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告行業(yè)深度報告人形機(jī)器人輕量化大勢所趨,鎂合金與特種工程塑料有望崛起汽車行業(yè)深度報告投資評級:推薦
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2025年11月04日投
資
要
點人形機(jī)器人輕量化,降本增效的最優(yōu)解輕量化的主要途徑可分為結(jié)構(gòu)優(yōu)化與材料替代,其可解決人形機(jī)器人四大痛點:提升續(xù)航能力,優(yōu)化能效表現(xiàn);緩解散熱壓力,簡化系統(tǒng)設(shè)計;降低性能依賴,減輕供應(yīng)鏈壓力;增強(qiáng)操作靈活性與場景適用性。目前,材料替代是實現(xiàn)輕量化的關(guān)鍵方式,各大主流人形機(jī)器人廠商已實踐這一途徑的輕量化設(shè)計。鋁合金為輕量化應(yīng)用主力,鎂合金有望成為材料新銳鋁合金作為汽車輕量化的主力材料,成熟的工藝體系與綜合性價比優(yōu)勢明顯;而鎂合金則因其更優(yōu)異的綜合性能以及持續(xù)維持低位的鎂鋁原材料價格比,正逐漸成為輕量化領(lǐng)域的新興研究方向。與此同時,在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)中,鋁合金與鎂合金也已逐步應(yīng)用于關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)、殼體等部件,展現(xiàn)出其在此行業(yè)輕量化與性能優(yōu)化方面的巨大潛力。以塑代鋼,輕量化的關(guān)鍵路徑工程塑料因其優(yōu)異的綜合性能,正逐步替代傳統(tǒng)金屬材料,成為實現(xiàn)人形機(jī)器人輕量化的關(guān)鍵路徑。注塑件市場前景廣闊,我們重點關(guān)注了以下三種高端工程塑料:聚醚醚酮(PEEK)作為綜合性能優(yōu)異的高性能熱塑性工程塑料,在剛性、韌性、熱穩(wěn)定性、耐磨性及耐化學(xué)腐蝕性等方面表現(xiàn)突出;聚苯硫醚(PPS)兼具熱穩(wěn)定與耐腐蝕等特性;液晶聚合物(LCP)因其獨特的分子結(jié)構(gòu)和綜合性能,在高端制造領(lǐng)域占據(jù)重要地位。建議關(guān)注公司1)愛柯迪:輕量化產(chǎn)品品類持續(xù)擴(kuò)張,構(gòu)建雙輪驅(qū)動的發(fā)展格局。2)星源卓鎂:深耕鎂合金壓鑄核心工藝,半固態(tài)技術(shù)引領(lǐng)輕量化增長。3)模塑科技:客戶資源優(yōu)質(zhì),聚焦以塑代鋼的輕量化路徑。4)恒勃股份:國家專精特新小巨人,合資合作切入PEEK輕量化賽道。誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效2重
點
關(guān)
注
公
司
及
盈
利
預(yù)
測2025-11-04EPSPE公司代碼名稱投資評級股價20240.682025E2026E0.8820242025E2026E11.22000700.SZ301225.SZ301398.SZ600933.SH模塑科技恒勃股份星源卓鎂愛柯迪9.870.771.540.861.1514.5112.8263.0560.9718.37買入97.1052.4321.121.271.000.951.791.281.4176.4652.4322.2354.2540.9614.98未評級未評級未評級資料:Wind(未評級公司的盈利預(yù)測數(shù)據(jù)來自Wind一致預(yù)期),華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效3風(fēng)
險
提
示1.
汽車產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)和需求不及預(yù)期2.
地緣政治風(fēng)險3.
人形機(jī)器人進(jìn)展不及預(yù)期4.
原材料價格上漲風(fēng)險5.
推薦關(guān)注公司業(yè)績不達(dá)預(yù)期誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效41.
人形機(jī)器人輕量化,降本增效的最優(yōu)解2.鋁合金為輕量化應(yīng)用主力,目
錄鎂合金有望成為材料新銳CONTENTS3.
以塑代鋼,輕量化的關(guān)鍵路徑4.
建議關(guān)注公司誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效501
人形機(jī)器人輕量化,降本增效的最優(yōu)解1.1、人形機(jī)器人快速發(fā)展,輕量化優(yōu)勢解決痛點?
提升續(xù)航能力,優(yōu)化能效表現(xiàn)。輕量化設(shè)計能顯著提升人形機(jī)器人續(xù)航能力的核心原理在于,通過降低機(jī)器人自身質(zhì)量,可直接減少其在運動中為克服重力勢能所做的功;同時,質(zhì)量減輕也意味著機(jī)器人部件運動慣性的減弱。在這兩者的共同作下,機(jī)器人在靜態(tài)維持姿態(tài)與動態(tài)運動過程中的能量消耗能夠被有效降低,從而在同等電池容量下實現(xiàn)更長的持續(xù)工作時間。?
緩解散熱壓力,簡化系統(tǒng)設(shè)計。輕量化有助于從源頭上緩解人形機(jī)器人的散熱壓力。機(jī)器人重量的降低,直接減輕了電機(jī)、減速器等核心驅(qū)動部件的負(fù)載,進(jìn)而減少了運行過程中的發(fā)熱量。這使得其無需過度依賴復(fù)雜的散熱系統(tǒng),有助于實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計的簡化。北京亦莊半程馬拉松:人形機(jī)器人充電北京亦莊半程馬拉松:噴射冷卻液為人形機(jī)器人散熱資料:中國青年報、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效71.1、人形機(jī)器人快速發(fā)展,輕量化優(yōu)勢解決痛點?
降低性能依賴,減輕供應(yīng)鏈壓力。輕量化能夠降低對關(guān)鍵零部件過高的性能要求。當(dāng)整機(jī)重量減輕后,軸承、連接件等結(jié)構(gòu)件的承重與摩擦損耗相應(yīng)降低,驅(qū)動電機(jī)為滿足機(jī)器人運動性能所需的功率要求也可相應(yīng)下調(diào)。這在一定程度上能夠降低對單一零部件性能的依賴,有助于拓寬供應(yīng)鏈選擇范圍,并可能降低核心部件的采購成本與技術(shù)門檻。?
增強(qiáng)操作靈活性與場景適用性。輕量化是提升人形機(jī)器人操作靈活性與場景實用性的關(guān)鍵。當(dāng)前多數(shù)人形機(jī)器人原型機(jī)體型笨重,經(jīng)常出現(xiàn)運動失衡、摔倒等現(xiàn)象,穩(wěn)定性較差;輕量化改造后,將極大改善其可搬運性,從需多人協(xié)作轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓡稳瞬僮?,更利于在家庭及工廠等場景中的實際部署與推廣。北京亦莊半程馬拉松:宇樹機(jī)器人摔倒北京亦莊半程馬拉松:天工機(jī)器人摔倒資料:中國青年報、中國基金報、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效81.2、人形機(jī)器人輕量化大勢所趨,主流廠商已實踐設(shè)計?宇樹科技在其人形機(jī)器人產(chǎn)品中,自初始設(shè)計階段便將輕量化作為核心考量。H1整機(jī)重量為47千克,
G1整機(jī)重量為35千克,這主要得益于其系統(tǒng)性地采用了航空鋁合金與碳纖維等高強(qiáng)度、低密度的先進(jìn)材料。在具體應(yīng)用中,兩款機(jī)器人不僅主體結(jié)構(gòu)大量使用這些輕質(zhì)材料,其所有連接結(jié)構(gòu)也均采用高強(qiáng)度鋁合金(如H1指定的6061-T6與關(guān)鍵部位的7075-T6),在實現(xiàn)減重目標(biāo)的同時確保了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與抗沖擊性能。此外,G1所采用的全關(guān)節(jié)中空內(nèi)走線等設(shè)計,也體現(xiàn)了其在結(jié)構(gòu)層面對輕量化與集成化的追求。優(yōu)必選在其Walker系列迭代中成功實現(xiàn)了整機(jī)減重。其中Walker
C在身高增加33厘米的基礎(chǔ)上,整體重量較前代降低了20千克。后續(xù)推出的Walker
S2進(jìn)一步延續(xù)輕量化路徑,在身高增加4厘米的同時成功減重6千克,該成效主要得益于多種創(chuàng)新材料的系統(tǒng)化應(yīng)用,具體包括采用全身剛?cè)岙悩?gòu)材料的復(fù)合應(yīng)用、航空級鋁合金3D打印主骨架以及三維立體針織高彈纖維材料。智元機(jī)器人在其產(chǎn)品迭代中也通過系統(tǒng)性的輕量化設(shè)計實現(xiàn)了整機(jī)重量的大幅降低。其初代遠(yuǎn)征A1人形機(jī)器人整機(jī)重量為55千克,而在最新的靈犀X2型號上,重量已顯著降低至35-37千克水平。??我國主流企業(yè)人形機(jī)器人產(chǎn)品參數(shù)對照表資料:宇樹官網(wǎng)、優(yōu)必選官網(wǎng)及公眾號、智元官網(wǎng)及公眾號、澎湃新聞、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效91.2、人形機(jī)器人輕量化大勢所趨,主流廠商已實踐設(shè)計?
特斯拉通過系統(tǒng)性輕量化設(shè)計顯著提升了其第二代Optimus機(jī)器人的運動性能與能效。
在2023年12月發(fā)布的第二代Optimus原型機(jī)中,其在頸部增加了兩個運動自由度,同時通過應(yīng)用輕量化材料、進(jìn)行結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化及減少冗余設(shè)計,成功將整機(jī)質(zhì)量由首代Optimus的73千克降至63千克,降幅達(dá)13.7%。這一系列輕量化措施,結(jié)合第二代關(guān)節(jié)更高的集成度與能效優(yōu)化,共同支撐了機(jī)器人行走速度30%的性能提升。中國工博會特斯拉Optimus展示特斯拉兩代人形機(jī)器人產(chǎn)品參數(shù)對照注:框中白色結(jié)構(gòu)為金屬材質(zhì),起支撐作用:Tesla
AIDay、中國信通院、人形機(jī)器人聯(lián)盟、中國工博會展品、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效資料101.3、輕量化途徑多樣,結(jié)構(gòu)優(yōu)化與材料替代助力方案實現(xiàn)?結(jié)構(gòu)優(yōu)化通過系統(tǒng)性設(shè)計實現(xiàn)“零成本”減重,其核心方法包括參數(shù)優(yōu)化、拓?fù)鋬?yōu)化、形態(tài)優(yōu)化與集成化設(shè)計。?
參數(shù)優(yōu)化以及形態(tài)優(yōu)化通過調(diào)整零部件尺寸、布局與厚度來消除冗余材料。?
拓?fù)鋬?yōu)化旨在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下重新分布材料,實現(xiàn)減重增效。?
集成化設(shè)計則參考新能源汽車經(jīng)驗,將伺服驅(qū)動器、電機(jī)、減速器等關(guān)鍵部件高度集成于關(guān)節(jié)模組,或采用一體化壓鑄技術(shù)減少零部件數(shù)量,從而達(dá)成小型化與輕量化目標(biāo)。?結(jié)構(gòu)優(yōu)化面臨進(jìn)展挑戰(zhàn),使得材料替代成為當(dāng)前更可行的選擇。?
結(jié)構(gòu)優(yōu)化的推進(jìn)受限于人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)當(dāng)前的發(fā)展階段:一方面,整機(jī)及零部件技術(shù)方案尚未定型,仍處于技術(shù)快速迭代期,導(dǎo)致廠商難以全力投入需長期深耕的結(jié)構(gòu)優(yōu)化;另一方面,結(jié)構(gòu)輕量化是涉及整機(jī)設(shè)計、零部件性能與材料特性的系統(tǒng)工程,而當(dāng)前本體廠商多以初創(chuàng)企業(yè)為主,在人才與資源上投入有限,同時零部件廠商與整機(jī)企業(yè)間的跨界協(xié)同研發(fā)能力尚顯不足。?
因此,行業(yè)現(xiàn)階段更傾向于直接采用鎂鋁合金、工程塑料等低密度先進(jìn)材料來實現(xiàn)有效減重。人形機(jī)器人輕量化方案輕量化方案材料替代結(jié)構(gòu)優(yōu)化參數(shù)優(yōu)化拓?fù)鋬?yōu)化形態(tài)優(yōu)化集成化設(shè)計鎂鋁合金工程塑料資料:機(jī)器人大講堂、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效111.4、主流輕量化材料性能各異,復(fù)合材料為未來研究方向?
基于對傳統(tǒng)材料與主流輕量化材料性能參數(shù)的綜合對比,鎂、鋁合金及高性能工程塑料已是當(dāng)前階段替代傳統(tǒng)金屬的主流方案,而復(fù)合材料有望成為未來人形機(jī)器人實現(xiàn)輕量化的重點研究方向。?
在常見合金中,鋁合金強(qiáng)度較低但成本可控;鎂合金密度低、比強(qiáng)度高,在需兼顧重量與強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)件中具備比較優(yōu)勢。?
碳纖維材料在比強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度方面顯著優(yōu)于大部分其他材料,但受制于成本與工藝限制,尚未實現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。?
PEEK作為高性能工程塑料,密度低,比強(qiáng)度較高,但當(dāng)前其核心生產(chǎn)技術(shù)主要由國外企業(yè)掌握,國內(nèi)仍依賴進(jìn)口,應(yīng)用成本高,難以實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用,因此復(fù)合材料仍需作為長期研發(fā)的重點方向加以投入。傳統(tǒng)材料與主流輕量化材料參數(shù)對比3密度/(g/㎝
)材料抗拉強(qiáng)度/Mpa551.6比強(qiáng)度/(Nm/kg)70.72成本低加工難度普通鋼(低碳鋼)高強(qiáng)度鋼(雙相鋼)鋁合金(6061-T6)鎂合金(AZ31)碳纖維7.87.852.7低低中中高高1379175.67低310.28255.122068.5>150114.92中1.741.551.3146.62中1334.521500高PEEK高資料:、中研股份招股說明書、新材料產(chǎn)業(yè)圈、亞太科技:發(fā)行可轉(zhuǎn)債說明書、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效1202
鋁合金為輕量化應(yīng)用主力,鎂合金有望成為材料新銳2.1、汽車輕量化階段目標(biāo)明確,技術(shù)路線日趨復(fù)雜?根據(jù)中國汽車工程學(xué)會發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》,中國汽車輕量化到2035年將擁有更加多樣化的輕量化技術(shù)手段,助力汽車產(chǎn)品實現(xiàn)輕量化。?
自
2020
年到
2025年構(gòu)建完善的汽車用鋼應(yīng)用體系,掌握基于成本約束和工藝實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)-性能一體化設(shè)計方法,加快提升鋁合金、鎂合金、塑料及復(fù)合材料的性能,初步形成低成本、大絲束車用纖維材料生產(chǎn)能力。?
到
2030
年建立起汽車鋁合金、鎂合金應(yīng)用體系,掌握鋁合金車身覆蓋件及薄壁鋁合金、鎂合金結(jié)構(gòu)件的設(shè)計方法;突破大尺寸擠壓鋁合金件、薄壁鑄造鋁合金及鎂合金件、車身覆蓋件成形的工藝技術(shù)、過程質(zhì)量控制方法和連接技術(shù)等。進(jìn)一步完善高強(qiáng)度鋼的低成本制造與應(yīng)用體系,提升車用工程塑料、復(fù)合材料性能和成形效率。?
到
2035
年建立起汽車用復(fù)合材料應(yīng)用體系,掌握車用復(fù)合材料零件參數(shù)化設(shè)計、一體化集成設(shè)計、高精度建模與性能預(yù)測方法和強(qiáng)各向異性材料零部件結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計方法;突破復(fù)合材料零件高精度成形、性能控制、連接、服役性能和評價關(guān)鍵技術(shù);完善低成本成形工藝與裝備開發(fā)體系,形成輕量化多材料綜合應(yīng)用能力。中國汽車輕量化分階段發(fā)展目標(biāo)階段目標(biāo)2020-2025年2025-2030年2030-2035年燃油乘用車純電動乘用車整車輕量化系數(shù)降低10%整車輕量化系數(shù)降低15%整車輕量化系數(shù)降低18%整車輕量化系數(shù)降低25%整車輕量化系數(shù)降低25%整車輕量化系數(shù)降低35%整車類型載貨汽車
載質(zhì)量利用系數(shù)和掛牽比提高5%
載質(zhì)量利用系數(shù)和掛牽比提高10%
載質(zhì)量利用系數(shù)和掛牽比提高15%客車
整車輕量化系數(shù)降低5%
整車輕量化系數(shù)降低10%
整車輕量化系數(shù)降低15%資料:《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效142.1、汽車輕量化階段目標(biāo)明確,技術(shù)路線日趨復(fù)雜?汽車輕量化技術(shù)主要通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、新型材料應(yīng)用與先進(jìn)制造工藝三大路徑協(xié)同推進(jìn)。隨著汽車行業(yè)對輕量化的持續(xù)重視及研究投入,汽車輕量化設(shè)計的對象從簡單變得復(fù)雜。?
在結(jié)構(gòu)設(shè)計層面,已從早期的單一零部件尺寸與拓?fù)鋬?yōu)化,逐步發(fā)展到總成級的一體化設(shè)計,并進(jìn)一步擴(kuò)展至系統(tǒng)及整車的參數(shù)化和多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計;?
在材料應(yīng)用層面,則從鋼、鋁合金、鎂合金等各向同性材料,逐步拓展至復(fù)合材料結(jié)構(gòu)部件、多材料結(jié)構(gòu)部件這樣的各向異性部件的設(shè)計與應(yīng)用。在這一進(jìn)程中,鋁合金憑借成熟的工藝體系與綜合性價比,目前仍是輕量化應(yīng)用的主力材料;而鎂合金則因其更低的密度和優(yōu)異的性能,正逐漸成為輕量化領(lǐng)域的新興研究方向。中國汽車輕量化技術(shù)路線資料:前瞻科技、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效152.2、鋁合金仍為應(yīng)用主力,鎂合金成輕量化新銳?
據(jù)Ducker
Frontier的測算,從2022年至2026E,鎂合金在汽車上的應(yīng)用將實現(xiàn)從無到有的突破;先進(jìn)高強(qiáng)度鋼占比將從12%上升至14%,而普通鋼將從24%降至22%;鋁合金占比穩(wěn)定在12%;聚合物與復(fù)合材料、鑄鐵、玻璃等材料比例基本維持不變。2022年平均車用材料使用量比重2026年平均車用材料使用量比重預(yù)測資料:Ducker
Frontier、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效162.2、鋁合金仍為應(yīng)用主力,鎂合金成輕量化新銳?
鋁合金已成為汽車輕量化的關(guān)鍵材料,在傳統(tǒng)燃油車和新能源汽車中應(yīng)用廣泛。
根據(jù)加工工藝差異,汽車用鋁合金主要分為軋制材、擠壓材、鍛造材、鑄造鋁合金四大類,其中鑄鋁占比最高,約為77%,主要應(yīng)用于發(fā)動機(jī)零部件、殼體類及底盤結(jié)構(gòu)件;變形鋁合金合計占比約23%,主要用于車身面板與結(jié)構(gòu)件。在新能源汽車領(lǐng)域,鋁合金應(yīng)用已覆蓋車身、車輪、底盤、防撞梁、地板、動力電池和座椅。新能源汽車結(jié)構(gòu)件可用鋁合金的部位典型鋁合金在汽車零部件上的應(yīng)用情況汽車零部件
以前使用材料
現(xiàn)在使用材料
減重/%加強(qiáng)板變速箱殼油底殼鋼6061鋁合金3系錳鋁合金
≥25≥15≥35碳鋼薄鋼板沖壓
6156鋁合金輪轂鋼鋼A356-T6鋁合金
≥30Zl104/Zl105
≥40汽車副車架氣缸體/汽缸蓋灰鑄鐵6063鋁合金≥10資料:《鋁合金在新能源汽車工業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望》、《汽車輕量化鋁合金材料的攪拌摩擦焊研究現(xiàn)狀》、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效172.2、鋁合金仍為應(yīng)用主力,鎂合金成輕量化新銳?
車輪、動力總成和車身是整車中用鋁量較大的零部件。據(jù)Ducker
Frontier的測算,2022年北美單車用鋁量約為202Kg;其中,車輪、動力總成和車身覆蓋件用鋁量分別為41Kg、31Kg和28Kg,占比較大,分別為20.3%、15.35%和13.86%;另外,傳動系統(tǒng)、內(nèi)飾件、制動系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用鋁量分別為1Kg、1Kg、4Kg和4Kg,占比較小,分別為0.5%、0.5%、1.98%和1.98%。2022年單車用鋁量(分零部件)零部件車輪動力總成車身變速箱熱管理系統(tǒng)車身閉合件底盤用鋁量kg占比20.30%15.35%13.86%10.40%9.41%8.91%8.42%8.42%1.98%1.98%0.50%0.50%41312821191817174電動車專屬部件轉(zhuǎn)向系統(tǒng)制動系統(tǒng)內(nèi)飾件411傳動系統(tǒng)資料:Ducker
Frontier、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效182.2、鋁合金仍為應(yīng)用主力,鎂合金成輕量化新銳?汽車用鎂合金替代鋁合金空間可觀。鎂合金在汽車零部件上的應(yīng)用主要分為殼體類和支架類。殼體類主要包括離合器殼體、變速器殼體、儀表板等,由于鎂合金的阻尼衰減能力強(qiáng),用于制造殼體類零部件可以降低汽車運行時的噪聲;支架類主要包括轉(zhuǎn)向支架、轉(zhuǎn)向盤、制動器、制動支架、和輪轂等,由于鎂合金具有很好的抗沖擊韌性,減振量大于鋁合金和鋼鐵,用于制造支架類零部件可以提高汽車的平衡性、安全性和舒適性。?汽車用鎂合金減重效果明顯。合金鋼變速箱殼體替換成鎂合金,減重效果能超過28%。而其他大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件,例如閥門開關(guān),減重效果能超過60%;汽車座椅支架減重效果超過64%;后車廂門減重效果超過42%,輪轂減重效果超過33%。鎂合金在汽車零部件上的應(yīng)用典型鎂合金在汽車零部件上的應(yīng)用情況零部件輪轂發(fā)動機(jī)罩底盤支架懸置支架方向盤變速箱殼體發(fā)動機(jī)缸體直角承梁儀表盤骨架座椅骨架踏板托架油底殼成形工藝鍛造沖壓壓鑄壓鑄壓鑄壓鑄壓鑄壓鑄壓鑄壓鑄壓鑄壓鑄壓鑄壓鑄壓鑄壓鑄半固態(tài)壓鑄合金AZ80-企業(yè)日本鍛榮舍株式會社德國大眾AE44AZ91DAM60BAZ91DMg-Al系A(chǔ)M60BAM60BAM20AM50AE44AE44AZ91DAS31AE44-美國通用美國通用日本本田/豐田德國大眾德國寶馬美國通用德國寶馬德國奔馳美國福特重慶長安日本本田德國寶馬德國奔馳上汽通用美國福特中國一汽發(fā)動機(jī)油管進(jìn)氣歧管變速箱殼體底盤吊架前置支架支撐組件座椅骨架AM50+RE資料:《中國新材料技術(shù)應(yīng)用報告(2022)》、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效192.3、鎂合金綜合性能較優(yōu),是輕量化理想材料?鎂合金在輕量化材料體系中展現(xiàn)出相較于鋁合金的性能優(yōu)勢,其密度約為鋁合金的2/3、鋼鐵的1/4。?
鎂合金的比強(qiáng)度比鋁合金和鋼鐵高,因此,在不減少零部件強(qiáng)度的情況下,使用鎂合金可減輕零部件的重量。鎂合金的比重比塑料重,但是單位重量的強(qiáng)度比塑料高,所以在零部件強(qiáng)度相同的情況下,鎂合金零部件能做得比塑料零部件薄且輕。?
鎂合金可吸收比鋁合金多50%的沖擊能量,能有效抑制振動、延長機(jī)械壽命被,因此其被較多應(yīng)用于汽車零部件的殼體或支架。?
鎂合金導(dǎo)熱系數(shù)約為鋁合金導(dǎo)熱系數(shù)的50%,相較于鋁合金散熱片,鎂合金散熱片在根部與頂部可以形成較大的空氣溫差,加速空氣對流,提高散熱效率。因此,鎂合金多應(yīng)用于汽車車燈散熱架、儀表盤骨架等對散熱性能要求較高的零部件。?
鎂合金是良好的壓鑄材料,具有很好的流動性和快速凝固率。由于其熱容量低,與生產(chǎn)同樣的鋁合金鑄件相比,其生產(chǎn)效率高40%-50%,且鑄件尺寸穩(wěn)定、精度高、表面光潔度好。鎂合金與鋁合金參數(shù)對比表格性能參數(shù)鎂合金1.8鋁合金2.73密度/(g/㎝
)抗拉強(qiáng)度/Mpa比強(qiáng)度/(Nm/kg)硬度/BHN250~343191110~2705740~7565075~120660熔點/℃散熱性優(yōu)秀良好抗震減噪性壓鑄性優(yōu)秀良好優(yōu)秀良好加工性優(yōu)秀良好資源儲備量儲量豐富儲量豐富資料:先進(jìn)金屬資訊、星源卓鎂招股說明書、智研咨詢
、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效202.4、鎂合金成本下探,性價比有望提升?
鎂合金在當(dāng)前市場環(huán)境下已逐漸展現(xiàn)其成本優(yōu)勢。據(jù)星源卓鎂招股說明書表明,當(dāng)鎂合金價格與鋁合金價格比小于
1.5,鎂合金將會被選擇用于替代鋁合金;當(dāng)這個比例小于1.3時,在作為可替代鋁合金的領(lǐng)域?qū)罅繎?yīng)用。根據(jù)市場價格走勢,鎂價自2021年從高位回落震蕩后已進(jìn)入相對低位區(qū)間,2024年年末至今已低于鋁價。截止2025年10月,鎂鋁價格比為0.85,鎂合金作為輕量化材料的性價比有望進(jìn)一步提升。鎂錠和原鋁價格對比比例資料:wind、星源卓鎂招股說明書、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效212.5、航空鋁材助眾擎SE01亮相,Atlas借鋁合金實現(xiàn)腿部大幅減重?
眾擎機(jī)器人
SE01人形機(jī)器人機(jī)身采用了航空級鋁材,身高
170cm,整機(jī)凈重
55公斤,全身擁有
32
個自由度,常態(tài)下的行走速度為
2
米每秒,電池續(xù)航時間兩小時,使用壽命
10
年。?
波士頓動力Atlas改用7075鋁合金后,腿部結(jié)構(gòu)重量從38公斤降至12公斤。眾擎機(jī)器人
SE01人形機(jī)器人波士頓動力Atlas資料:眾擎機(jī)器人官網(wǎng)、波士頓動力官網(wǎng)、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效222.6、埃斯頓鎂合金機(jī)器人減重顯著,本田ASIMO行走與奔跑速度雙突破?
埃斯頓鎂合金機(jī)器人ER4-550-MI采用鎂合金作為主體材質(zhì),在同等結(jié)構(gòu)條件下,零部件重量較鋁合金版本降低約33%,整機(jī)減重達(dá)11%;在性能方面,其高速性能提升5%,功耗降低10%。?
日本本田公司第3代的ASIMO由輕質(zhì)合金制成,其外殼為鎂合金材質(zhì),步行速度由原來的1.6km/h提高到2.5km/h,最大奔跑速度達(dá)到了3km/h。埃斯頓鎂合金機(jī)器人ER4-550-MI日本本田
第三代ASIMO資料:埃斯頓自動化公眾號、特種鑄造、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效232.7、人形機(jī)器人全球市場加速發(fā)展,鋁、鎂合金市場潛力巨大?
我們預(yù)測,到2030年人形機(jī)器人數(shù)量將達(dá)到205.0萬臺,人形機(jī)器人市場規(guī)模將達(dá)到2,870.3億元。我們預(yù)測,2025年至2030年全球人形機(jī)器人市場規(guī)模將從97.8億元增長至2,870.3億元,年復(fù)合增長率130.2%。?
我們預(yù)測,2030年全球人形機(jī)器人對應(yīng)鋁合金市場規(guī)模有望達(dá)100.86億元;
2030年全球人形機(jī)器人對應(yīng)鎂合金市場規(guī)模有望達(dá)36.89億元。2025E-2030E全球人形機(jī)器人數(shù)量以及市場規(guī)模鋁合金、鎂合金市場規(guī)模測算資料:GGII、徐工電商、新財富產(chǎn)業(yè)研究院、汽車工程師之家、、
SMM、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效242.8、眾多汽車零部件企業(yè)把握輕量化機(jī)遇,積極布局人形機(jī)器人領(lǐng)域汽車零部件企業(yè)輕量化發(fā)展情況與2025年半年度營收&歸母凈利潤對比企業(yè)名稱
營收(億元)
同比(%)
歸母凈利潤(億元)
同比(%)相關(guān)情況公司產(chǎn)品品類覆蓋汽車輕量化、電動化及智能化核心部件,
其業(yè)務(wù)專注于汽車用鋁合金、鋅合金精密壓鑄件的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售。同時,公司積極拓展機(jī)器人產(chǎn)業(yè),致力于機(jī)器人用鋁合金、鎂合金、鋅合金精密零件的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售。
公司已組建專業(yè)團(tuán)隊,重點推進(jìn)外骨骼機(jī)器人及相關(guān)可穿戴裝備的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化,構(gòu)建“汽車+機(jī)器人”雙輪驅(qū)動的發(fā)展格局。公司憑借自主研發(fā)的核心結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品及專業(yè)化服務(wù)能力,其產(chǎn)品矩陣已從傳統(tǒng)鋁合金擴(kuò)展至高強(qiáng)度鎂合金、復(fù)合材料等新型輕量化材料,其中自主研發(fā)的鎂合金半固態(tài)注射成型技術(shù)使部件減重達(dá)30%。在新能源汽車愛柯迪34.520.9613.46.16%-2.47%16.63%-8.88%5.732.010.980.1327.42旭升集團(tuán)嶸泰股份文燦股份-24.22%
領(lǐng)域,公司成功導(dǎo)入多個鎂合金項目,在汽車中控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)件等新產(chǎn)品上實現(xiàn)鎂合金材料的應(yīng)用;公司聚焦關(guān)節(jié)殼體、軀干結(jié)構(gòu)件等核心零部件,與國內(nèi)外多家頭部機(jī)器人企業(yè)建立深度合作,已獲得多個客戶項目定點。公司在穩(wěn)步發(fā)展現(xiàn)有汽車鋁合金精密壓鑄件情況下,積極培育公司第二業(yè)務(wù)增長曲線,著力開拓新的業(yè)務(wù)板塊,充分發(fā)揮與原有業(yè)務(wù)板塊的產(chǎn)業(yè)協(xié)同優(yōu)勢。公司從2024年起開始布局機(jī)器人零部件,將機(jī)器人零部件作為第二個主業(yè)的發(fā)展方向,目前與國內(nèi)幾家頭部機(jī)器人公司就機(jī)器人金屬外殼由精雕轉(zhuǎn)為壓鑄進(jìn)行技術(shù)交流,已有了實質(zhì)性合作進(jìn)展。公司在鋁制車身結(jié)構(gòu)件系統(tǒng)和一體化車身系統(tǒng)具有顯著先發(fā)優(yōu)勢,在鋁合金制動系統(tǒng)鑄件領(lǐng)域(剎車卡鉗和制動主缸)處于全球領(lǐng)導(dǎo)地位。目前,公司在重慶基地投產(chǎn)的全球首條9800T兩板式超級壓鑄產(chǎn)線,將人13.29%28.03-83.98%
形機(jī)器人骨架制造周期從72小時壓縮至18小時。其研發(fā)的仿生嵴柱骨架組件通過拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計,使焊接點減少72%,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到800MPa級,且良率穩(wěn)定在95%以上。該技術(shù)已獲得北美客戶訂單,墨西哥工廠正在建設(shè)中。公司是汽車“輕量化”、“電動化”、“智能化”的積極踐行者,其聚焦汽車關(guān)鍵零部件的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售,主要產(chǎn)品包括新能源汽車的三電系統(tǒng)(電機(jī)、電控、電池)殼體、智能駕駛系統(tǒng)殼體等鋁合金精密泉峰汽車星源卓鎂12.181.8418.90%0.09%-1.670.31—壓鑄件,以及燃油汽車的傳動零部件、引擎零部件、熱交換零部件、轉(zhuǎn)向與剎車零部件等。同時,公司保持對其他相關(guān)領(lǐng)域的前沿探索并適時轉(zhuǎn)化。2025年6月的江蘇省具身智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立儀式暨產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展對接會上,公司與埃斯頓酷卓簽約,共同進(jìn)行“人形機(jī)器人輕量化及應(yīng)用場景驗證”。公司擁有十項發(fā)明專利和四十余項實用新型專利,擁有完整的鎂合金壓鑄核心技術(shù)體系,技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢突出,具備模具研發(fā)制造、壓鑄成型、精密加工、表面處理、質(zhì)量檢測等一體化研發(fā)生產(chǎn)能力。未來公司將-15.20%
緊緊圍繞鎂合金、鋁合金在汽車輕量化、電動化以及智能化方面的應(yīng)用,做好動力總成殼體類、顯示器背板類、中控扶手類等產(chǎn)品的橫向推廣,開拓新類型產(chǎn)品在汽車部位上的應(yīng)用,有望探索其他新興的相關(guān)領(lǐng)域。資料:wind、各公司公告、上海國際鋁工業(yè)展、ARCE亞洲機(jī)器人大會暨展覽會、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效2503
以塑代鋼,輕量化的關(guān)鍵路徑3.1、塑料品類多樣,持續(xù)構(gòu)成以塑代鋼的發(fā)展路徑?塑料品種多樣,根據(jù)不同的理化特性可以分為熱固性塑料和熱塑性塑料兩大類,業(yè)內(nèi)通常根據(jù)綜合性能和長期使用溫度從低到高將熱塑性塑料區(qū)分為通用塑料、工程塑料和特種工程塑料。?
普通塑料包括常見的ABS、PVC、PP等,其特點是生產(chǎn)規(guī)模大,價格便宜,但性能相對較低。?
工程塑料性能優(yōu)異,不僅具備良好的機(jī)械性能、100℃
以上耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性,而且逐漸成為替代傳統(tǒng)金屬材料、滿足多樣化工業(yè)需求的關(guān)鍵材料,全球工程塑料市場中ABS占比最高,為38.1%。?
特種工程塑料性能優(yōu)異,是塑料金字塔頂端的產(chǎn)品,耐熱性相比工程塑料更高,在150℃以上的高溫下也能夠長時間使用,但由于成本過高,制約了其的大規(guī)模應(yīng)用。常用通用塑料、工程塑料和特種工程塑料示意圖全球工程塑料行業(yè)市場結(jié)構(gòu)占比資料:肇民科技招股說明書、智研咨詢、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效273.1、塑料品類多樣,持續(xù)構(gòu)成以塑代鋼的發(fā)展路徑?
工程塑料的薄壁化與高性能化構(gòu)成我國汽車“以塑代鋼”的發(fā)展路徑。根據(jù)《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》,薄壁化是核心突破方向,汽車零部件厚度目標(biāo)從2020年的2.3mm逐步降至2035年的1.6mm,同期減重目標(biāo)提升至10%-14%,并要求在減重同時保持綜合成本基本不變,典型應(yīng)用覆蓋保險杠、車門內(nèi)護(hù)板等部件。在技術(shù)層面,需從研究工程塑料流動性等核心工藝,逐步發(fā)展到掌握結(jié)構(gòu)-材料-工藝一體化設(shè)計技術(shù)。工程塑料及復(fù)合材料應(yīng)用體系技術(shù)路線圖資料:《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效283.2、輕量化已有相關(guān)材料應(yīng)用,特種工程塑料有望進(jìn)一步加碼此領(lǐng)域?
目前,部分塑料已經(jīng)成為汽車輕量化的關(guān)鍵材料。中國車用塑料中,PP、PU和PVC使用最為豐富,占比分別為21.1%、19.6%和12.2%,三者之和占比超過50%;PC、PE、PA使用最少,占比分別為2.6%、6.0%和7.8%,三者之和占比少于20%。中國車用改性塑料占比改性塑料在汽車上的應(yīng)用汽車零部件儀表板門內(nèi)板改性塑料改性PP、GMT、PVC合金等ABS、PP、PP發(fā)泡、TPU、SMC等GMTGMT內(nèi)部飾件座椅地板腳踏板車頂蓋GMTPC合金、SMC發(fā)動機(jī)罩行李艙蓋前翼子板尾門SMC、
GMTSMC外部飾件SMCSMC后背門GMT改性PBT、改性POMPP、PC/ABS、PC/PBT、PP發(fā)泡塑料、TPO、玻纖增強(qiáng)PP材料超高分子量高密度聚乙烯、共聚PA、EVOH樹脂玻纖增強(qiáng)PA底盤耐磨零件保險杠燃油箱進(jìn)氣歧管發(fā)動機(jī)周邊零件離合器執(zhí)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)件PA66長纖維增強(qiáng)黑色尼龍LFRT資料:新材料在線、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效293.2、輕量化已有相關(guān)材料應(yīng)用,特種工程塑料有望進(jìn)一步加碼此領(lǐng)域?
目前,國內(nèi)外各大人形機(jī)器人廠商已有使用塑料作為人形機(jī)器人關(guān)鍵材料的案例,我們認(rèn)為特種工程塑料如PEEK、PPS、LCP等有望進(jìn)一步加碼人形機(jī)器人領(lǐng)域,加速行業(yè)輕量化進(jìn)程。國內(nèi)外人形機(jī)器人廠商的塑料選材機(jī)器人型號宇樹科技
H1塑料方案碳纖維/PEEK復(fù)合材料PEEK應(yīng)用部件腿部支撐、仿生脊柱輕量化骨架、關(guān)節(jié)特性與效果減重,提升抗沖擊性能,實現(xiàn)后空翻動作高強(qiáng)度,減重10kg,耐高溫特斯拉
OptimusGen2優(yōu)必選WalkerS波士頓動力PEEK、PA66-GF30碳纖維、PEEKLCP、PPS手臂骨架、腰部關(guān)節(jié)腿部關(guān)節(jié)、輕量化骨架膝關(guān)節(jié)減速器、足部傳感器外殼外骨骼支架、傳感器外殼外殼、手掌觸覺層PEEK減重,玻纖增強(qiáng)PA66提高耐磨性,支持工廠10萬次循環(huán)作業(yè)扭矩密度提升30%,液壓系統(tǒng)負(fù)載降低20%LCP保障12km/h奔跑精度,PPS耐化學(xué)腐蝕PPSU耐蒸汽消毒,導(dǎo)電材料集成肌電檢測電路TPE模擬皮膚觸感(靈敏度0.1N)天工機(jī)器人豐田
T-HR3PPSU、導(dǎo)電碳纖維復(fù)合材料改性PC、TPEABS、PC小米
CyberOne軟銀
Pepper外殼、頭部顯示屏罩軀干結(jié)構(gòu)、足部緩沖墊面部外殼、手指關(guān)節(jié)電機(jī)外殼PC的透光性優(yōu)化表情交互追覓通用人形機(jī)器人EngineeredArtsAmeca本田
ASIMOPEEK復(fù)合材料PC/ABS、TPUPPSPEEK+鎂合金合計減重35%TPU實現(xiàn)柔性抓握(握力0.5-5N)耐高溫,保護(hù)電機(jī)免于過熱變形科大訊飛AI教育機(jī)器人大疆教育機(jī)器人格力機(jī)器人食品級PP、抗菌TPEPC/ABS、碳纖維POM外殼、交互手柄PP通過FDA認(rèn)證,抑菌TPE,適合兒童使用碳纖維齒輪壽命超50萬次裝甲外殼、齒輪傳動系統(tǒng)精密齒輪、傳動軸低摩擦系數(shù),噪音降低15dB,適用于家電生產(chǎn)線LCP天線罩保障毫米波信號穿透,延遲<10ms達(dá)闥機(jī)器人
XR-4PA66-GF30、LCP關(guān)節(jié)齒輪、5G通信模塊外殼資料:塑庫網(wǎng)、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效303.3、特種工程塑料綜合性能優(yōu)異,是未來輕量化關(guān)鍵材料?
特種工程塑料憑借其優(yōu)異的綜合性能,正逐步實現(xiàn)對傳統(tǒng)金屬材料的替代,成為人形機(jī)器人輕量化的關(guān)鍵路徑。在強(qiáng)度相近的條件下,工程塑料的密度可比金屬材料降低50%至70%,部分材料在耐腐蝕性、抗疲勞性等方面亦展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。?
聚醚醚酮(PEEK)憑借其高強(qiáng)度與耐熱性,在關(guān)節(jié)部件中展現(xiàn)出顯著的減重效果。
其應(yīng)用可使關(guān)節(jié)部件實現(xiàn)約30%的減重。?
聚苯硫醚(PPS)適用于機(jī)器人骨架及耐磨損運動部件。
PPS熱變形溫度超過260℃,可在220
℃下長期穩(wěn)定使用,同時具備極佳的耐化學(xué)腐蝕性,可使結(jié)構(gòu)件減重30%-40。?
液晶聚合物(LCP)以其低介電特性與高尺寸穩(wěn)定性,被應(yīng)用于伺服電機(jī)連接器等高頻信號傳輸部件,可使結(jié)構(gòu)件減重30%-50%。主要特種工程塑料的參數(shù)以及在人形機(jī)器人中的應(yīng)用對比3密度/(g/cm
)材料類型拉伸強(qiáng)度/Mpa耐溫性/℃典型應(yīng)用部位PEEKPPS1.31.35100~170180315220280關(guān)節(jié)、減速器骨架結(jié)構(gòu)LCP1.4~1.7200~300電機(jī)連接器資料:《人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中高端化工材料的發(fā)展新機(jī)遇》、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效313.4、PEEK綜合性能高度均衡,為頂級熱塑性工程塑料?
PEEK在工程塑料中展現(xiàn)出高度均衡的綜合性能。其剛性超過多數(shù)特種工程塑料,同時保持了良好的韌性;在熱穩(wěn)定性、耐磨蝕及耐化學(xué)腐蝕等關(guān)鍵指標(biāo)上,該材料亦表現(xiàn)優(yōu)異?;谏鲜鎏匦?,PEEK被行業(yè)公認(rèn)為全球綜合性能最好的的熱塑性工程塑料之一。PEEK與主要工程塑料、特種工程塑料性能對比情況特種工程塑料工程塑料特性剛性性能指標(biāo)拉伸模量指標(biāo)說明單位對比結(jié)果說明PEEK
PTFE
PI
PPSU
PPS
POM
PA66拉伸模量數(shù)值越大,說明剛性越好剛性和韌性一般呈現(xiàn)反比例關(guān)系,PEEK在剛性為最好的情況下韌性并非最低,展示了其全面的機(jī)械特性Mpa4300
1750
3700
2450
4000
2800
1700沖擊強(qiáng)度數(shù)值越大,說明材料的韌性越好韌性缺口沖擊強(qiáng)度長期使用溫度摩擦系數(shù)KJ/mm2
3.5
4.5
4.5
12284.5值越高,通常代表該材料耐熱性能越好除
PTFE外,PEEK為耐熱性能最好的材料之一耐熱℃250
260
240
180
220
115
950.4
0.15
0.4
0.45
0.5
0.52
0.59.27
9.9
8.4
7.78
9.33
7.58
7.25摩擦系數(shù)越小,通常代表耐磨性越好除
PTFE外,PEEK為耐磨性能最好的材料之一耐磨--值越大,說明材料的耐化學(xué)性能越好PEEK、PTFE、PPS均為耐腐蝕性最好的材料耐腐蝕電性能耐化學(xué)性能介電強(qiáng)度值越大,說明材料的絕緣性能越好PEEK絕緣性能與其他工程塑料無明顯差距KV/mm24
11
28
26
18
2027注:PTFE聚四氟乙烯、PI聚酰亞胺、PPSU聚亞苯基砜、
PPS聚苯硫醚、
POM聚甲醛、PA66聚酰胺66資料:中研股份招股說明書、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效323.4、PEEK綜合性能高度均衡,為頂級熱塑性工程塑料?
PEEK性能優(yōu)于普通金屬。PEEK
比強(qiáng)度大,在滿足強(qiáng)度要求的前提下,可以大幅度減小材料本身的自重,成為實現(xiàn)“輕量化”的解決方案。此外
PEEK在絕緣性、耐化學(xué)性方面均優(yōu)于普通金屬。?
優(yōu)異的耐熱性、耐磨性與阻燃性確保PEEK在高溫工況下的可靠性能。
PEEK長期使用溫度高,導(dǎo)熱系數(shù)適宜,且具備自身阻燃性,無需添加阻燃劑即可達(dá)到最高阻燃等級(
UL94V-0
),在250℃高溫環(huán)境下仍能保持穩(wěn)定的耐磨性能。?
卓越的化學(xué)穩(wěn)定性使PEEK能夠適應(yīng)復(fù)雜工作環(huán)境。PEEK對各類化學(xué)藥品具有優(yōu)秀的耐腐蝕性,同時具備極低的吸水率(23℃飽和吸水率僅0.4%),可在200℃高壓熱水和蒸汽環(huán)境中長期使用,耐水解性能出色。?
優(yōu)異的加工特性為PEEK的量產(chǎn)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。
材料支持注塑成型、擠出成型和切削加工等多種加工方式,為其在機(jī)器人精密結(jié)構(gòu)件中的規(guī)?;瘧?yīng)用創(chuàng)造了有利條件。PEEK
與通用金屬材料指標(biāo)對比情況性能指標(biāo)比強(qiáng)度指標(biāo)含義說明單位PEEK1500優(yōu)鋼70差良鋁合金190差拉伸強(qiáng)度與密度的比值,值越大說明材料在相同密度情況下強(qiáng)度越好N·m/kg介電常數(shù)耐化學(xué)性是反映絕緣能力特性的一個系數(shù)--是指物體對酸液、堿水、有機(jī)溶劑浸泡的耐力優(yōu)良資料:中研股份招股說明書、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效333.5、原材料是PEEK成本的核心
,氟酮為最核心的單體?
PEEK作為一種高性能工程塑料,其產(chǎn)業(yè)鏈上游核心與關(guān)鍵成本制約環(huán)節(jié)在于原材料氟酮(DFBP)。DFBP是合成PEEK最核心的單體,其成本約占PEEK粗粉總成本的50%,價格波動直接傳導(dǎo)至下游;同時,DFBP的產(chǎn)品質(zhì)量對PEEK樹脂的機(jī)械性能與耐熱性具有決定性影響。從供給格局看,全球DFBP規(guī)?;a(chǎn)能集中,中國已成為其原材料螢石的主要開采國,中欣氟材、新瀚新材等企業(yè)具備規(guī)?;?yīng)能力,上游螢石資源的戰(zhàn)略儲備為供應(yīng)鏈穩(wěn)定性提供了基礎(chǔ)。PEEK行業(yè)產(chǎn)業(yè)示意圖中游:產(chǎn)品擠出上游:化工原料下游:應(yīng)用氟酮片材絲材膜電子電器新能源汽車工業(yè)機(jī)械醫(yī)療健康PEEK細(xì)粉PEEK粗粉PEEK顆粒牽引切粒二苯砜純樹脂對苯二酚碳酸鈉注塑模壓零部件聚合反應(yīng)CNC加工資料:新材料產(chǎn)業(yè)圈、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效343.6、國際巨頭占據(jù)主要市場份額,國內(nèi)企業(yè)逐步提升PEEK產(chǎn)能?
2024年,全球PEEK市場規(guī)模約61億元,全球消費PEEK約1.5萬噸。全球PEEK市場仍由英國威格斯、比利時索爾維和德國贏創(chuàng)等國際巨頭主導(dǎo),三者合計占據(jù)全球主要市場份額;國內(nèi)企業(yè)中研股份、沃特股份、君華股份等正逐步提升產(chǎn)能,但行業(yè)整體技術(shù)壁壘高筑,體現(xiàn)在樹脂合成工藝復(fù)雜、生產(chǎn)線投資強(qiáng)度大(每千噸產(chǎn)能投資約1.3億元)且客戶認(rèn)證周期長。因此,PEEK材料在成本與供應(yīng)端的挑戰(zhàn),仍是制約其在中高端領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用的重要因素。全球聚醚醚酮(PEEK)行業(yè)市場競爭梯隊2024年全球聚醚醚酮(PEEK)消費結(jié)構(gòu)第一梯隊:威格斯第二梯隊:索爾維、贏創(chuàng)第三梯隊:中研股份、沃特股份、君華股份等資料:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院、《全球與中國聚醚醚酮市場發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望》
、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效353.6、國際巨頭占據(jù)主要市場份額,國內(nèi)企業(yè)逐步提升PEEK產(chǎn)能?
全球PEEK市場呈高度集中的寡頭壟斷格局,但國內(nèi)企業(yè)正逐步提升產(chǎn)能。前三家企業(yè)英國威格斯、比利時索爾維以及德國贏創(chuàng)工業(yè)集團(tuán)占據(jù)主要市場份額。2024年中國PEEK產(chǎn)能排名靠前的有山東君昊和盤錦偉英興。山東君昊為江蘇君華子公司,通過規(guī)模化生產(chǎn)降低PEEK樹脂成本,價格較進(jìn)口產(chǎn)品低30%,2024年銷售額突破1.5億元,產(chǎn)能利用率達(dá)80%以上。盤錦偉英興高性能材料有限公司由英國威格斯與營口興?;ず腺Y建設(shè),價格較進(jìn)口產(chǎn)品低30%~40%,2023年試生產(chǎn)20噸,2024年逐步釋放產(chǎn)能計劃,計劃2025年新增500噸產(chǎn)能,正在拓展氫能儲運涂層等新興領(lǐng)域。2024年全球PEEK核心企業(yè)及中國主要企業(yè)產(chǎn)能對比資料:
《全球與中國聚醚醚酮市場發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望》
、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效363.7、PPS兼具熱穩(wěn)定與耐腐蝕等特性,日美中多元競爭產(chǎn)業(yè)化發(fā)展?
聚苯硫醚(PPS)是分子鏈中帶有苯硫基的高性能熱塑性樹脂,其具有較高的熱穩(wěn)定性,熱變形溫度超過260℃,可在
220℃下長期穩(wěn)定使用;同時具備優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性,對酸、堿、鹽溶液、有機(jī)純酮等溶劑均保持穩(wěn)定;密度較低,僅
1.34-1.36g/cm3;雖然PPS自身是絕緣體,但經(jīng)過氧化或摻雜改性后可成為半導(dǎo)體;并且具有較高的機(jī)械特性。?
PPS其優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)使得其被廣泛地應(yīng)用在電子電氣、汽車、精密機(jī)械、航空航天、環(huán)保等領(lǐng)域,其中汽車和電子電器是全球聚苯硫醚市場應(yīng)用最大的兩個領(lǐng)域,占比接近
80%。聚苯硫醚(PPS)產(chǎn)業(yè)鏈資料:國化新材料研究院、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效373.7、PPS兼具熱穩(wěn)定與耐腐蝕等特性,日美中多元競爭產(chǎn)業(yè)化發(fā)展?
PPS的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展經(jīng)歷了從技術(shù)壟斷到全球競爭的過程,其市場格局隨專利到期發(fā)生變遷。該材料由美國菲利普斯公司于1968年率先實現(xiàn)工業(yè)化合成,直至1985年專利到期前,其生產(chǎn)與市場長期由該公司主導(dǎo)。此后,日本企業(yè)如東麗、東洋紡、吳羽等迅速進(jìn)入領(lǐng)域,積極開發(fā)樹脂及纖維產(chǎn)品,并逐步占據(jù)全球市場主導(dǎo)地位。相比之下,中國PPS產(chǎn)業(yè)起步較晚,當(dāng)前國內(nèi)龍頭為新和成,其年產(chǎn)能達(dá)2.2萬噸。聚苯硫醚(PPS)產(chǎn)品形態(tài)PPS樹脂PPS纖維PPS復(fù)合材料資料:國化新材料研究院、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效383.8、LCP高性能特性驅(qū)動高端應(yīng)用,國產(chǎn)進(jìn)程加速追趕日美龍頭企業(yè)?
液晶聚合物(LCP)因其獨特的分子結(jié)構(gòu)和綜合性能,在高端制造領(lǐng)域占據(jù)重要地位。
LCP是一種在熔融態(tài)仍能保持分子取向有序的高性能熱塑性聚合物,其集高強(qiáng)度、高耐熱性、低吸水率、優(yōu)良阻燃性與電絕緣性、耐化學(xué)腐蝕及低介電常數(shù)等特性于一身,被廣泛應(yīng)用于電子電器、航空航天、及光通訊等高新技術(shù)領(lǐng)域。根據(jù)液晶相形成條件,LCP可分為溶致性(LLCP)和熱致性(TLCP)兩類,其中TLCP可通過注塑、擠出等工藝成型,應(yīng)用范圍遠(yuǎn)超僅適用于纖維和涂料的LLCP。液晶聚合物(LCP)性能優(yōu)勢性能高強(qiáng)度/高模量耐高溫簡介優(yōu)于多數(shù)工程塑料(如尼龍、PBT)熱變形溫度可達(dá)250–350°C適合精密儀器低熱膨脹系數(shù)耐化學(xué)腐蝕低吸濕性抗酸堿、有機(jī)溶劑潮濕環(huán)境下尺寸穩(wěn)定(吸水率<0.1%)熔融粘度低,易填充復(fù)雜模具優(yōu)異加工性資料:、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效393.8、LCP高性能特性驅(qū)動高端應(yīng)用,國產(chǎn)進(jìn)程加速追趕日美龍頭企業(yè)?
全球LCP產(chǎn)能長期集中于美日企業(yè),但國內(nèi)廠商近年正加速追趕,產(chǎn)能占比持續(xù)提升。
目前全球LCP產(chǎn)能主要由日本和美國企業(yè)主導(dǎo),其中塞拉尼斯、寶理塑料和住友化學(xué)為行業(yè)龍頭,現(xiàn)有產(chǎn)能分別約為2.2萬噸、2萬噸和1.1萬噸。相比之下,我國LCP產(chǎn)業(yè)起步較晚,但以金發(fā)科技、沃特股份和普利特為代表的國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)能建設(shè)進(jìn)展顯著,現(xiàn)有產(chǎn)能已分別達(dá)到0.6萬噸、0.5萬噸和1.0萬噸。隨著在建產(chǎn)能陸續(xù)投產(chǎn),國產(chǎn)LCP材料的自給率與市場競爭力正穩(wěn)步提高,為后續(xù)在各領(lǐng)域的滲透奠定了基礎(chǔ)。LCP材料行業(yè)主要生產(chǎn)國家產(chǎn)能概況LCP材料行業(yè)主要生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能概況資料:、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效403.9、注塑件市場前景廣闊,汽車零部件企業(yè)拓展人形機(jī)器人藍(lán)海?
人形機(jī)器人外殼系統(tǒng)可分為骨架結(jié)構(gòu)件、外殼包覆以及連接件與緊固件,這些零部件需兼顧輕量、高強(qiáng)度與可加工性,通常采用鋁合金、碳纖維或工程塑料。外殼包覆、連接器與緊固件通常使用工程塑料與碳纖維為制作材料,成本約為3500-6000元。若按照單臺人形機(jī)器人注塑件
5000
元價值量計算,2030年全球人形機(jī)器人對應(yīng)注塑件市場規(guī)模有望達(dá)102.5億元。人形機(jī)器人整機(jī)BOM成本構(gòu)成測算模塊子系統(tǒng)構(gòu)成典型占比40-50%10-15%10-15%10-15%10%典型配置運動系統(tǒng)感知系統(tǒng)大腦系統(tǒng)能源系統(tǒng)外殼結(jié)構(gòu)軟件與調(diào)試電機(jī)、減速器、關(guān)節(jié)模組、驅(qū)動控制攝像頭、IMU、麥克風(fēng)、力/觸覺傳感器主控板、GPU、CPU、邊緣
AI芯片、通信模塊電池、電源管理、散熱系統(tǒng)30-50
個自由度10-20個傳感器1-2套核心主控電池容量
500-1500Wh航空鋁/工程塑料取決于系統(tǒng)復(fù)雜性骨架、殼體、連接件、包覆材料等操作系統(tǒng)、算法平臺、傳感集成等5-10%資料:具身地圖、華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效413.9、注塑件市場前景廣闊,汽車零部件企業(yè)拓展人形機(jī)器人藍(lán)海汽車注塑件企業(yè)輕量化發(fā)展情況與2025年半年度營收&歸母凈利潤對比企業(yè)名稱
營收(億元)
同比(%)
歸母凈利潤(億元)
同比(%)相關(guān)情況公司以功能件為主、裝飾件和新能源三電嵌件為重要發(fā)展方向成功布局全球化業(yè)務(wù),產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)燃油車及新能源汽車領(lǐng)域,并與全球主流整車廠建立了穩(wěn)定的合作關(guān)系。公司密切關(guān)注機(jī)器人產(chǎn)業(yè)動態(tài)。雖然截至目前,公司仍處于早期技術(shù)探索和資源儲備階段,尚未形成任何成熟產(chǎn)品或服務(wù),也未產(chǎn)生相關(guān)收入,但是通過在精密模具制造、特種材料注塑工藝、自動化生產(chǎn)等智能制造領(lǐng)域的深厚積累;與國內(nèi)外主流主機(jī)廠長期合作所鍛煉出的同步設(shè)計開發(fā)能力;作為國內(nèi)外多家主機(jī)廠及全球知名汽車零部件企業(yè)的一級及二級供應(yīng)商,擁有直接且深入的客戶對接渠道等優(yōu)勢,為未來機(jī)器人方面的潛在業(yè)務(wù)提供了有利條件。公司核心業(yè)務(wù)聚焦于精密注塑件,以“以塑代鋼”、“以塑代銅”為技術(shù)路徑,主要應(yīng)用于汽車(含新能源汽車)及高端廚衛(wèi)家電領(lǐng)域。產(chǎn)品以PA、PPS、PEEK等工程塑料及特種工程塑料為原材料,技術(shù)門檻高、加工難度大。作為汽車零部件二級供應(yīng)商,公司已與三花智控、吉利、采埃孚等多家國際知名汽車零部件企業(yè)建立穩(wěn)定合作關(guān)系;同時,公司積極切入人形機(jī)器人賽道,正與客戶共同開發(fā)人形機(jī)器人精密零部件新品。公司專注于精密注塑模具的研發(fā)、設(shè)計、制造和銷售,并拓展至注塑件以及健康產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售業(yè)務(wù),已發(fā)展成為“模塑一體化”的規(guī)模生產(chǎn)企業(yè),主要服務(wù)領(lǐng)域包括汽車、小家電、戶外家居、電子、機(jī)器人等行業(yè)。在人形機(jī)器人領(lǐng)域,公司已投入更多資源,積極推動產(chǎn)品應(yīng)用,涉及關(guān)節(jié)電機(jī)零部件、PEEK絲桿、行星齒輪箱等輕量化產(chǎn)品及電子皮膚等方面的潛在技術(shù)儲備。公司在PEEK材料產(chǎn)品的模具設(shè)計、制造及后續(xù)產(chǎn)品加工環(huán)節(jié)擁有成熟的生產(chǎn)工藝技術(shù);同時,公司計劃積極對接國內(nèi)機(jī)器人主機(jī)廠及一級供應(yīng)商,推動現(xiàn)有及潛在技術(shù)儲備產(chǎn)品在人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈中的應(yīng)用。公司深耕汽車外飾件領(lǐng)域三十余年,產(chǎn)品種類聚焦于汽車保險杠等汽車外飾系統(tǒng)及輕量化零部件的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,客戶群體穩(wěn)定,是中國領(lǐng)先的汽車零部件供應(yīng)商,同時積極開拓海外市場。在緊密圍繞既定發(fā)展戰(zhàn)略,聚焦汽車零部件主業(yè),緊跟國內(nèi)市場發(fā)展趨勢的同時,公司正密切關(guān)注機(jī)器人和人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和市場機(jī)會,其結(jié)合自身優(yōu)勢領(lǐng)域,積極探索新興行業(yè),目前已達(dá)成與人形機(jī)器人領(lǐng)域相關(guān)客戶的合作。福賽科技肇民科技唯科科技模塑科技8.23.835.41%11.54%33.51%-4.24%0.630.711.492.9336.40%-8.57%30.71%-18.12%10.8733.99公司被工業(yè)和信息化部評為“國家專精特新‘小巨人’企業(yè)”,被中國內(nèi)燃機(jī)工業(yè)協(xié)會評為“中國內(nèi)燃機(jī)零部件行業(yè)排頭兵企業(yè)”,專業(yè)從事
ICE&HEV進(jìn)氣系統(tǒng)、燃油蒸發(fā)系統(tǒng)、新能源汽車熱管理系統(tǒng)、氫燃料電池陰極過濾系統(tǒng)、智能儀表的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,產(chǎn)品主要用于汽車、摩托車、通用機(jī)械等領(lǐng)域。公司深耕行業(yè)多年,在擁有長期穩(wěn)定恒勃股份4.6817.91%0.6614.50%
的合作關(guān)系的同時,不斷搶占外資企業(yè)的市場份額,持續(xù)開拓與新品牌的合作,并積極布局新業(yè)務(wù)。公司通過合資合作切入高性能改性材料領(lǐng)域,重點布局PEEK等特種工程塑料的零部件開發(fā)與應(yīng)用,此材料適用于新能源、人形機(jī)器人等對輕量化和材料機(jī)械性能要求較高的領(lǐng)域。目前,其合資公司已經(jīng)開展前期的市場調(diào)研工作,積極與國內(nèi)頭部客戶接觸的同時,公司也向國內(nèi)外客戶積極送樣。公司在汽車飾件領(lǐng)域形成了完善的產(chǎn)品體系,并依托同步開發(fā)、模具自主開發(fā)及先進(jìn)生產(chǎn)工藝,在精密注塑方向建立起技術(shù)優(yōu)勢。公司掌握長玻纖增強(qiáng)反應(yīng)注射成型等輕量化工藝,同時具備多色、低壓、高光、薄壁、氣輔等注塑模具2.80%
的自主開發(fā)能力,顯著提升了產(chǎn)品開發(fā)效率與生產(chǎn)穩(wěn)定性。通過引進(jìn)德國克勞斯瑪菲、奧地利恩格爾等先進(jìn)注塑與反應(yīng)發(fā)泡設(shè)備,公司進(jìn)一步強(qiáng)化了在精密注塑與柔性化生產(chǎn)方面的制造實力,為輕量化、高性能飾件產(chǎn)品的規(guī)模化供應(yīng)奠定基礎(chǔ)。目前,公司擬在常州設(shè)立全資智能機(jī)器人子公司,
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