人形機器人正成為繼新能源汽車之后的科技新風口，中國市場預計在2025年下半年掀起熱潮。要實現(xiàn)類人機器人的大規(guī)模落地，高精度、小型化的金屬零部件批量制造是關鍵挑戰(zhàn)之一。金屬粉末注射成型（簡稱MIM）正被視為滿足這一需求的理想方案。MIM工藝結合了塑料注射成型和粉末冶金優(yōu)勢，能夠低成本批量生產(chǎn)形狀復雜、尺寸精密、性能優(yōu)異的小型金屬零件。

MIM在機器人關鍵部件中的應用方向

1. 結構件與關節(jié)外殼：

人形機器人的骨架和關節(jié)外殼通常結構復雜且要求輕量堅固。MIM可近凈成形薄壁異形件，一次成型出復雜的內加強筋、安裝孔等結構，從而減少后續(xù)加工。關節(jié)軸承座、關節(jié)殼體等，以往需多道機加工工序制成的復雜結構件，借助MIM可一步成型，保證精度的一致性和批量穩(wěn)定性。對于壁厚<0.5mm的超薄結構，燒結過程中的變形仍是挑戰(zhàn)，需優(yōu)化工藝或輔以燒結治具控制精度。

2. 精密齒輪與減速器：

人形機器人關節(jié)普遍采用精密減速器來提高扭矩輸出。MIM技術在這類復雜齒輪傳動件上具有顯著優(yōu)勢，可制造傳統(tǒng)機加工難以實現(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齒輪等關鍵零件，實現(xiàn)了薄壁、高強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的抗拉強度，可滿足人形機器人關節(jié)壽命1萬小時以上的要求。

3. 連桿、執(zhí)行器組件：

人形機器人的四肢含有大量連桿、骨架和微型執(zhí)行器組件，既要求高強度又要盡可能減輕重量。傳統(tǒng)實心金屬連桿密度大，而MIM可采用高強度輕合金材料如鋁合金、鈦合金，進行注射成型，制成中空或拓撲優(yōu)化結構的連桿，實現(xiàn)減重的同時確保剛度。

輕量化、高強度與高耐磨性

人形機器人對零部件的性能要求集中在輕量化、高強度、高耐磨等方面，以兼顧運動靈活性和使用壽命。

輕量化：通過MIM可以方便地采用輕質高性能合金。鋁合金和鈦合金材料可用于MIM成形復雜件，在密度降低的同時保持必要的強度。MIM允許設計出減重型內部結構，這些結構對傳統(tǒng)切削工藝來說難以加工，而MIM卻能一體成型，從而在不犧牲強度的前提下顯著減輕重量。

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

高耐磨性：機器人傳動齒輪和關節(jié)軸承等部件需要長期耐磨。MIM可使用耐磨合金制備齒輪，實現(xiàn)硬度和耐磨性的提升。MIM件易于進行表面滲氮、涂層等后處理，提高表面硬度和耐磨性能。對于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)化進展典型案例

MIM工藝在機器人結構件領域的應用已進入產(chǎn)業(yè)化驗證階段，已有MIM供應商向頭部機器人企業(yè)送樣測試并開展認證。這意味著MIM零部件正由小批試制走向規(guī)模量產(chǎn)。

江蘇精研科技等國內*MIM企業(yè)已將目光投向人形機器人。精研科技被曝出與特斯拉Optimus項目聯(lián)合開發(fā)微型諧波減速器齒輪，通過改進材料和工藝使關鍵傳動齒輪的抗疲勞強度提升了3倍。這表明國際*的機器人項目也在引入MIM技術來提升部件性能。

國內粉末冶金龍頭東睦股份亦表示已將材料和技術優(yōu)勢深度布局機器人賽道。東睦擁有數(shù)百項粉末冶金專利，是華為等公司折疊屏鉸鏈的主要供應商，憑借多年工藝積累正積極擴展機器人零部件市場。

國內人形機器人廠商如杭州宇樹科技、上海智元機器人等，與MIM供應鏈開始對接。部分MIM廠商已向上述企業(yè)提供諧波減速器柔輪、行星齒輪箱齒輪、連桿等零件樣品進行測試和認證，這標志著MIM制件在機器人核心結構件上的可行性得到初步認可。

可以預見，隨著各廠商的新機型開發(fā)，MIM零部件的小批量試用將逐步轉為批量采購。

中國大陸MIM供應商現(xiàn)狀及典型企業(yè)

中國是目前全球*大的MIM市場，過去MIM產(chǎn)能主要服務于消費電子領域。面對人形機器人這片新藍海，不少大陸MIM廠商已經(jīng)提前布局：

東睦股份：國內粉末冶金行業(yè)的老牌龍頭，技術和規(guī)模*。東睦近年業(yè)績亮眼，2024年上半年MIM業(yè)務收入同比增速超過60%。公司利用自身材料優(yōu)勢，正積極拓展機器人賽道，成為機器人金屬零件潛在的重要供應商。

精研科技：全球*MIM行業(yè)上市公司，精研科技2024年營收達21.59億元，是全球MIM領域的領軍企業(yè)之一。公司傳統(tǒng)業(yè)務深耕消費電子精密件，占有蘋果、三星等大客戶供應鏈。

統(tǒng)聯(lián)精密：深圳的高新技術企業(yè)，新晉MIM行業(yè)上市公司。統(tǒng)聯(lián)精密2024年實現(xiàn)MIM業(yè)務收入3.19億元，并以超過100%的增速拓展非MIM如3D打印等領域。公司深度綁定蘋果、華為等消費電子客戶，MIM技術實力強。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：專注粉末冶金和MIM產(chǎn)品的小巨人企業(yè)，業(yè)務涵蓋SMC軟磁材料、MIM零件和小模數(shù)精密齒輪等。海昌為機器人靈巧手提供了微型觸覺傳感器基座（MIM制品），精度達到0.05mm級。美湖股份、明陽科技、優(yōu)德精密、信維通信等，均在不同程度上涉足MIM業(yè)務。

從成長性看，人形機器人有望成為MIM行業(yè)下一條高速增長曲線。目前全球MIM市場規(guī)模約數(shù)百億美元量級，應用*廣的是消費電子等領域。隨著人形機器人、AI終端、智能制造等新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對高精度復雜金屬件需求激增，MIM工藝將進一步凸顯優(yōu)勢，未來市場將迎來藍海。據(jù)MarketsandMarkets的數(shù)據(jù)，預計2030年全球粉末冶金市場規(guī)�？蛇_720億美元，年復合增速超過9.5%，其中MIM是重要驅動力之一。