金属注射成形(MIM)在机器人领域的应用前瞻
一、金属注射成形(MIM)技术概述
MIM是一种融合传统粉末冶金与现代塑料注射成形技术的近净成形工艺,被誉为“当今最热门的零部件成形技术”。通过将微米级金属粉末与粘结剂混合注射成形,再经脱脂、烧结等工艺,可生产公差±0.2%、材料利用率超95%的复杂金属零件。MIM特别适用于生产小型、复杂的部件,若通过传统的金属加工方法(如机加工、铸造或锻造)制造,或成本高昂,或难以加工。
核心技术
MIM工艺的核心在于四个关键加工步骤:混合、成形、脱脂和烧结。
- 混合:精细金属粉末和粘结剂按预设比例均匀混合,制成具有流变特性的喂料。
- 成形:喂料被送入机器加热并在高压下注入模腔,形成生坯。
- 脱脂:通过溶剂萃取等方法去除成形部件中绝大部分粘结剂。
- 烧结:部件在高温、高压控制的熔炉中受热,使金属颗粒融合,转变为致密固体。
产业链
- 上游:金属粉末(不锈钢占比约65%)、粘合剂等原材料供应商。
- 下游:消费电子、汽车工业、医疗器械、五金工具等多个行业。
应用领域
- 消费电子:智能手机、可穿戴设备、TWS耳机、笔记本电脑等(如卡托、结构件、铰链等)。
- 汽车工业:安全气囊用零件、汽车锁用零件、安全带用零件等。
- 医疗器械:牙矫形架、剪刀、镊子、手术器械等。
- 工业工具与军工领域:钻头、刀头、喷嘴、螺旋铣刀、汽动工具等。
二、MIM市场规模与增长引擎
全球市场
- 市场规模:2024年全球MIM市场销售额达到44.05亿美元,预计2031年达到88.77亿美元。
- 年复合增长率:2025-2031期间年复合增长率CAGR为10.7%。
- 增长动力:消费电子领域的稳定需求,以及在汽车、医疗器械、工业工具等产业中应用范围的快速拓展。
中国市场
- 市场规模:2023年中国MIM市场规模约为95亿元,预计2024年增长至108.5亿元,同比增长14.2%。
- 市场地位:中国是全球最大的MIM市场和最大的技术提供方,市场份额超过40%。
- 应用分布:消费电子领域占比超过70%,五金、医疗、汽车等领域需求也较大。
三、MIM在机器人领域的应用前瞻
随着人形机器人等新兴领域的崛起,MIM技术的应用版图正在快速扩张。在人形机器人追求“轻量化+高性能”的背景下,MIM有望成为继PEEK之后的下一代核心工艺。
灵巧手
- 应用:MIM可应用于微型齿轮、连接件等生产,解决量产难题。
- 优势:提升效率、降低成本,兼顾物理性能,解决传统机加工在微小尺寸领域加工的痛点。
减速器
- 应用:MIM可加工出复杂薄壁、高强度、高硬度齿轮,如谐波减速器柔轮。
- 优势:一次性制造出复杂结构,减少后续加工和装配环节,提升产品整体性和可靠性;提高零件强度和耐磨性,延长疲劳寿命;材料利用率高,降低单个零件成本。
传感器外壳/电机零部件
- 传感器壳体等:MIM技术被广泛应用于膜片和壳体的生产,确保传感器的测量精度和可靠性。
- 电机零部件:MIM可将复杂零部件一体化生产,减少装配误差,适配电机体积缩小的技术迭代方向。
四、相关标的梳理
重点关注
统联精密:专业从事高精度、高密度、形状复杂、外观精美的精密零部件的研发、设计、生产及销售。
建议关注
东睦股份:中国粉末冶金新材料行业的龙头企业,世界领先的粉末压制成形(P&S)制造企业,领先的软磁复合材料(SMC)和金属注射成形(MIM)制造企业。
海昌新材:国内重要的专注于粉末冶金制品的研发、生产和销售的高新技术企业,国家级专精特新“小巨人”企业。
五、风险提示
- 技术替代风险:新兴制造工艺如液态金属、金属3D打印等可能对MIM的传统应用领域形成替代。
- MIM国产化不及预期风险:若MIM国产化不及预期,则会影响相关业务放量。
- 全球贸易摩擦风险:美国关税政策的调整对全球供应链造成影响,对机器人跨国供应链形成一定阻碍。
- 数据陈旧风险:本文引用的数据中包含较早时期的数据,截至目前相应数据趋势可能已发生变化。