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:机器人产业端再次提速,关键材料PEEK需求强劲

IP属地 中国·北京 编辑:江紫萱 汇正财经 时间:2025-07-14 19:01:22

近期全球人形机器人资本和产业端再次提速。

订单端方面,智元机器人和宇树科技中标中国移动 1.24 亿人形机器人订单,优必选天工行者机器人订单预计交付超 300 台。

产业端来看,7 月 26 日至 29 日,2025 世界人工智能大会(WAIC)将将于上海世博展览馆举行。3000 余项前沿展品将集中亮相,涵盖 40 余款大模型、50 余款 AI 终端产品、60 余款智能机器人以及 100 余款“全球首发”“中国首秀”的新品。

海外方面,特斯拉也在加速做积极调整,今年 11 月 6 日特斯拉预期召开股东大会,且此前马斯克的 X 论述来看,Gen-3 或正在进行积极迭代。PEEK 材料是作为人形机器人轻量化关键材料,轻量化是当前人形机器人主流主机厂正在发力的方向。

PEEK 材料在人形机器人上应用

机器人的轻量化主要分为结构轻量化及材料轻量化。

结构轻量化:通过优化机器人结构形状、尺寸和拓扑来实现减重。例如,采用一体化关节、或者直接减少不必要的外观结构件。该方案无需更换材料,且具有成本低、易实现的优势。在机器人整机重量分布中,关节模组占比较大,结构件次之。

材料轻量化:人形机器人轻量化的核心路径之一,通过采用高强度轻质材料替代传统金属,在保证结构强度的同时实现减重。轻量化材料可以减少机器人在运动过程中的能量损耗。

机器人实现轻量化的材料主要为高端工程塑料、碳纤维复合材料和镁铝合金。高端工程塑料包含聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺(PA)、聚苯硫醚(PPS)、液晶聚合物(LCP)、热塑性弹性体(TPE)和超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)等。

综合考虑市场空间、竞争格局、技术难度:PEEK>镁合金>尼龙。当前在“以塑代钢”趋势下,PEEK 材料以其优异性能有望在中高端应用中逐步取代金属材料的使用。而为了解决 PEEK 低温脆性问题,常用做法是 PEEK 与碳纤维复合。

PEEK 材料综合性能处于塑料金字塔顶端

PEEK 具有机械特性好、耐热等级高和加工特性优异等特点,机械强度和高温性能等性能上都契合人形机器人性能需求,是轻量化首选材料。在人形机器人领域,主要用在齿轮、关节和四肢骨架等部位。

PEEK 齿轮:应用于人形机器人的关节四肢等部位,提供稳定的传动和支撑。

PEEK 轴承:应用于人形机器人的关节等位置,具有优异的耐磨性和自润滑性,能够减少摩擦和磨损,提高机器人的使用寿命。

PEEK 骨架:应用于人形机器人的躯体和四肢,相比金属材料,PEEK 骨架能够减重 40%,同时保持足够的强度和刚性,满足机器人的负载和灵活性需求。根据公开披露数据对比,特斯拉、优必选、智元等机器人平均重量约在 58Kg。其中齿轮和关节用 1kg 纯 PEEK 材料,肢体中用 8kgCF/PEEK,预计单台机器人对 PEEK 消耗量为 6.6kg。

特斯拉 Optimus Gen2 通过拓扑优化结构设计和碳纤维复合材料应用,在传感器升级的同时减重 10kg,步行速度提升 30%。优必选 Walker S 系列采用铝合金框架与 PEEK 材料减速器,实现整机重量控制与负载能力平衡。

PEEK 材料产业链

PEEK 属于合成树脂,产业链上游是化学原料和化学纤维制造行业,原材料主要包括氟酮(最关键)、对苯二酚、二苯砜和碳酸钠等,添加剂包含碳纤维、玻璃纤维和 PTFE;中游包括 PEEK 颗粒、PEEK 粉末、PEEK 增强颗粒等PEEK 产品制造;下游为各类终端领域。上游原材料整体成本占比较高,其中氟酮占 PEEK 原材料成本的 50%以上,是产业链中“卡脖子”环节。

氟酮(DFBP):合成 PEEK 的关键原材料,DFBP 合成需高纯度(99.95%以上)和低杂质(如金属离子含量<1ppm),其纯度和品质直接影响 PEEK 的产品质量。国内企业已突破技术封锁。

全球除英国威格斯有部分自有产能以及印度有极少产能外,氟酮主要产能集中在我国的三家企业:新瀚新材,中欣氟材和营口兴福。

中游:PEEK 材料生产制造

PEEK 产业链中游生产进入门槛高,生产工艺复杂。全球 PEEK 材料市场呈现“一超多强”的竞争格局

投资建议:

目前制约 PEEK 材料大规模使用的主要因素为成本较高,原因在于:PEEK 材料生产工艺复杂,扩产难度高且周期长, 供给端无法快速放量降本;核心原材料氟酮市场空间小竞争格局集中,企业降价意愿低。

随着人形机器人打开 PEEK 材料应用场景,其成本有望逐步下探,PEEK 材料可最先用于人形机器人核心部件中的以塑代钢。 目前机器人产业化进程加速,相关轻量化材料企业有望迎来实质性增长。

建议关注:PEEK 材料、机器人

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