为何粉末冶金和 MIM 是机器人低碳降本、轻量化的关键?
🔹1. 粉末冶金工艺的优势与应用
🔧工艺原理:粉末冶金是把金属粉末通过模具压制成型后烧结,属于等材制造(近净成形);而传统 CNC 工艺是减材制造,需要切削加工。
⚖️与 CNC 工艺对比:
CNC 工艺:优点是强度高,适合大部件;缺点是成本高、一致性差。
粉末冶金工艺:适合 2 公斤以下部件,一致性好、成本低,但强度略低;材料利用率超 95%(CNC 仅约 50%)源头星球-D星球,能耗可降低约 60%,适配大批量复杂零部件生产。
💰降本效果:普遍能降本 30%-50%,复杂零部件降本幅度更大;汽车领域案例中,大众某款电动车电机转子用粉末冶金工艺实现减重 15%、能耗降低 8%。
📜政策支持:国家发改委、商务部等多部门将粉末冶金定为战略新兴产业重点方向,鼓励其发展。
🔹2. 粉末冶金在机器人领域的应用潜力
🤖工艺需求匹配:机器人部件多是 2 公斤以下的齿轮,对强度、安全性的要求低于汽车,更追求低成本、高一致性,粉末冶金工艺高度适配。
📈渗透率预期:汽车领域粉末冶金齿轮占比仅 5%-8%,而机器人领域占比有望达80%-90%,空间提升十几倍;机器人赛道量体预计达 1 亿台甚至 10 亿台以上,远超全球汽车年销量(八九千万辆)。
📉减速器降本案例:行星减速机市场采购价约 600-800 元 / 个,用粉末冶金工艺可降至三四百元 / 个,具备碾压式竞争优势。
⏰产业化时间:预计二季度,粉末冶金在机器人零部件、减速器领域会出现显著进展。
🔹3. MIM(金属注射成型)工艺的优势与应用
📝工艺定义:MIM 属于粉末冶金范畴,是金属粉末与塑料注射成型结合的工艺,被列为全球十大先进制造技术,也是国家重点支持的高新技术产业。
✨工艺特点:
粉末粒径更小(25 微米以下,甚至 1 微米),适合精密、复杂、细小零部件;理论密度达 98%,强度优势显著。
生产效率极高:Figure 机器人零部件生产中,CNC 需 1 周,MIM 仅需 20 秒。
成本优势:复杂零部件降本幅度大,航空航天案例中降本约 46%;大批量生产时,成本比 3D 打印低 20%-30%。
🔌机器人领域核心应用:
小模数齿轮:可生产 0.3 以下小模数齿轮(CNC 难以实现模数 < 0.05 毫米的齿轮),国标精度达 8-9 级,适配机器人精密减速器、灵巧手关节等场景。
灵巧手零部件:机器人灵巧手有 20 多个关节,其精密联动装置需 MIM 工艺生产。
🌐其他高端领域应用:
手术机器人:达芬奇、强生等企业的手术机器人耗材多采用 MIM 工艺。
算力硬件:液冷 / 导热结构件、三通插头等,可通过添加钼、钨实现防腐,同时降本提效。
消费电子:折叠屏手机铰链已大规模采用 MIM 工艺。
🔹4. MIM 行业竞争格局
🏆龙头企业:东睦股份(上海富驰)是全球 MIM 领域规模和技术实力最强的企业,其 MIM 业务年收入达二十六七个亿;技术精细度优于印度 Indo-MIM(后者侧重汽车、枪械领域,精细度较差)。
🤝与 3D 打印的关系:二者是互补工艺,不会相互替代。3D 打印适合小批量复杂结构件,MIM 适合大批量细小零部件;大批量生产时,MIM 成本比 3D 打印低 20%-30%。
🔹5. 重点企业动态
🤝东睦股份业务延伸源头星球-D星球:从材料、齿轮环节延伸至减速机、关节模组、电机领域,与宇树、智元、特斯拉均有合作,已获得机器人灵巧手小齿轮等订单。
📊市场表现:近期东睦股份涨停,是市场对其在机器人粉末冶金领域优势的逐步认可。