复杂形状、高性能：MIM撬开人形机器人万亿零件市场

人形机器人正成为继新能源汽车之后的科技新风口，中国市场预计在2025年下半年掀起热潮。要实现类人机器人的大规模落地，高精度、小型化的金属零部件批量制造是关键挑战之一。金属粉末注射成型（简称MIM）正被视为满足这一需求的理想方案。MIM工艺结合了塑料注射成型和粉末冶金优势，能够低成本批量生产形状复杂、尺寸精密、性能优异的小型金属零件。

MIM在机器人关键部件中的应用方向

1. 结构件与关节外壳：

人形机器人的骨架和关节外壳通常结构复杂且要求轻量坚固。MIM可近净成形薄壁异形件，一次成型出复杂的内加强筋、安装孔等结构，从而减少后续加工。关节轴承座、关节壳体等，以往需多道机加工工序制成的复杂结构件，借助MIM可一步成型，保证精度的一致性和批量稳定性。对于壁厚<0.5mm的超薄结构，烧结过程中的变形仍是挑战，需优化工艺或辅以烧结治具控制精度。

2. 精密齿轮与减速器：

人形机器人关节普遍采用精密减速器来提高扭矩输出。MIM技术在这类复杂齿轮传动件上具有显著优势，可制造传统机加工难以实现的微型、高精度齿轮和齿圈。

MIM工艺已被尝试用于谐波减速器的柔轮、行星减速器齿轮组以及小型电机齿轮等关键零件，实现了薄壁、高强度齿轮件的批量成形。业界已有用MIM制备钛合金谐波减速器柔轮的案例：柔轮厚度仅0.1mm，相比传统钢制件减重60%，但仍保持约800 MPa的抗拉强度，可满足人形机器人关节寿命1万小时以上的要求。

3. 连杆、执行器组件：

人形机器人的四肢含有大量连杆、骨架和微型执行器组件，既要求高强度又要尽可能减轻重量。传统实心金属连杆密度大，而MIM可采用高强度轻合金材料如铝合金、钛合金，进行注射成型，制成中空或拓扑优化结构的连杆，实现减重的同时确保刚度。

轻量化、高强度与高耐磨性

人形机器人对零部件的性能要求集中在轻量化、高强度、高耐磨等方面，以兼顾运动灵活性和使用寿命。

轻量化：通过MIM可以方便地采用轻质高性能合金。铝合金和钛合金材料可用于MIM成形复杂件，在密度降低的同时保持必要的强度。MIM允许设计出减重型内部结构，这些结构对传统切削工艺来说难以加工，而MIM却能一体成型，从而在不牺牲强度的前提下显著减轻重量。

高强度：MIM烧结后的致密度通常可达96%–99%，接近锻件强度。借助精选的合金粉末和优化烧结工艺，MIM件可获得优异的力学性能。马氏体时效钢等高强材料通过MIM成形后，抗拉强度可超过1800 MPa。

高耐磨性：机器人传动齿轮和关节轴承等部件需要长期耐磨。MIM可使用耐磨合金制备齿轮，实现硬度和耐磨性的提升。MIM件易于进行表面渗氮、涂层等后处理，提高表面硬度和耐磨性能。对于MIM齿轮，可采用气体氮化在齿面形成0.1–0.3mm硬化层，将齿面耐磨寿命成倍提高。

产业化进展典型案例

MIM工艺在机器人结构件领域的应用已进入产业化验证阶段，已有MIM供应商向头部机器人企业送样测试并开展认证。这意味着MIM零部件正由小批试制走向规模量产。

江苏精研科技等国内*MIM企业已将目光投向人形机器人。精研科技被曝出与特斯拉Optimus项目联合开发微型谐波减速器齿轮，通过改进材料和工艺使关键传动齿轮的抗疲劳强度提升了3倍。这表明国际*的机器人项目也在引入MIM技术来提升部件性能。

国内粉末冶金龙头东睦股份亦表示已将材料和技术优势深度布局机器人赛道。东睦拥有数百项粉末冶金专利，是华为等公司折叠屏铰链的主要供应商，凭借多年工艺积累正积极扩展机器人零部件市场。

国内人形机器人厂商如杭州宇树科技、上海智元机器人等，与MIM供应链开始对接。部分MIM厂商已向上述企业提供谐波减速器柔轮、行星齿轮箱齿轮、连杆等零件样品进行测试和认证，这标志着MIM制件在机器人核心结构件上的可行性得到初步认可。

可以预见，随着各厂商的新机型开发，MIM零部件的小批量试用将逐步转为批量采购。

中国大陆MIM供应商现状及典型企业

中国是目前全球*大的MIM市场，过去MIM产能主要服务于消费电子领域。面对人形机器人这片新蓝海，不少大陆MIM厂商已经提前布局：

东睦股份：国内粉末冶金行业的老牌龙头，技术和规模*。东睦近年业绩亮眼，2024年上半年MIM业务收入同比增速超过60%。公司利用自身材料优势，正积极拓展机器人赛道，成为机器人金属零件潜在的重要供应商。

精研科技：全球*MIM行业上市公司，精研科技2024年营收达21.59亿元，是全球MIM领域的领军企业之一。公司传统业务深耕消费电子精密件，占有苹果、三星等大客户供应链。

统联精密：深圳的高新技术企业，新晋MIM行业上市公司。统联精密2024年实现MIM业务收入3.19亿元，并以超过100%的增速拓展非MIM如3D打印等领域。公司深度绑定苹果、华为等消费电子客户，MIM技术实力强。统联也在研发钛合金3D打印等工艺，探索轻量化方向。

海昌新材：专注粉末冶金和MIM产品的小巨人企业，业务涵盖SMC软磁材料、MIM零件和小模数精密齿轮等。海昌为机器人灵巧手提供了微型触觉传感器基座（MIM制品），精度达到0.05mm级。美湖股份、明阳科技、优德精密、信维通信等，均在不同程度上涉足MIM业务。

从成长性看，人形机器人有望成为MIM行业下一条高速增长曲线。目前全球MIM市场规模约数百亿美元量级，应用*广的是消费电子等领域。随着人形机器人、AI终端、智能制造等新兴产业的快速发展，对高精度复杂金属件需求激增，MIM工艺将进一步凸显优势，未来市场将迎来蓝海。据MarketsandMarkets的数据，预计2030年全球粉末冶金市场规模可达720亿美元，年复合增速超过9.5%，其中MIM是重要驱动力之一。