随着人工智能和机器人技术的快速发展,机器人的各类核心部件正经历着从“以大为美”到“以微取胜”的变迁。灵巧手、人形机器人等对部件的精密性、小型化要求日益提升,粉末冶金尤其是MIM(金属粉末注射成型)在机器人领域的应用,迅速站上风口。
一、MIM粉末冶金——机器人的“关节智慧”
在机器人特别是灵巧手、机械手的设计中,部件如关节铰链、转轴、齿轮、连杆支架等,必须满足小尺寸(直径15-25毫米)、高精度、高强度及抗腐蚀等多重苛刻要求,还需与特殊塑料复合,才能替代传统的易碎陶瓷和玻璃。更微小与更高要求的部件,正是MIM工艺的理想适用场景。
数据显示,当前灵巧手的MIM件整体重量占比约2%,而随着对齿轮、联动等零部件需求提升,预计占比未来有望提升至10%。
补充一个细节:拳头以内体积、长度不超过5厘米、重量低于500克的复杂硬件,正是MIM工艺能够大显身手的主场。传统工艺难以及时、批量、经济地制造的小型复杂金属部件,在MIM领域只需“一步到位”。例如,直径仅1毫米的微型齿轮,在机器人、手机升降镜头等高端领域逐步普及。
二、MIM独特优势:从成本到精度全方位碾压
为何机器人领域日益偏爱MIM技术?主要原因是其独特的性能和制程优势:
模具寿命长:模具工作温度低于250度,寿命可达50万模次(远超传统铸造的5万模次),大大降低换模和停工成本。
高精度生产:MIM采用注塑成型,尺寸公差可达±0.3%,能够制造复杂几何与微细特征零件。
高强度/均质性:材料熔点高,密度可达97%以上,抗疲劳、耐腐蚀,适配机器人复杂运动需求。
重量轻、散热佳:MIM零件结构致密,韧性好,抗震和散热效果远优陶瓷、玻璃、树脂等材料。
成本优势显著:大批量生产下,单位制件成本显著低于精密铸造、CNC加工,原材料几乎“零浪费”。
此外,MIM可灵活调配、快速换料,极大方便客户调整产品型号与外形尺寸,适应机器人产业高度多样化需求。
传统铸造和锻造面对复杂、微型精密部件时力不从心,而且材料利用率较低。MIM工艺则凭借高度一体化、材料复用与高成形效率等优点,在3C电子、医疗、汽车、军工、机器人等下游迅速渗透。
三、全球市场规模与中国的独家红利
全球MIM产业已成长为超250亿元的市场,2023年全球MIM市场销售额约40.19亿美元,预计到2030年有望升至80.98亿美元,年复合增长超过10%。电子、汽车、医疗等持续推升需求,未来机器人将成为新增量的主要牵引力。
中国不仅产业规模全球第一,还是增速最快的主力。数据显示,2024年中国MIM行业市场规模约108.5亿元,占全球市场55%以上,是产业链最完整、原材料价格最低、设备国产化率最高的国家——这是中国机器人产业竞争力崛起的“底气”之一。传统粉末冶金(PM)领域,中国规模约220亿元,同样稳居全球第一梯队。
这一格局背后,供应链完整和本地化生产支撑起了国内机器人厂商的降本增效诉求。中国的金属粉末原材料全球最便宜,简化和稳定的供应体系让机器人企业可以毫无后顾之忧地推陈出新。与之相依的是,MIM及粉末冶金企业纷纷加码自动化设备,更好承接下游创新升级。
四、细分场景展望——机器人“灵巧手”再造投资风口
灵巧手被誉为机器人的“最后一厘米”,需要同时解决高自由度、低重量与高强度、机电复合等技术挑战。MIM技术恰好在此处发挥巨大优势:通过将金属粉末与高分子粘结剂混合,一次注塑成型可实现极为复杂和精细的结构。
当前,灵巧手等机器人末端执行器领域,MIM部件比重还较低,但只要齿轮、关节等需求持续上升,MIM的市占率有望迈向10%,甚至更高。过去5年,从微型齿轮到精密关节铰链,MIM部件的用量和渗透率均在加速提升,产业链迭代与投资机会巨大。
不仅如此,折叠屏手机、穿戴设备、医疗器械等众多细分领域对微小部件的需求繁荣,也成为MIM企业业绩高增长的“发动机”。数据显示,头部公司MIM业务的收入同比增速高于行业均值,新材料、新工艺、新终端协同共振,板块景气度持续提升。
五、投资主线与潜力概念股梳理
目前A股相关粉末冶金、MIM产业链标的极为稀缺,市占率和技术壁垒形成显著稀缺溢价:
东睦股份:国内MIM龙头,MIM业务同比增速超过100%,深度布局机器人与智能硬件;消费电子、机器人和汽车领域均有突破。
精研科技:高精度小型复杂零件专精,主攻MIM、PIM领域,是不少机器人骨干企业的核心供应商。
福立旺:专注高性能精密金属注射成型,应用场景覆盖机器人、汽车、医疗等。
兆威机电:微型精密结构部件龙头,掌控机器人细分零部件(齿轮、驱动单元等),自主创新能力突出。
海昌新材、统联精密:均为机器人末端组件、自动化装备及MIM件量产的重要供应商,受益行业扩容红利。
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