[隆眾聚焦]: 人形機(jī)器人開(kāi)辟新藍(lán)海 PEEK站上風(fēng)口
【導(dǎo)語(yǔ)】:隨著人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,PEEK 材料因其優(yōu)異的性能成為了該領(lǐng)域的關(guān)鍵材料,迎來(lái)了巨大的發(fā)展機(jī)遇,正站在風(fēng)口之上。
一、人形機(jī)器人開(kāi)辟新藍(lán)海
全球老齡化趨勢(shì)加劇,未來(lái)全球勞動(dòng)力市場(chǎng)供需格局將日趨緊張,催生了機(jī)器代人的需求。人形機(jī)器人正開(kāi)辟出一片新藍(lán)海,其發(fā)展前景廣闊,主要基于以下幾方面原因:
勞動(dòng)力市場(chǎng)供需變化:在一些發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū),勞動(dòng)力成本不斷攀升,企業(yè)對(duì)自動(dòng)化替代的需求愈發(fā)迫切,人形機(jī)器人作為能夠適應(yīng)多種工作場(chǎng)景的自動(dòng)化設(shè)備,具有很大的市場(chǎng)空間。
特定領(lǐng)域需求凸顯:在醫(yī)療養(yǎng)老領(lǐng)域,老齡化問(wèn)題使得護(hù)理機(jī)器人市場(chǎng)需求巨大。據(jù)估算,該領(lǐng)域存在 3000 億元的市場(chǎng)空間,傅利葉 GR-2 等機(jī)器人已實(shí)現(xiàn)翻身護(hù)理、喂食等功能,2025 年出貨量預(yù)計(jì)突破1萬(wàn)臺(tái)。
核心零部件技術(shù)突破:中國(guó)企業(yè)在核心零部件領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了國(guó)產(chǎn)替代,如綠的諧波的諧波減速器傳動(dòng)精度達(dá)30弧秒,處于全球領(lǐng)先水平;雙環(huán)傳動(dòng)的 RV 減速器耐磨性提升3倍;匯川技術(shù)的 “靈犀” 系列關(guān)節(jié)電機(jī)定位精度 ±0.01°,技術(shù)參數(shù)比肩日本安川。
AI 與傳感器融合發(fā)展:AI 大模型的發(fā)展為人形機(jī)器人賦予了 “智慧大腦”,使其能夠更好地理解人類指令并執(zhí)行動(dòng)作。同時(shí),傳感器技術(shù)的進(jìn)步也讓機(jī)器人的感知能力大幅提升。
成本逐步下降:2025 年中國(guó)人形機(jī)器人整機(jī)成本預(yù)計(jì)降至 15 萬(wàn)元 / 臺(tái),較 2023 年下降 50%,隨著量產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和技術(shù)的成熟,成本還將進(jìn)一步降低,這將有助于人形機(jī)器人的大規(guī)模普及。
二、人形機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景不斷拓展
工業(yè)制造領(lǐng)域:人形機(jī)器人能夠適應(yīng)不同工作環(huán)境,完成物料搬運(yùn)、設(shè)備維護(hù)、質(zhì)量檢測(cè)等任務(wù),還能與人類協(xié)同工作,提升生產(chǎn)柔性和智能化水平。例如在東風(fēng)汽車生產(chǎn)線,人形機(jī)器人機(jī)械臂重復(fù)定位精度達(dá)到 ±0.02 毫米,可勝任汽車零部件組裝等精細(xì)工作。
服務(wù)領(lǐng)域:在酒店、商場(chǎng)、展館等場(chǎng)所,人形機(jī)器人可作為迎賓和導(dǎo)覽員,提供熱情服務(wù),解答問(wèn)題,引導(dǎo)顧客。在餐飲行業(yè),機(jī)器人可承擔(dān)點(diǎn)餐、送餐、收拾餐具等工作,緩解人力壓力。
醫(yī)療領(lǐng)域:從輔助診斷到手術(shù)協(xié)助,再到康復(fù)護(hù)理,人形機(jī)器人的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。如外骨骼人形機(jī)器人可協(xié)助中風(fēng)患者重新學(xué)習(xí)行走,通過(guò) AI 算法分析患者肌電信號(hào),實(shí)時(shí)調(diào)整輔助策略,提供個(gè)性化康復(fù)方案。
三、PEEK成為人形機(jī)器人輕量化的“關(guān)鍵鑰匙”
表1??PEEK材料與金屬及其他工程塑料性能對(duì)比
性能指標(biāo) | PEEK | 鋼材 | 鋁合金 | PTFE | 尼龍 |
密度(g/cm3) | 1.3 | 7.8 | 2.7 | 2.2 | 1.1-1.2 |
抗拉強(qiáng)度(MPa) | 100-150 | 400-2000 | 100-550 | 20-35 | 60-90 |
連續(xù)使用溫度(℃) | 260 | >500 | 150-200 | 260 | 80-120 |
熱膨脹系數(shù)(x10?6/K) | 47 | 12 | 23 | 100-135 | 80-100 |
摩擦系數(shù) | 0.15-0.3 | 0.5-0.8 | 0.4-0.6 | 0.04-0.1 | 0.2-0.4 |
耐H2S腐蝕 | 優(yōu)異 | 差 | 中等 | 良好 | 中等 |
在人形機(jī)器人輕量化進(jìn)程中,PEEK 材料起著關(guān)鍵作用,以下是詳細(xì)分析:
顯著的減重效果:PEEK 材料密度僅為 1.3g/cm3,是鋁合金的 1/2、鋼鐵的 1/6。例如特斯拉 Optimus Gen2 通過(guò)應(yīng)用 PEEK 材料,重量從 73kg 減輕到 63kg,減重 10kg,從而使行走速度提升了 30%。輕量化的人形機(jī)器人能夠降低運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的慣性力,減少對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān),延長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間,同時(shí)也能更快速地完成各種動(dòng)作,提高工作效率。
良好的耐磨性和自潤(rùn)滑性:PEEK 的摩擦系數(shù)較低,加了碳纖維、石墨等填充劑后,耐磨性堪比金屬軸承,特別適合做機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。其自潤(rùn)滑性可有效減少機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦和磨損,降低能量損耗,提高關(guān)節(jié)的使用壽命和運(yùn)動(dòng)精度,減少維護(hù)成本和維修頻率。
出色的耐高溫和化學(xué)穩(wěn)定性:PEEK 的熔點(diǎn)為 334℃,連續(xù)使用溫度為 260℃,短期使用溫度能達(dá)到 330℃,在機(jī)器人持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生摩擦熱的關(guān)節(jié)處,它不會(huì)因高溫而變形。
四、PEEK材料受益 ?企業(yè)提前布局
表2??PEEK及其復(fù)合材料擬建、擴(kuò)產(chǎn)裝置統(tǒng)計(jì)
企業(yè)名稱 | 裝置動(dòng)態(tài) |
寧波峰梅匹意克新材料有限公司 | PEEK 材料規(guī)劃年產(chǎn)能 12000 噸,分四期投產(chǎn),一期產(chǎn)能 4000 噸,預(yù)計(jì) 2026 年下半年投產(chǎn)。 |
山東泰和科技股份有限公司 | 聚醚醚酮(PEEK)項(xiàng)目中試已完成,聚芳醚腈(PEN)、聚苯硫醚(PPS)項(xiàng)目目前處于中試階段。 |
金發(fā)科技股份有限公司 | 珠海 2 萬(wàn)噸 PEEK/PEKK 復(fù)合線一期 5000 噸預(yù)計(jì) 2026 年達(dá)產(chǎn)。 |
吉林省中研高分子材料股份有限公司 | 年產(chǎn) 5000 噸聚醚醚酮(PEEK)深加工系列產(chǎn)品綜合廠房(二期)” 項(xiàng)目主體工程已竣工驗(yàn)收,預(yù)計(jì)2026 年 9 月投產(chǎn)。 |
浙江國(guó)恩化學(xué)有限公司 | 浙江國(guó)恩化學(xué)有限公司已取得 1000 噸/年新型聚醚醚酮、苯乙烯工程材料聚合中試平臺(tái)及 30 萬(wàn)噸/年改性、復(fù)合材料項(xiàng)目的備案,擬建設(shè)PEEK聚合生產(chǎn)線2條。 |
聯(lián)泓新材料科技股份有限公司 | PEEK已具備產(chǎn)業(yè)化條件。 |
中節(jié)能萬(wàn)潤(rùn)股份有限公司 | 公司開(kāi)發(fā)的聚醚醚酮(PEEK)材料已有中試產(chǎn)品產(chǎn)出。 |
濮陽(yáng)市盛通聚源新材料有限公司 | 公司有1000噸/年的PPS、300噸/年的PEEK、10000噸/年的PTT切片的生產(chǎn)裝置。 |
目前我國(guó)PEEK產(chǎn)能已達(dá)8400噸,占世界產(chǎn)能的40%。主要生產(chǎn)企業(yè)有吉林中研、吉林聚科高新、吉大特塑、浙江鵬孚隆、山東浩然、山東君昊、沃特股份等。隨著人形機(jī)器人行業(yè)不斷傳出利好消息,核心材料PEEK需求預(yù)期激不斷增長(zhǎng),廠商紛紛入局PEEK,有計(jì)劃生產(chǎn)PEEK及其改性材料的企業(yè)有山東泰和科技、山東聯(lián)泓、寧波峰梅匹意克、浙江國(guó)恩、金發(fā)科技等,目前已經(jīng)在產(chǎn)的吉林中研、浙江鵬孚隆、深圳沃特均有擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃,中國(guó)正在成為全球PEEK產(chǎn)能增長(zhǎng)的核心引擎。
本輪擴(kuò)產(chǎn)潮是基于對(duì)未來(lái)需求的樂(lè)觀預(yù)期,據(jù)測(cè)算,100萬(wàn)臺(tái)人形機(jī)器人可拉動(dòng)約1萬(wàn)噸PEEK需求。假設(shè)一臺(tái)機(jī)器人用量9公斤的PEEK材料,到2030年全球機(jī)器人新增需求116萬(wàn)臺(tái),PEEK市場(chǎng)規(guī)模就是25億元;而如果后期機(jī)器人新增需求達(dá)到1165萬(wàn)臺(tái),PEEK材料市場(chǎng)規(guī)模就有望達(dá)到350億元,超10倍增長(zhǎng)空間。
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