從春晚《武BOT》說起，3D打印在機器人制造中用到了什么程度？

AM易道分享
除夕夜，馬年春晚。
宇樹科技的人形機器人在《武BOT》中舞棍、耍雙節(jié)棍、跑酷翻桌、空中連續(xù)轉(zhuǎn)體。

數(shù)十臺機器人在快速奔跑中完成穿插變陣，全球首秀。

去年《秧BOT》扭秧歌，今年《武BOT》秀武術(shù)。

進步速度驚人。

但AM易道關(guān)注的不是機器人多能打，而是這些機器人怎么造出來的。

3D打印在當中扮演了什么角色？

不止是宇樹，全球主要人形機器人公司都在用3D打印，只是用法、深度和階段各不相同。

從國外到國內(nèi)我們逐個看。

先看海外三家

波士頓動力Atlas：液壓管路直接打印進腿里

波士頓動力是全球最早將3D打印用于人形機器人最終功能件的公司之一。

創(chuàng)始人Marc Raibert接受IEEE Spectrum采訪時說：

Atlas的腿部結(jié)構(gòu)用3D打印制造，液壓管路和執(zhí)行器直接嵌入打印結(jié)構(gòu)中，不再是分離組裝的獨立組件。

工程副總裁Aaron Saunders補充了細節(jié)：

3D打印使Atlas的肢體慣性大幅降低。對步行機器人來說，大部分能耗用在腿的擺動加速和制動上，減輕肢體重量直接提升能效。

Atlas的液壓動力單元（HPU）同樣采用增材制造，穩(wěn)壓、傳感、過濾、卸壓等功能模塊全部整合在一個打印件中。

這里3D打印解決的是可行性問題。

液壓管路嵌入復雜曲面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，傳統(tǒng)鑄造和機加工做不出來。

雖然機器人行業(yè)已逐步放棄液壓方案，但這個應(yīng)用案例依然有可借鑒的工程價值。

特斯拉Optimus：靈巧手結(jié)構(gòu)件從打印鋁合金換成打印塑料
特斯拉的邏輯不一樣，核心是降本。
知乎上有硬件工程師做過Optimus拆解分析，指出第二代靈巧手的部分結(jié)構(gòu)件從3D打印鋁合金改為3D打印塑料材質(zhì)。

馬斯克反復提的白癡指數(shù)需要關(guān)注。
零部件總成本除以原材料成本，這個概念指導了整個設(shè)計方向，3D打印是壓低這個比值的有效手段。

另一個值得注意的細節(jié)是，Optimus零部件迭代極快，供應(yīng)商反饋有時半個月就改一版設(shè)計，精度要求比汽車零件高很多。

在這種迭代節(jié)奏下，3D打印在原型驗證階段幾乎不可替代。

Optimus V3計劃2026年啟動量產(chǎn)，目標年產(chǎn)100萬臺。

到那個體量，主體結(jié)構(gòu)件大概率走壓鑄和注塑。

但靈巧手這類高復雜度、多自由度部位，增材制造很可能長期保留。

Figure AI：3D打印蜂窩材料做關(guān)節(jié)緩沖

Figure AI在第二代產(chǎn)品Figure 02上做了一個3D打印設(shè)計。

肘關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)附近加了3D打印的蜂窩狀復合材料，六邊形結(jié)構(gòu)，可壓縮，充當運動緩沖裝置。

據(jù)網(wǎng)絡(luò)分析，這種結(jié)構(gòu)同時實現(xiàn)了緩沖、輕量化和散熱三個功能，還能在柔性和剛性狀態(tài)之間切換。

Figure 03轉(zhuǎn)向量產(chǎn)時，主體結(jié)構(gòu)改用壓鑄和注塑（BotQ工廠初期年產(chǎn)能1.2萬臺），但關(guān)節(jié)部位的增材設(shè)計思路延續(xù)了下來。

大面積結(jié)構(gòu)件走傳統(tǒng)工藝降本，局部功能件走3D打印保性能，兩條路線并行。

國產(chǎn)人形機器人：3D打印應(yīng)用比預想中深

講完海外三家，回到國內(nèi)。

優(yōu)必選Walker S2：3D打印大型結(jié)構(gòu)件實現(xiàn)整機減重6公斤

2025年7月，優(yōu)必選發(fā)布工業(yè)人形機器人Walker S2。

據(jù)公開消息，Walker S2腰部采用了3D打印技術(shù)制造的大型結(jié)構(gòu)件，通過拓撲優(yōu)化算法在非受力區(qū)域減少材料用量，在保證機器人支撐數(shù)十公斤負載的前提下實現(xiàn)輕量化。

整機重量從Walker S1的76公斤降至70公斤，結(jié)構(gòu)更緊湊，動作靈活性提升。

優(yōu)必選明確將3D打印列為降本策略之一。

優(yōu)必選能在量產(chǎn)機型上使用3D打印大型結(jié)構(gòu)件，說明工藝已經(jīng)過了驗證門檻。

卓益得X02Lite：打印件占整機比重約30%

根據(jù)cyberdaily分享，上海卓益得機器人的第二代人形機器人X02Lite，身高1.6米、體重僅30公斤，骨架為鋁合金，打印件在整機中占比約30%。

該公司采用肌腱仿生驅(qū)動方案，腿上不裝電機，通過肌腱傳動控制，單腿重量不到兩公斤，續(xù)航6小時。

3D打印在這里承擔了結(jié)構(gòu)件輕量化的關(guān)鍵角色。

小鵬IRON：彈性晶格結(jié)構(gòu)模擬仿生肌肉

小鵬2025年11月發(fā)布的IRON人形機器人，使用了彈性晶格結(jié)構(gòu)來模擬人類肌肉系統(tǒng)。

這種晶格結(jié)構(gòu)通過調(diào)整單元設(shè)計參數(shù)，可以讓同一材料在不同區(qū)域呈現(xiàn)不同的軟硬度，而制造如此復雜的內(nèi)部晶格結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)注塑或切削工藝無法實現(xiàn)，3D打印是唯一可行方案。

配合TPU彈性體材料，經(jīng)過數(shù)萬次循環(huán)測試仍能保持結(jié)構(gòu)完整性。

我們深度分享過：

宇樹科技Qmini：FDM打印造開源機器人

回到春晚上的宇樹。

商業(yè)化產(chǎn)品G1、H1/H2系列，我們沒有查到3D打印零件用于量產(chǎn)的公開信息。

但2025年6月推出的開源雙足機器人Qmini不一樣，我們也分享過：

全部機械結(jié)構(gòu)件100%可由家用FDM打印機制造，配合宇樹自研8010電機，3到5小時手工組裝，總成本約1萬元。

EX機器人：3D打印硅膠皮膚和外殼批量出貨

大連EX機器人的仿生人形機器人走了另一條路。

不追求運動能力，主打超仿真外觀。

據(jù)機器人大講堂報道，其交付的產(chǎn)品大量使用3D打印制造硅膠皮膚和外殼。

3D打印在這里解決的是仿真外觀的定制化生產(chǎn)問題，每臺機器人的面部特征不同，傳統(tǒng)模具開不起。

啟元Q1：全身力控小尺寸機器人，外觀結(jié)構(gòu)件完全開源3D打印

上緯新材董事長彭志輝（稚暉君）正式發(fā)布全球首款全身力控小尺寸人形機器人啟元Q1，同時宣布以上緯啟元品牌進軍個人機器人賽道。

跟Qmini思路類似，啟元Q1明確外觀結(jié)構(gòu)件完全開源，支持3D打印定制。

但它多走了一步。

0.8米站立、收納后0.5米能塞進雙肩包，這個尺寸意味著主流250mm幅面的桌面FDM就能直接打，不用像一米多高的開源機器人那樣把外殼拆成幾十個零件分批出。

啟元Q1同時開放全量SDK與HDK接口，支持擴展模塊接入，這給3D打印配件開發(fā)留出了一塊值得關(guān)注的空間。

3D打印供應(yīng)鏈：已經(jīng)切入機器人核心零部件量產(chǎn)

機器人公司視角之外，3D打印供應(yīng)鏈也在主動向機器人領(lǐng)域滲透。

鉑力特在2024世界機器人大會上首次參展，展出了3D打印的機器人肩支架、胸骨、小臂、大腿、手指關(guān)節(jié)等零件，全部采用拓撲優(yōu)化和多尺度構(gòu)型設(shè)計，SLM技術(shù)一體成形。

同時，鉑力特與華力創(chuàng)科學合作量產(chǎn)人形機器人六維力傳感器核心結(jié)構(gòu)，據(jù)公開報道：

全球最小的六維力傳感器通過金屬3D打印實現(xiàn)一體成形，加工周期每批次20分鐘，每批15到30個。

盈普三維的分享中提到用SLS設(shè)備為人形機器人打印全身結(jié)構(gòu)件，材料是玻纖增強尼龍，單次作業(yè)32.5小時出52件零件（3套完整機體）。

上海交大2020年用氣動多材料3D打印做了模塊化靈巧手，5指11自由度，整手138克。

法國Poppy機器人項目，除電機和電子元件外，全部結(jié)構(gòu)件都用SLS尼龍3D打印。

我們過去還分享過大量氣動機器人、軟體機器人、開源機器人項目，都是基于3D打印實現(xiàn)的。

有興趣的讀者可以自行公眾號內(nèi)搜索"機器人"查閱有關(guān)文章。

從輔助工具到制造方案：3D打印在機器人行業(yè)的位置正在遷移
把這些案例攤開看，3D打印在機器人行業(yè)的角色分布已經(jīng)比較清楚。

最普遍的仍然是研發(fā)迭代。

特斯拉的案例中，半個月改一版設(shè)計，傳統(tǒng)開模周期根本跟不上，3D打印是唯一能匹配這種速度的工藝。

這一層所有機器人公司都在用，沒有例外。

往上一層是最終功能件和結(jié)構(gòu)件。

這些零件用3D打印不是因為便宜，而是因為結(jié)構(gòu)太復雜或定制化程度太高，傳統(tǒng)工藝做不了或做了不劃算。

還有一層是開源機器人代表的方向：

當機器人的軟件能力可以通過開源代碼低成本傳播，硬件制造也需要一種同樣低門檻的方式跟上。

注塑要開模，CNC要編程和裝夾，只有3D打印能讓一個開發(fā)者在家里把整臺機器人的骨架造出來。

整體而言，人形機器人對輕量化的需求可能和航空航天邏輯一致。

關(guān)鍵是，都要克服重力勢能。

在小批量多品種的仿生關(guān)節(jié)需求面前，3D打印的優(yōu)勢會進一步放大。

全球市場目前正處于出貨和產(chǎn)能的爬坡期，3D打印從原型驗證向最終制造遷移的窗口已經(jīng)打開。

從去年《秧BOT》扭秧歌到今年《武BOT》打武術(shù)，春晚舞臺上機器人的進化速度肉眼可見。

明年春晚會是什么？

AM易道猜，大概率不再是整齊劃一的群舞，而是機器對打。

也可能不再是編排好，而是機器人現(xiàn)場接住即興指令。

觀眾喊一個動作，它就做一個。

要撐住這些復雜度，除了大腦需要進化外，機器人的身體部分：

關(guān)節(jié)要更柔、結(jié)構(gòu)要更輕、迭代要更快。

這三件事，恰好都是3D打印正在解決的問題。

春晚舞臺估計還得留給機器人。

機器人留給3D打印的，估計會有更多訂單。

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