中國粉體網(wǎng)訊  在人形機器人產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的當下，有一種材料正成為決定其性能與規(guī)模的核心要素，它便是以釹鐵硼為代表的稀土永磁材料。從特斯拉Optimus到各類人形機器人原型機，其精準的關(guān)節(jié)運動、高效的動力輸出與可靠的制動控制，背后都離不開這種材料的支撐，它已然成為人形機器人產(chǎn)業(yè)前行路上不可或缺的“關(guān)鍵引擎”。

Optimus 人形機器人 來源：特斯拉

稀土永磁材料，尤其是高性能釹鐵硼永磁材料，憑借卓越性能成為人形機器人核心部件的“基石”，其高磁能積、高矯頑力的特性，讓驅(qū)動電機實現(xiàn)了“小身材大能量”的突破。以特斯拉Optimus為例，單臺機器人需28個無框電機與12個空心杯電機，大約需要約3.5千克高性能釹鐵硼，用量是一臺新能源車的1.75倍。這些電機分別為旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)提供高精度扭矩、為線性關(guān)節(jié)實現(xiàn)快速伸縮與精密位移，讓人形機器人能流暢完成行走、抓取、跳躍等復(fù)雜動作，而傳統(tǒng)電機因扭矩不足、體積過大，難以滿足此類需求。

Optimus執(zhí)行器中電機結(jié)構(gòu)  來源：特斯拉 AI Day

在制動與控制系統(tǒng)中，稀土永磁材料的作用同樣關(guān)鍵。制動系統(tǒng)里，其高磁阻特性可降低電機制動時的能量損耗，提升散熱性能，使機器人在高速運動或緊急情況下快速平穩(wěn)停止，避免慣性失控；控制系統(tǒng)作為機器人“大腦”，依賴稀土永磁材料的高頻率響應(yīng)特性，讓電機能實時精準響應(yīng)指令，無論是在復(fù)雜地形行走，還是精細操作物體，都能保障動作穩(wěn)定與準確。此外，在環(huán)境感知傳感器等部件中，釹鐵硼磁材的高頻率響應(yīng)特性可敏銳捕捉運動信息并反饋給控制系統(tǒng)，進一步提升機器人操作精度。

然而，高性能稀土永磁材料的應(yīng)用與發(fā)展并非坦途，技術(shù)突破與供應(yīng)穩(wěn)定是兩大核心挑戰(zhàn)。生產(chǎn)方面，晶界滲透技術(shù)、燒結(jié)工藝及稀土元素精準配比等核心技術(shù)門檻極高，晶界滲透技術(shù)曾長期被日立金屬等國際巨頭壟斷。盡管國內(nèi)中科三環(huán)、金力永磁等企業(yè)通過自主研發(fā)取得突破，縮小了與國際先進水平的差距，但大規(guī)模生產(chǎn)中材料微觀結(jié)構(gòu)控制、質(zhì)量一致性等問題仍待解決，而微觀結(jié)構(gòu)直接影響磁性能，關(guān)乎電機乃至機器人的整體表現(xiàn)。

即便面臨挑戰(zhàn)，稀土永磁材料在人形機器人領(lǐng)域的市場潛力依然巨大，需求增長趨勢明確，2025年國內(nèi)人形機器人磁材用量預(yù)計為17.5噸，到2030年預(yù)計增長至203噸，遠期有望達到3500噸。如此爆發(fā)式的需求增長，不僅將推動稀土永磁材料產(chǎn)業(yè)擴容，也將倒逼技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新，形成“需求牽引技術(shù)，技術(shù)推動產(chǎn)業(yè)”的良性循環(huán)。

從行業(yè)發(fā)展來看，稀土永磁材料與人形機器人產(chǎn)業(yè)已形成深度綁定的共生關(guān)系。人形機器人產(chǎn)業(yè)的壯大為稀土永磁材料開辟了新的應(yīng)用藍海，而稀土永磁材料的技術(shù)進步與供應(yīng)穩(wěn)定，又將為人形機器人向小型化、輕量化、高性價比方向發(fā)展提供關(guān)鍵支撐。未來，隨著技術(shù)不斷突破、供應(yīng)鏈逐步完善，稀土永磁材料必將在人形機器人從實驗室走向大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的過程中，發(fā)揮更加重要的作用，成為推動全球人形機器人產(chǎn)業(yè)加速前行的核心力量。

參考來源:

特斯拉官網(wǎng)

長江證券《人形機器人系列（六）：規(guī)模量產(chǎn)在即，新材料需求如日方升——材料篇》

科技日報《人形機器人生產(chǎn)為什么離不開稀土？》

(中國粉體網(wǎng)編輯整理/月明)

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