人形機(jī)器人正成為繼新能源汽車(chē)之后的科技新風(fēng)口，中國(guó)市場(chǎng)預(yù)計(jì)在2025年下半年掀起熱潮。要實(shí)現(xiàn)類(lèi)人機(jī)器人的大規(guī)模落地，高精度、小型化的金屬零部件批量制造是關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。金屬粉末注射成型（簡(jiǎn)稱(chēng)MIM）正被視為滿(mǎn)足這一需求的理想方案。MIM工藝結(jié)合了塑料注射成型和粉末冶金優(yōu)勢(shì)，能夠低成本批量生產(chǎn)形狀復(fù)雜、尺寸精密、性能優(yōu)異的小型金屬零件。

MIM在機(jī)器人關(guān)鍵部件中的應(yīng)用方向

1. 結(jié)構(gòu)件與關(guān)節(jié)外殼：

人形機(jī)器人的骨架和關(guān)節(jié)外殼通常結(jié)構(gòu)復(fù)雜且要求輕量堅(jiān)固。MIM可近凈成形薄壁異形件，一次成型出復(fù)雜的內(nèi)加強(qiáng)筋、安裝孔等結(jié)構(gòu)，從而減少后續(xù)加工。關(guān)節(jié)軸承座、關(guān)節(jié)殼體等，以往需多道機(jī)加工工序制成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件，借助MIM可一步成型，保證精度的一致性和批量穩(wěn)定性。對(duì)于壁厚<0.5mm的超薄結(jié)構(gòu)，燒結(jié)過(guò)程中的變形仍是挑戰(zhàn)，需優(yōu)化工藝或輔以燒結(jié)治具控制精度。

2. 精密齒輪與減速器：

人形機(jī)器人關(guān)節(jié)普遍采用精密減速器來(lái)提高扭矩輸出。MIM技術(shù)在這類(lèi)復(fù)雜齒輪傳動(dòng)件上具有顯著優(yōu)勢(shì)，可制造傳統(tǒng)機(jī)加工難以實(shí)現(xiàn)的微型、高精度齒輪和齒圈。

MIM工藝已被嘗試用于諧波減速器的柔輪、行星減速器齒輪組以及小型電機(jī)齒輪等關(guān)鍵零件，實(shí)現(xiàn)了薄壁、高強(qiáng)度齒輪件的批量成形。業(yè)界已有用MIM制備鈦合金諧波減速器柔輪的案例：柔輪厚度僅0.1mm，相比傳統(tǒng)鋼制件減重60%，但仍保持約800 MPa的抗拉強(qiáng)度，可滿(mǎn)足人形機(jī)器人關(guān)節(jié)壽命1萬(wàn)小時(shí)以上的要求。

3. 連桿、執(zhí)行器組件：

人形機(jī)器人的四肢含有大量連桿、骨架和微型執(zhí)行器組件，既要求高強(qiáng)度又要盡可能減輕重量。傳統(tǒng)實(shí)心金屬連桿密度大，而MIM可采用高強(qiáng)度輕合金材料如鋁合金、鈦合金，進(jìn)行注射成型，制成中空或拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)構(gòu)的連桿，實(shí)現(xiàn)減重的同時(shí)確保剛度。

輕量化、高強(qiáng)度與高耐磨性

人形機(jī)器人對(duì)零部件的性能要求集中在輕量化、高強(qiáng)度、高耐磨等方面，以兼顧運(yùn)動(dòng)靈活性和使用壽命。

輕量化：通過(guò)MIM可以方便地采用輕質(zhì)高性能合金。鋁合金和鈦合金材料可用于MIM成形復(fù)雜件，在密度降低的同時(shí)保持必要的強(qiáng)度。MIM允許設(shè)計(jì)出減重型內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)對(duì)傳統(tǒng)切削工藝來(lái)說(shuō)難以加工，而MIM卻能一體成型，從而在不犧牲強(qiáng)度的前提下顯著減輕重量。

高強(qiáng)度：MIM燒結(jié)后的致密度通常可達(dá)96%–99%，接近鍛件強(qiáng)度。借助精選的合金粉末和優(yōu)化燒結(jié)工藝，MIM件可獲得優(yōu)異的力學(xué)性能。馬氏體時(shí)效鋼等高強(qiáng)材料通過(guò)MIM成形后，抗拉強(qiáng)度可超過(guò)1800 MPa。

高耐磨性：機(jī)器人傳動(dòng)齒輪和關(guān)節(jié)軸承等部件需要長(zhǎng)期耐磨。MIM可使用耐磨合金制備齒輪，實(shí)現(xiàn)硬度和耐磨性的提升。MIM件易于進(jìn)行表面滲氮、涂層等后處理，提高表面硬度和耐磨性能。對(duì)于MIM齒輪，可采用氣體氮化在齒面形成0.1–0.3mm硬化層，將齒面耐磨壽命成倍提高。

產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展典型案例

MIM工藝在機(jī)器人結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域的應(yīng)用已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化驗(yàn)證階段，已有MIM供應(yīng)商向頭部機(jī)器人企業(yè)送樣測(cè)試并開(kāi)展認(rèn)證。這意味著MIM零部件正由小批試制走向規(guī)模量產(chǎn)。

江蘇精研科技等國(guó)內(nèi)*MIM企業(yè)已將目光投向人形機(jī)器人。精研科技被曝出與特斯拉Optimus項(xiàng)目聯(lián)合開(kāi)發(fā)微型諧波減速器齒輪，通過(guò)改進(jìn)材料和工藝使關(guān)鍵傳動(dòng)齒輪的抗疲勞強(qiáng)度提升了3倍。這表明國(guó)際*的機(jī)器人項(xiàng)目也在引入MIM技術(shù)來(lái)提升部件性能。

國(guó)內(nèi)粉末冶金龍頭東睦股份亦表示已將材料和技術(shù)優(yōu)勢(shì)深度布局機(jī)器人賽道。東睦擁有數(shù)百項(xiàng)粉末冶金專(zhuān)利，是華為等公司折疊屏鉸鏈的主要供應(yīng)商，憑借多年工藝積累正積極擴(kuò)展機(jī)器人零部件市場(chǎng)。

國(guó)內(nèi)人形機(jī)器人廠(chǎng)商如杭州宇樹(shù)科技、上海智元機(jī)器人等，與MIM供應(yīng)鏈開(kāi)始對(duì)接。部分MIM廠(chǎng)商已向上述企業(yè)提供諧波減速器柔輪、行星齒輪箱齒輪、連桿等零件樣品進(jìn)行測(cè)試和認(rèn)證，這標(biāo)志著MIM制件在機(jī)器人核心結(jié)構(gòu)件上的可行性得到初步認(rèn)可。

可以預(yù)見(jiàn)，隨著各廠(chǎng)商的新機(jī)型開(kāi)發(fā)，MIM零部件的小批量試用將逐步轉(zhuǎn)為批量采購(gòu)。

中國(guó)大陸MIM供應(yīng)商現(xiàn)狀及典型企業(yè)

中國(guó)是目前全球*大的MIM市場(chǎng)，過(guò)去MIM產(chǎn)能主要服務(wù)于消費(fèi)電子領(lǐng)域。面對(duì)人形機(jī)器人這片新藍(lán)海，不少大陸MIM廠(chǎng)商已經(jīng)提前布局：

東睦股份：國(guó)內(nèi)粉末冶金行業(yè)的老牌龍頭，技術(shù)和規(guī)模*。東睦近年業(yè)績(jī)亮眼，2024年上半年MIM業(yè)務(wù)收入同比增速超過(guò)60%。公司利用自身材料優(yōu)勢(shì)，正積極拓展機(jī)器人賽道，成為機(jī)器人金屬零件潛在的重要供應(yīng)商。

精研科技：全球*MIM行業(yè)上市公司，精研科技2024年?duì)I收達(dá)21.59億元，是全球MIM領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)之一。公司傳統(tǒng)業(yè)務(wù)深耕消費(fèi)電子精密件，占有蘋(píng)果、三星等大客戶(hù)供應(yīng)鏈。

統(tǒng)聯(lián)精密：深圳的高新技術(shù)企業(yè)，新晉MIM行業(yè)上市公司。統(tǒng)聯(lián)精密2024年實(shí)現(xiàn)MIM業(yè)務(wù)收入3.19億元，并以超過(guò)100%的增速拓展非MIM如3D打印等領(lǐng)域。公司深度綁定蘋(píng)果、華為等消費(fèi)電子客戶(hù)，MIM技術(shù)實(shí)力強(qiáng)。統(tǒng)聯(lián)也在研發(fā)鈦合金3D打印等工藝，探索輕量化方向。

海昌新材：專(zhuān)注粉末冶金和MIM產(chǎn)品的小巨人企業(yè)，業(yè)務(wù)涵蓋SMC軟磁材料、MIM零件和小模數(shù)精密齒輪等。海昌為機(jī)器人靈巧手提供了微型觸覺(jué)傳感器基座（MIM制品），精度達(dá)到0.05mm級(jí)。美湖股份、明陽(yáng)科技、優(yōu)德精密、信維通信等，均在不同程度上涉足MIM業(yè)務(wù)。

從成長(zhǎng)性看，人形機(jī)器人有望成為MIM行業(yè)下一條高速增長(zhǎng)曲線(xiàn)。目前全球MIM市場(chǎng)規(guī)模約數(shù)百億美元量級(jí)，應(yīng)用*廣的是消費(fèi)電子等領(lǐng)域。隨著人形機(jī)器人、AI終端、智能制造等新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)高精度復(fù)雜金屬件需求激增，MIM工藝將進(jìn)一步凸顯優(yōu)勢(shì)，未來(lái)市場(chǎng)將迎來(lái)藍(lán)海。據(jù)MarketsandMarkets的數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)2030年全球粉末冶金市場(chǎng)規(guī)�？蛇_(dá)720億美元，年復(fù)合增速超過(guò)9.5%，其中MIM是重要驅(qū)動(dòng)力之一。