4月19日上午，2026北京亦莊人形機(jī)器人半程馬拉松成功舉辦，來(lái)自榮耀的齊天大圣戰(zhàn)隊(duì)自主導(dǎo)航機(jī)器人“閃電”，以50分26秒（凈用時(shí)）、超越了人類半馬世界紀(jì)錄的成績(jī)奪冠。

這跟3D打印有什么關(guān)系？筆者認(rèn)為至少有兩方面：

一是通過(guò)拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)構(gòu)和高比強(qiáng)度材料3D打印可幫助機(jī)器人減重；二是可借助3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)更加高效的機(jī)器人散熱器件制造。

這兩方面的優(yōu)勢(shì)能幫助人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)更加“從容冷靜”的奔跑。

3D打印輕量化

幫助機(jī)器人“跑得更快”

21公里的耐力跑考察的將是機(jī)器人的綜合性能，輕量化可以讓機(jī)器人“跑的更快、更遠(yuǎn)、更穩(wěn)”。

傳統(tǒng)制造就像“做減法”，而3D打印則是“做加法”，從而為機(jī)器人的輕量化帶來(lái)了新的可能性。實(shí)際上，該技術(shù)有多種手段可以幫助機(jī)器人更加輕量化。

首先是它可以將原本需要很多零件拼接的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)一體化成形，這將減少大量連接件，不僅可以讓機(jī)器人更輕，還大幅提升了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

其次是3D打印可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)工藝難以加工出的結(jié)構(gòu)，例如較為復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和仿生結(jié)構(gòu)，以及梯度晶格結(jié)構(gòu)。以點(diǎn)陣晶格為例，它可以替代部分實(shí)體，既保證強(qiáng)度又減輕重量。

未加速動(dòng)畫

3D打印高效散熱結(jié)構(gòu)

幫助機(jī)器人“頭腦更冷靜”

如果說(shuō)輕量化可以讓機(jī)器人“跑得更快”，那么高效散熱則可以讓其“頭腦更清醒”。

長(zhǎng)時(shí)間的高強(qiáng)度奔跑，定然離不開高精密的電機(jī)傳動(dòng)與強(qiáng)大算法，但眾多部件的持續(xù)工作也會(huì)產(chǎn)生大量熱量。如無(wú)法及時(shí)散出，機(jī)器人輕則“反應(yīng)遲鈍”，重則直接“宕機(jī)”。

筆者查詢到，與傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人不同，人形機(jī)器人通常擁有美觀的外殼和緊密排列的電子元件。這造成了復(fù)雜的散熱環(huán)境。CPU、伺服控制器、電池和電機(jī)都會(huì)產(chǎn)生局部熱量，尤其是在頭部、胸部和腿部區(qū)域。

參加馬拉松的機(jī)器人在更換電池、補(bǔ)充制冷劑等（來(lái)自鐵衛(wèi)士機(jī)器人）

對(duì)于3D打印技術(shù)來(lái)說(shuō)，它能夠制造出非直列鰭片、TPMS極小曲面結(jié)構(gòu)、拓?fù)鋬?yōu)化流道、微通道與微網(wǎng)格等“新結(jié)構(gòu)”，這為機(jī)器人機(jī)械部件和芯片散熱帶來(lái)了更為高效的散熱解決方案。

希禾增材純銅3D打印結(jié)構(gòu)展示件

但這些復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制造還要解決材料加工的難題。銅的導(dǎo)熱性能優(yōu)異，綜合性價(jià)比領(lǐng)先，是首選的導(dǎo)熱材料。但傳統(tǒng)紅外激光對(duì)銅有極高的反射性，導(dǎo)致材料對(duì)能量吸收率低，極易造成打印零件內(nèi)部出現(xiàn)孔隙、裂紋等缺陷，對(duì)充分發(fā)揮銅材的熱導(dǎo)性能具有重要影響。

值得注意的是，受制于綠激光技術(shù)的發(fā)展，大多數(shù)設(shè)備商選擇優(yōu)化紅外激光純銅打印路線，并取得了進(jìn)展。在純銅打印這一方案上，也分化出了紅外激光路線和綠激光打印兩種路線。

綠激光打破純銅3D打印散熱應(yīng)用瓶頸

近年來(lái)，綠激光3D打印技術(shù)被散熱行業(yè)格外關(guān)注。這是因?yàn)殂~對(duì)綠激光的吸收率是紅外光的8倍，從而大幅提升了銅打印過(guò)程的穩(wěn)定性和成型質(zhì)量。以下以國(guó)內(nèi)企業(yè)希禾增材為例，介紹綠激光3D打印技術(shù)為高效銅散熱帶來(lái)了多項(xiàng)突破。

?? 解決了高質(zhì)量3D打印問(wèn)題

綠激光3D打印技術(shù)，解決了純銅的吸收率問(wèn)題，整個(gè)3D打印過(guò)程更為穩(wěn)定，有效減少了飛濺、熔化質(zhì)量更好，將打印失敗的風(fēng)險(xiǎn)極大降低。綠光打印的純銅達(dá)到99.8%以上，能夠充分發(fā)揮銅的導(dǎo)熱性能。

?? 可實(shí)現(xiàn)微米尺度精準(zhǔn)熱管理

得益于純銅對(duì)綠激光的高吸收率，材料在實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量制造的同時(shí)可不斷打破產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸的極限。

以希禾增材為例，其綠激光光斑直徑最小為10μm，結(jié)合更細(xì)的粉末和打印層厚，其實(shí)現(xiàn)了0.06mm的銅結(jié)構(gòu)壁厚和翅間距，大幅縮短了熱傳導(dǎo)路徑，并

增加了傳熱面積。

這種高精度制造能力，也使得3D打印的冷板各通道尺寸高度一致，提升了產(chǎn)品散熱能力。

?? 純銅一體化制造，綠光可穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)

3D打印的通用優(yōu)勢(shì)之一就是能夠?qū)崿F(xiàn)一體化、集成化制造，如今這一制造特點(diǎn)已經(jīng)從航空航天領(lǐng)域過(guò)渡到散熱領(lǐng)域。

微通道、流道、進(jìn)出口等作為一個(gè)整體直接3D打印出來(lái)，真正實(shí)現(xiàn)了一體化無(wú)焊縫制造。與之相關(guān)的一個(gè)案例是，希禾增材3D打印的純銅液冷板，在8MPa持續(xù)5分鐘無(wú)滲漏，遠(yuǎn)超實(shí)際使用工況。

這種優(yōu)勢(shì)實(shí)際上仍然與綠激光相關(guān)，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)尺寸越小，對(duì)高質(zhì)量制造和最小結(jié)構(gòu)特征尺寸的制造能力要求越高。而且當(dāng)材料是純銅時(shí)，綠激光更能穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)一體化制造。

銅材料+高效散熱結(jié)構(gòu)+3D打印一體成形，為高端散熱器件創(chuàng)新帶來(lái)了新的革命。這家成立僅三年的企業(yè)因此受到了散熱行業(yè)的高度關(guān)注。

據(jù)3D打印技術(shù)參考了解，希禾增材已經(jīng)部署了超百臺(tái)3D打印設(shè)備，建立了規(guī)模領(lǐng)先的銅金屬3D打印中心，初步形成了綠激光3D打印生產(chǎn)能力，并已經(jīng)承擔(dān)了大量制造服務(wù)，相關(guān)業(yè)務(wù)涉及高性能散熱器件的制造。

回到本次機(jī)器人馬拉松比賽的話題，這不僅是一場(chǎng)速度競(jìng)賽，背后反映的是產(chǎn)品的綜合性能表現(xiàn)。

也許當(dāng)前3D打印還沒(méi)有大量應(yīng)用到這個(gè)行業(yè)，但本文所討論的輕量化設(shè)計(jì)與高效銅散熱制造，在人形機(jī)器人等產(chǎn)品中有明確的應(yīng)用潛力。機(jī)器人的“從容冷靜”，需要材料、結(jié)構(gòu)以及制造工藝的協(xié)同創(chuàng)新，而3D打印技術(shù)將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

注：本文由3D打印技術(shù)參考創(chuàng)作，未經(jīng)聯(lián)系授權(quán)，謝絕轉(zhuǎn)載。

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