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人形机器人关键材料：PEEK材料全解析
糖芯儿 / 今天12:58 发布
特斯拉预计将在三月完成量产前的最后一次重大更新。 去年11月，特斯拉发布了人形机器人Optimus-Gen2最新视频。其中值得一提的是，机器人的整体重量减轻了10公斤，从73公斤减少到63公斤。 特斯拉二代人形机器人在不牺牲性能的情况下减重10公斤，主要依靠的是一种轻量化材料：PEEK材料。 PEEK材料在人形机器人的关节、四肢、躯体和四肢骨架等部位都有广泛应用，当前正在成为人形机器人“轻量化”的核心解决方案。 本文对人形机器人轻量化核心材料：PEEK材料产业链核心环节进行解析。 01 PEEK材料行业概览
轻量化材料主要对应人形机器人的轻量化需求，常用的轻量化材料包括镁合金、铝合金、碳纤维复合材料、工程塑料等。在当前“以塑代钢”和“轻量化”的大背景下，PEEK材料作为一种高分子新材料，以其优异的性能用于在中高端领域逐步替换金属材料的使用。 PEEK（聚醚醚酮）材料是金字塔尖的特种工程塑料，其综合性能处于塑料金字塔顶端。具有耐高温、耐磨、耐腐蚀、自润滑等特性，绝缘性和耐化学性方面均优于普通金属。密度约为铝合金的一半，能够实现轻量化，同时保持高强度和刚性。 PEEK材料的主要应用场景为航空航天、电子电气、机器人、汽车、能源、医疗等多个领域。 当前市场份额最大的领域是航空航天，未来人形机器人有望成为增速最快的应用方向之一。 02 PEEK材料在人形机器人中的应用
根据公开披露数据对比，特斯拉、优必选、智元等机器人平均重量约在58Kg。其中齿轮和关节用1kg纯PEEK材料，肢体中用8kgCF/PEEK，预计单台机器人对PEEK消耗量为6.6kg。 关节和四肢： PEEK齿轮：应用于人形机器人的关节四肢等部位，提供稳定的传动和支撑。 PEEK轴承：应用于人形机器人的关节等位置，具有优异的耐磨性和自润滑性，能够减少摩擦和磨损，提高机器人的使用寿命。 躯体和四肢骨架： PEEK骨架：应用于人形机器人的躯体和四肢，相比金属材料，PEEK骨架能够减重40%，同时保持足够的强度和刚性，满足机器人的负载和灵活性需求。 03 PEEK材料产业链
PEEK属于合成树脂，产业链上游是化学原料和化学纤维制造行业，原材料主要包括氟酮（最关键）、对苯二酚、二苯砜和碳酸钠等，添加剂包含碳纤维、玻璃纤维和PTFE；中游包括PEEK颗粒、PEEK粉末、PEEK增强颗粒等PEEK产品制造；下游为各类终端领域。PEEK的生产需要使用高纯度的原材料，并对原材料进行严格的筛选和处理，以确保最终产品的质量。 产业链上游原材料整体成本占比较高，其中氟酮成本占比过半。 氟酮（DFBP）是合成PEEK的关键原材料，其纯度和品质直接影响PEEK的产品质量。 氟酮合成工艺复杂价格高昂，每生产1吨PEEK需要消耗约0.7-0.8吨氟酮单体。 在全球范围内除英国威格斯有部分自有产能以及印度有少许产能外，全球氟酮主要产能集中在我国的三家企业：新瀚新材，中欣氟材和营口兴福。 此外，对苯二酚是PEEK聚合反应的主要原材料，占粗粉成本比例15%左右；碳酸钠成本占比仅占1%，且为大宗化学品，由PEEK带来的弹性较小。 该环节对进口产品不存在依赖，国内主流对苯二酚生产厂商包含南京华虹化工、南京新化原和上海棋成原力化工等公司。 碳纤维、玻璃纤维和PTFE占PEEK复合增强类产品成本约20%，占全部产品成本比例约5%。 玻璃纤维随全球需求转移至中国后，逐步实现国产替代，目前碳纤维需求也正在往中国转移，吉林系、宝旌系、上海石化、中复神鹰、中简科技、恒神股份和光威复材等厂商引领国产替代。 PEEK材料中游生产环节 EEK中游生产进入门槛高，生产工艺复杂，工业化生产难度大。其合成过程涉及复杂的化学反应和工艺步骤，需要高度的专业知识和技术实力。 PEEK材料研发已久，但是全球大规模生产的企业较少，且主要产能被外资企业垄断。 国际厂商对其技术、配方、设备等相关知识产权和技术秘密的保护和封锁十分严格，国内厂商完全需要自主研发。 新进入者难以在短时间内与深耕行业的头部企业抗衡。 在PEEK树脂研发成功后的近50年中，全球范围内仅有英国威格斯、比利时索尔维、德国赢创、中研股份（中国）4家产能达到千吨级的企业。 全球PEEK市场呈现“一超多强”的竞争格局。 英国威格斯是全球最大的PEEK生产商，其次是比利时索尔维和德国赢创，三家企业的产能占比超过全球总产能的80%。 目前我国PEEK的研发集中在高校、科研院所和少数企业之中。主要产能集中在中研股份、浙江鹏孚隆、吉大特塑料等公司。 中研股份是国内最大、全球前四的PEEK(聚醚醚酮)生产商，是继英国威格斯、比利时索尔维和德国赢创之后全球第四家PEEK年产能达到千吨级的企业，现已超越英国威格斯成为中国市场销量最大的公司，在国内市场引领进口替代。 近年来多个国产PEEK产品主要已达国际先进水平，且国内企业在原料和设备方面具有成本优势，国产PEEK市场售价显著低于国际市场价格，国产替代步伐有望加快。 根据公开信息和公司公告显示，国内PEEK相关厂商中，沃特股份在24年9月成功实现了PEEK材料的量产，并宣布千吨级PEEK产线正式投产；华密新材料募投之一的特种工程塑料项目目前主要产出PA6、PA66、PEEK等中高端特种改性工程塑料；南京聚隆完成PPA、PEEK、LCP等材料的开发；普利特改性材料产品中包括改性PEEK材料；康拓医疗是国内第一个取得PEEK颅骨修补产品注册证的国产厂家；双林股份PEEK材料蜗杆产品已成熟应用在公司座椅水平驱动器业务领域多年；崇德科技开发的PEEK材料滑动轴承适用于极端工况；金发科技有自主研发生产聚合PEEK的生产能力。
此外，公开资料显示，PEEK产业链相关厂商包括会通股份、万润股份、同益股份、双一科技、超捷股份、盛邦股份、金田股份、富恒新材、肯特股份、天赐材料、聚赛龙等也在该领域有所布局。当前下游多领域需求跟进，人形机器人和低空经济等新兴领域对PEEK材料需求强劲。产业趋势也在在向高端化和精细化方向发展，同时国产产品的成本优势也将带动我国PEEK产品出口量增长，行业需求量有望持续提升。乐晴智库精选
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