3D打印賦能人形機器人，開辟智能制造新路徑

3D打印又稱“增材制造”，是一種將建立的三維數字化模型通過切片軟件進行路徑規劃，再使用粉末、線材、液體等材料逐層堆積完成三維實體模型制造的技術。相較于傳統加工方式，3D打印技術的優勢在于無需開模、材料利用率高、產品實現周期短，并且能夠實現高性能復雜結構零件的無模具、快速、全致密成形，逐步成為應對眾多領域技術挑戰的最佳技術途徑。

在人形機器人向智能化、高性能化邁進的浪潮中，3D打印技術正以其獨特優勢深度介入，從結構制造到功能升級，全方位推動人形機器人的迭代發展。作為融合了復雜結構成形、多材料應用與高效生產的新型工藝，3D打印不僅破解了傳統制造的諸多瓶頸，更成為人形機器人突破技術限制、降低成本、拓展應用場景的關鍵支撐。

人形機器人由感知、決策、控制、執行四大模塊構成，核心零部件與結構件的性能直接決定其運行效果。當前，人形機器人面臨著輕量化、高精度、高仿生度等多重技術需求，同時受困于傳統制造工藝下復雜結構難以實現、零件裝配繁瑣、成本居高不下等問題。而3D打印技術恰好適配這些需求，其適合復雜結構制造、一體成型設計和輕量化材料應用的核心優勢，能在滿足強度及功能要求的前提下，有效降低零件重量，簡化裝配流程，提升系統可靠性。

在結構件制造領域，3D打印的應用已十分廣泛。從手臂、大腿等肢體部件，到肩部、胸部骨架，再到機器人外殼，3D打印都展現出顯著價值。波士頓動力早就在Atlas機器人的關鍵部件制造中采用3D打印技術，通過拓撲晶格設計和多尺度結構集成減輕重量，提升機動性并降低能耗，其液壓動力單元的緊湊閥塊也借助3D打印實現了輕量化與高空間利用率。

3D打印參與Atlas液壓動力單元制造 來源：民生證券研究院

鉑力特在世界機器人大會展出的機器人肩支架、胸骨、手指關節等零件，通過選擇性激光熔化技術一體成形，將傳統設計的多個零件集成優化，既滿足了強度需求，又大幅減少零件數量、降低重量，讓裝配過程更簡便。

鉑力特世界機器人大會參展展品來源：鉑力特公眾號，民生證券研究

3D打印在人形機器人結構組織與仿生組織制造上的突破，進一步提升了機器人的仿生性能與實用價值。Figure 02人形機器人在膝蓋和手臂肘關節附近，采用新型復合材料3D打印出蜂窩狀可壓縮組織，構建起高效的緩震、輕量化與散熱系統。在緩震方面，這種蜂窩結構能吸收運動沖擊，避免金屬部件碰撞，擺脫了傳統限位器對機器人靈活性的束縛，同時保護內部精密部件；在輕量化方面，蜂窩結構在保持強度和剛度的同時大幅減重，減輕了伺服電機的扭矩負擔，提升了機器人的能效比與運動性能；在散熱方面，增大的表面積加速了熱量分散傳導，有效解決了關節部位因運動和電子元件發熱導致的散熱難題，延長了機器人使用壽命。此外，3D打印的柔性材料或多材料打印技術，還能制造柔性皮膚、類肌肉結構，進一步強化人形機器人的仿生特性。

Figure 02采用3D打印新型蜂窩狀復合材料 來源：民生證券研究院

在設計與迭代層面，3D打印的快速原型設計能力大幅縮短了人形機器人的開發周期。通過3D打印技術可快速創建和測試數字模型，短時間內驗證不同設計方案，降低開發成本并加快產品更新速度。此外，3D打印還能滿足人形機器人的個性化定制需求，從核心零部件到外觀件，均可根據特定任務量身打造輕質高強度部件。正如Atlas機器人通過3D打印開發集成18個閥門的歧管HPU，實現了高性能液壓動力系統，其小巧輕便、響應迅速的閥門為關節精準控制提供了保障。

通過3D打印快速制造的PEEK材料人形機器人部件 來源：一邁智能

當前，人形機器人正從工業制造、商用服務等B端場景，逐步向家庭服務、醫療護理、教育等民用領域拓展，但技術瓶頸、成本高企等問題仍制約著其大規模商業化。3D打印技術與人形機器人高智能化、高性能化的發展趨勢高度契合，不僅在現有應用場景中持續優化機器人性能，更有望為電機、減速器等核心部件的技術迭代提供新路徑。隨著3D打印設備幅面擴大、效率提升，以及新型打印材料的不斷涌現，其在人形機器人領域的應用將更加深入廣泛。

未來，3D打印將繼續作為人形機器人升級迭代的核心賦能者，在結構優化、功能強化、成本控制等方面發揮關鍵作用。兩者的深度融合不僅將推動人形機器人產業突破發展瓶頸，加速商業化落地進程，也將為3D打印行業開辟新的成長空間，構建起技術協同、產業聯動的良性發展生態。

參考來源:

各企業官網

民生證券《人形機器人材料需求系列報告之二3D打印賦能人形機器人升級迭代》