机器人轻量化—碳纤维

新闻数据核心观点

核心材料定位：碳纤维及其复合材料是实现人形机器人轻量化的关键材料，用于减轻自重，提升续航、灵活性和负载。

具体应用：广泛探讨应用于关节、机械臂、滚柱丝杠、外壳及结构件。PEEK-碳纤维复合(CF/PEEK)和碳纤维增强尼龙(PA)是两大主要技术路径。

• CF/PEEK：有望在机身重要关节率先渗透，解决塑料脆性问题，提升机械强度和耐磨性。
• 碳纤维增强尼龙：用于手臂外壳、躯干外壳等，兼具高刚性与轻量化。

企业布局与订单： 会通股份提供碳纤维增强尼龙材料，已获国内主机厂千台级订单。 精工科技第二代外骨骼机器人采用碳纤维减重30%，并探索CF/PEEK新应用。 明新旭腾成立子公司进军机器人轻量化。

市场趋势：分析预测，随着人形机器人产量放量，将显著拉动碳纤维材料的消费需求，机械臂等部件需求有望达万吨级别。

路演纪要核心观点

核心定位与优势：碳纤维是轻量化核心材料，比铝轻30%、钢轻70%，可提升运动精度。主要用于骨架、关节承重结构、机械臂等。

用量与需求预测：单机用量约 7-10kg。预测2028年全球需求约3000吨；若渗透率完全释放，国内需求或达 10万吨以上。

成本与价格：PEEK/CF复合材料BOM成本约 3000元/台。国内民用碳纤维价格经历下跌后于2024年底企稳，均价约83.5元/千克。

技术瓶颈：

• 复合技术：PEEK-CF复合工艺难度高，国外技术封锁，国内产业化待突破。
• 连接技术：碳纤维-金属接头强度、耐久性是挑战，目前仅原型机使用。

替代竞争：与镁合金相比，碳纤维“更轻但成本高、脆性大”，存在被技术替代的风险。

研报精粹核心观点

轻量化必要性：人形机器人轻量化是核心趋势，特斯拉Optimus Gen2减重10kg，速度提升30%。轻量化可提高机动性、降能耗、增寿命。

性能优势：碳纤维凭借轻质高强(比强度是钢的43倍)、精度提升、能耗降低等特性成为核心材料。国产化降价推动其发展。

CF/PEEK复合材料：

• 性能卓越：解决PEEK低温脆性问题，强度、模量优异，比强度远高于镁/铝合金。
• 应用场景：谐波减速器（疲劳寿命是金属19倍）、肢体部件、六维力传感器等。

市场与成本：单机用量估算为 2.4kg-8kg 不等。CF/PEEK复合材料价格约 353-529元/kg，高于钛合金，成本是挑战。

生产工艺：国内熔融浸渍等连续CF/PEEK预浸料技术可能仍处实验室阶段，未大规模量产。