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宇树科技带火PEEK材料概念股, 每台人形机器人要用到多少PEEK?

来源:国际塑料商情 发布时间:2025-03-05 341
塑料橡胶材料处理、计量与检测原料及混合物智能制造工业机器人 自动化人工智能
人形机器人量产元年到来,PEEK材料概念股猛涨!高强度、耐高温、轻量化的PEEK正成为机器人‘骨骼’与‘关节’的核心选择。单台机器人PEEK用量或达6.6kg,未来需求增长超预期,行业风口已至!

2025年开局,在央视春晚的舞台上,16个宇树科技机器人Unitree H1“福兮”,与16名新疆艺术学院的舞蹈演员共同演绎的《秧BOT》,让“赛博秧歌”燃爆全球。人们也再次确信:2025年或为人形机器人量产元年。与此同时,每日经济新闻表示,2月5日,PEEK材料概念股震荡拉升,金发科技触及涨停,中研股份涨超6%,双林股份、双一科技、肯特股份跟涨。

 


用于人形机器人中的高分子材料主要有哪些?为何非PEEK(聚醚醚酮)不可呢?每台机器人中到底要用到多少PEEK?人形机器人带动PEEK材料概念股上涨后,PEEK未来的需求量增长真的会超预期吗?

 

 

人形机器人为何会是塑料应用的下一个“风口”?


自2016年起,机器人技术和人工智能一直被视为中国的核心产业,在对全球技术主导地位的竞争中,人工智能和下一代技术是中国全面超越美国战略的关键组成部分。2023年10月,工业和信息化部印发的《人形机器人创新发展指导意见》提出,人形机器人有望成为继计算机、智能手机、智能汽车后的颠覆性产品,将深刻变革人类生产生活方式,重塑全球产业发展格局。《意见》还指出,到2025年,我国人形机器人创新体系初步建立;到2027年,人形机器人技术创新能力显著提升,构建具有国际竞争力的产业生态,综合实力达到世界先进水平。


此后,有行业分析报告显示,2023年,我国人形机器人产业进入爆发期,产业规模增长至39.1亿元,同比增长85.7%;预计2025年人形机器人产业将持续高速增长,2026年中国人形机器人产业规模将突破200亿元。


据悉,人形机器人上的主要塑料部件包括:


1.结构件
•肢体骨骼与关节:PEEK因高比强度和低密度,被用于制造机器人的肢体骨骼及关节结构件,显著降低自重。
•机械臂:碳纤维复合材料用于机械臂等部位,提升安全性和运动效率。


2.传动与连接部件
•齿轮与链条:塑料齿轮(如PEEK或高强度尼龙)因耐磨性和低噪音特性,适用于传动系统。
•轴承与螺栓:塑料轴承(如自润滑轴承)用于关节部位,减少摩擦和噪音。


3.防护与外壳
•传感器和执行器外壳:塑料制品因其轻便和耐腐蚀性,被用于保护精密电子元件。
•装饰部件:塑料外壳兼顾防护与外观设计需求。


4.能源与储能部件
•电池外壳与绝缘部件:塑料的绝缘性和耐高温特性适用于能源模块。


这些部件主要涉及的八大高分子材料包括:


•聚酰胺(PA):利用选择性烧结技术,法国公司EnstaParisTech和FlowersLab的机器人Poppy的非电动组件全部使用PA材料打印而成。这种热塑性树脂不仅具有良好的机械强度、耐老化性能,还能有效减震。


•聚碳酸酯-ABS(PC/ABS):该工程塑料合金材料结合了良好的耐热性和优异的加工流动性,尤其适用于薄壁和复杂形状的构件。软银的NAO机器人就采用了这一材料,有效提升了其在运行中的稳定性和耐碰撞性能。


•聚苯硫醚(PPS):相比于金属材料,PPS复合材料在减重方面可达到60%,并且具备自阻燃性和耐磨性。对于需要长时间高负荷运作的人形机器人来说,PPS的使用不仅可以减少能耗,还能提升机器人的使用寿命。这使得PPS成为连接件、护板以及动力中心壳体等部件的理想选择。


•液晶聚合物(LCP):广泛应用于在机器人的伺服电机连接器和电子元器件。由于其出色的高频介电稳定性和耐高温性能,LCP被认为是微型电机和高频信号连接器的最佳材料。


•碳纤维复合材料(CFRP):尤其是在机械臂的制造方面,相较于铝合金,CFRP的强度大且比重更轻。


•有机硅材料:其灵活性和优异的生物相容性使其在柔性机器人领域中具有重要应用。SoftRobotics公司开发的软体机器人手采用了有机硅材料,实现了与人类的安全互动。


•热塑性弹性体(TPE):因其优良的柔韧性和抗拉强度,已成为仿生机器人“皮肤”的常用材料。


此外,还有本篇将重点介绍的PEEK(聚醚醚酮)材料。


PEEK概念股猛涨,为何必须是PEEK呢?


目前人形机器人“肢体”骨骼的常用材料包括钢材、铝合金、镁合金、碳纤维、工程塑料等。和汽车、航空航天、低空经济、消费电子等领域一样,人形机器人的轻量化是一个绕不开的话题。


PEEK作为一种高性能的芳香族结晶型热塑性高分子材料,具有极高的机械强度、耐高温、抗冲击、防火,以及耐酸碱、水解、磨损、疲劳和辐射等性能,同时具备优良的电性能,已广泛应用于航空航天、医疗设备以及工业领域,并逐渐在新能源汽车和人形机器人等领域作为轻量化材料而流行起来。


此外,PEEK能承受400度的高温,强度堪比钢铁,但其重量仅为金属的七分之一,使用寿命长达30年以上,是人形机器人轻量化的最佳材料之一,主要用于制造人形机器人齿轮、关节、肢体等部位。同时,部分人形机器人生产商的产品平均重量约为58Kg,如果采用PEEK材料做骨架,相比金属材料能减重40%,这就能保证机器人的灵活性需求,同时有了更大的负载能力。例如,采用了PEEK材料的特斯拉Optimus Gen2较上一代重量减轻10kg,步行速度提升30%。

 

单台人形机器人到底要用到多少PEEK呢?


人形机器人的单台 PEEK 用量并无确切数字,特斯拉、优必选、智元等机器人平均重量在58Kg,假设其中齿轮和关节用1kg纯PEEK材料,肢体中用8kg的 CF/PEEK 复合材料(PEEK 含量一般30%以内),那么单台机器人的PEEK消耗量为6.6kg。另一种估算方法,如果机器人机身整体用铝合金密度测算体积,后用PEEK材料替代25%的体积,则PEEK材料的单台机器人消耗约6.9kg。

 

 

CF/PEEK是最尖端的研究领域之一


说到上文提及的CF/PEEK 复合材料,我们有必要再细细展开。


连续碳纤维增强 PEEK(CF/PEEK)是行业技术发展的新方向。目前 PEEK 行业复合增强树脂主要使用非连续碳纤维进行复合增强,虽然已经能大幅改善树脂性能,但CF/PEEK在拉伸强度、抗冲击性等力学性能方面会有更大幅度的提升,是目前最尖端的研究领域之一。CF/PEEK 是由连续碳纤维、PEEK 树脂复合制成,是近年来新兴的热塑性复合材料中性能最强的材料之一。


目前,CF/PEEK生产技术仅日本东丽、荷兰TenCate、英国威格斯等少数公司掌握,主要应用于航空航天等尖端领域,未来战略意义重大,市场空间广阔。国内CF/PEEK 的研发集中在高校、科研院所和极少数企业之中,尚未实现工业化生产。并且国外的核心制造技术及相关装备都被严格保密,对中国实施严苛的封锁政策。国内大多数CF/PEEK产品,如预浸带、预浸板只能依靠少量的进口, 数量无法满足需求、产品交期无法预估、应用成本很高,极大限制了国内市场对此类产品的大范围应用。CF/PEEK 产品的生产已成为我国高性能复合材料发展与应用的“卡脖子”问题。

 

全球有哪些主要生产PEEK的企业?


PEEK在1978年被发明后,迄今只有英国、德国、中国、比利时、印度等少数国家真正掌握 PEEK合成、提纯和干燥技术。以下列出部分生产PEEK的典型企业。


•威格斯(Victrex):英国威格斯是全球最大的PEEK生产企业,其全球市场占有率约超过 60%,并且专注于PEEK产业。其VICTREX PEEK系列树脂涵盖了纯树脂(粗粉、细粉、颗粒)、 复合增强树脂(玻纤增强、碳纤增强、耐磨、超耐磨、抗静电)以及深度纯化粒料等品种。此外,该公司还陆续开发出PEEK制品,如涂料专用料VICTREX VICOTE系列和PEEK薄膜VICTREX APTIV系列等产品。


•世索科(Syensqo):世索科(Syensqo)于2023年底由索尔维拆分成立,专注于特种化学品的研发和生产。PEEK(聚醚醚酮)是世索科在特种聚合物领域主要产品之一,包括KetaSpire PEEK系列和Zeniva PEEK系列树脂。其中,KetaSpire® PEEK产品线包括:纯树脂规格(颗粒形式和原生碎片)、玻璃纤维和碳纤维增强树脂规格(低熔体流动和高熔体流动)、耐磨SL树脂规格和自然色粉末规格(细粉末,超细粉末和超微细粉末)。Zeniva PEEK系列树脂则是用于开发植入类医疗产品。


•赢创(Evonik):德国赢创是全球第三大PEEK生产商,其在中国投资控股的吉大赢创是其生产PEEK的主要实体,主要生产和销售多种系列的PEEK树脂,现拥有包括纯树脂(粗粉、细粉、颗粒)、复合增强树脂(玻纤增强、碳纤增强、陶瓷增强、 耐磨、高耐磨)以及医用粗粉、医用粒料、医用棒料等品种,此外还包括PEEK薄膜产品。德国赢创的产品主要出口欧洲,在中国市场销售较少。


•中研股份:该公司是继威格斯、世索科和赢创之后全球第4家PEEK年产能达到千吨级的企业,是继威格斯后全球第2家能够使用5000L反应釜进行PEEK聚合生产的企业,是目前 PEEK 产量最大的中国企业。该公司主要专注于PEEK的研发、生产和销售,其主要产品是PEEK树脂,位居全球产量第四。


•长春吉大特塑工程研究有限公司:是一家从事 特种工程塑料(PEEK 和 PES 为主)、高性能改性材料及相关制品研发、生产和销售的高科技企业。该公司产品包括高耐热等级特种工程塑料、特种工程塑料基增强材料及合金、特种工程塑料型材和注塑制品等。


•浙江鹏孚隆新材料有限公司:公司成立于 2010 年,是浙江鹏孚隆科技股份有限公司旗下以研发生产特种工程塑料为主营业务的高科技企业,该公司产品包括不同牌号的PEEK纯树脂以及复合增强树脂。


•山东浩然特塑股份有限公司:公司成立于2010年8月,是一家以聚砜、聚醚砜、聚苯砜、PEEK塑料树脂及制品的研发、生产和销售为主的国家级高新技术企业。该公司可生产多种牌号的PEEK纯树脂,以及碳纤维和玻纤复合增强树脂。


•金发科技:在PEEK方面,金发科技最早的专利公布于2011年。而2024年12月31日,金发科技在投资者互动平台表示,公司拥有自主研发的PEEK聚合技术能力,相关改性产品主要应用于汽车、电子电器、机械等多个领域,目前公司主要结合市场需求情况进行PEEK改性材料生产。


近期,金发科技在投资者互动平台表示,公司作为LP(有限合伙人)与金石投资有限公司(GP普通合伙人)及其他LP共同投资设立了金石成长基金,公司对金石成长基金持股比例为9.15%。截至目前,金石成长基金对宇树科技的持股比例为4.62%。


•凯盛新材:截至2023年底,该公司PEKK产能为100吨/年,产能利用率17.21%,在建1000吨/年项目于2023年12月底完成环保验收,已满足量产条件。在取得PEKK材料方面的突破后,该公司积极与中国科学院宁波材料技术与工程研究所合作,共同开发CF/PEKK热塑性预浸料。PEKK和PEEK均属于聚芳醚酮类聚合物,在某些功能特性上存在共同之处,在特定领域可以相互替代使用。


•沃特股份:2024年10月,沃特股份PEEK顺利投产。公司聚芳醚酮(PAEK)产品主要包括PEEK和聚醚酮酮(PEKK)等,规划建设聚芳醚酮(PAEK)合成树脂产能1,000吨。


数据表明,2023年,全球PEEK树脂合成企业的总销售量为6650吨,年复合增长率仅为2.3%。PEEK概念股猛涨后,势必会有更多企业将目标聚焦于此。不过,未来全球PEEK的需求量增长会超预期吗?

 

来源:荣格-《国际塑料商情》


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