精密成型技术列入了重点攻关的清单之中。

上海市在地方层面于 2024 年 11 月设立了 20 亿元专项基金。此专项基金用于支持人形机器人核心材料的研发及产业化，其中包含高性能铝材。

在学术领域，哈尔滨工业大学与中铝研究院一起开发出了“仿生蜂窝铝结构”。这个结构在 2025 年 1 月通过了验证。它能够让机器人的躯干减轻 30%的重量，同时还能将抗弯刚度提升 40%。相关的成果已经进入了专利产业化的阶段。

高工机器人研究所（GGII）的数据显示，2024 年全球人形机器人使用的铝量大概是 1.2 万吨。同时，其市场规模达到了 18 亿元。假设单台人形机器人的铝材用量在 20kg 到 25kg 之间，这个用量占整机重量的 30%到 40%。按照 2030 年全球 500 万台的出货量来估算，铝材的需求将会上升到 10 万到 12.5 万吨。这对应着约 150 亿到 180 亿元的市场规模，年复合增长率能够达到 45%。

在价格方面，从 2024 年下半年开始，用于机器人的高端铝材，像航空级铝板、高导热压铸铝等，其溢价率从 15%提升到了 30%。其中，部分定制化产品的单价超过了 8 万元/吨，这一价格明显高于工业铝材的均价 2.2 万元/吨。

人形机器人每年以超 60%的速度进行迭代。铝有着成熟的产业链，并且其性能在持续优化。铝正从传统制造业迈向高附加值赛道。头豹研究院预测，在 2025 年到 2028 年期间，中国机器人用铝市场将会占据全球份额的 40%到 50%。本土企业在精密成型以及表面处理等环节取得技术突破，这将成为关键的胜负手。