机械设备行业：人形机器人再探讨 复合陶瓷丝杠

　　陶瓷路线显著优于传统丝杠，或为微型丝杠重要方向伴随机器人灵巧手自由度的提高，手部模组数量也逐渐提高，例如特斯拉单手自由度已上升至22 个，并采用微型丝杠方案。我们认为未来随着特斯拉机器人进入ToB 和ToC 场景，手部丝杠模组噪音仍需降低，长久使用下的温升也需控制。我们认为微型陶瓷丝杠方案具备轻量化/高强度/低噪音/低发热等优点，能够降低运转噪音，减少关节发热，显著优于传统微型丝杠，有望成为未来微型丝杠的重要发展方向，建议关注陶瓷球产业链的投资机遇。
　　陶瓷丝杠以复合结构为主，具备轻量化/高强度/低噪音/低发热等优点陶瓷滚珠丝杠多采用复合结构，丝杠和螺母仍使用金属，用氮化硅等陶瓷球替代传统钢球，主要由于陶瓷材料硬且脆，加工难度高，复合结构更加合适。
　　相较于传统丝杠，陶瓷丝杠性能优势明显：1）轻量化，氮化硅陶瓷球的密度仅为3.3 g/cm^3左右，比轴承钢轻60%左右；2）高强度，氮化硅陶瓷球的硬度可达78HRC 以上，高于轴承钢；3）噪音小/发热小，陶瓷球摩擦系数低至0.001，较小的质量也降低了运行噪音；4）耐高温/耐腐蚀，在1200℃高温的环境下陶瓷球依然能稳定工作，并且耐酸碱、盐雾腐蚀。与传统金属滚珠丝杠相比，陶瓷滚珠丝杠能够显著减轻零部件重量、降低摩擦磨损与运行噪音，能够显著延长丝杠寿命。
　　陶瓷球加工难度大成本高，难点集中于原材料/烧制/精加工陶瓷球加工难度大导致成本高，其加工难度大主要系：1）原材料纯度与颗粒度控制要求高，原材料中的杂质将会使陶瓷球出现气孔/裂纹等内部缺陷，颗粒度要求细且均匀，否则陶瓷球密度不均；2）烧制成型难度高，需将粉末压制成球体，形状规整且无应力，烧结时各部位收缩需保持一致；3）精工难度高，由于陶瓷硬且脆，需采用如金刚石等高硬度加工工具，打磨时陶瓷球易破裂。陶瓷球制造难度高，因此价格高于普通钢球。
　　若陶瓷丝杠广泛应用，100 万台机器人有望创造104 亿元市场空间根据米思米官网，2mm 的氮化硅陶瓷球单价在18.87 元每颗，我们假设量产时降价75%至4.72 元。我们考虑到单根微型丝杠滚珠数量在50 个左右，特斯拉灵巧手单手采用22 根微型滚珠丝杠，双手共计约2200 颗滚珠。若未来都采用陶瓷球，100 万台机器人将创造104 亿元左右的市场空间。
　　产业链公司
　　目前国内上市公司中力星股份与国瓷材料均布局陶瓷球。力星股份，2023年搭建了陶瓷球关键工艺的设备和能力；2024 年和中科院开始联合研发攻关；2025 年引进欧洲及美国氮化硅头部企业的关键人才；2025 年实现无尘精密车间的改造。公司正在开发人形机器人灵巧手高转速高温免润滑项陶瓷球应用。国瓷材料，已熟练掌握从粉体制备到陶瓷球制造的关键技术，所生产的高端氮化硅陶瓷球微观组织均匀，有利于提高高载荷下的疲劳寿命和可靠性。采用陶瓷球方案的车企和车型不断增加，公司产品销售实现快速增长。
　　风险提示：人形机器人发展不及预期；微型丝杠需求不及预期；陶瓷丝杠研发进度不及预期。
【免责声明】本文仅代表第三方观点，不代表和讯网立场。投资者据此操作，风险请自担。

   【免责声明】本文仅代表第三方观点，不代表和讯网立场。投资者据此操作，风险请自担。

【广告】本文仅代表作者本人观点，与和讯网无关。和讯网站对文中陈述、观点判断保持中立，不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。请读者仅作参考，并请自行承担全部责任。邮箱：news_center@staff.hexun.com