赋能自动化未来，3D打印轻量化机器人关节在榕厦突破

从精密的伺服电机到复杂的机械臂，从灵活的机械腿到坚固的腰部结构，3D打印技术正在重新定义机器人制造的极限。

在福州高新区福建国锐中科光电有限公司的实验室内，一台金属3D打印机正在忙碌工作，短短几小时内，一个复杂的工业零件从无到有“生长”出来。

这家企业自主研发的激光熔池逆矫正技术，将金属3D打印效率提升至传统工艺的2至3倍，同时使零件致密度接近100%。

3D打印技术不仅改变了传统制造业的思维方式，更为机器人产业带来了前所未有的轻量化、高性能解决方案。

01 技术突破：从金属粉末到复杂零件

在传统制造业中，受加工方式的制约，许多造型与设计无法变成实物。而3D打印技术，特别是金属3D打印，正打破这一壁垒。

国锐中科总经理施政表示：“通过企业自主研发的打印技术和原材料，我们生产的产品具有优越机械特性、高度精准尺寸、平滑表面以及成本效益高的特点。”

作为中国科学院福建物质结构研究所成果转化方，该企业从2018年起便承载着实现高端金属3D打印国产化的使命。

如今，他们的技术已应用于工业设计、模具行业、医疗骨科、医疗齿科、交通汽配、航空航天等领域。

在福建，像国锐中科这样的企业正在证明，3D打印技术不再是简单的原型制造工具，而是可以直接生产高性能终端部件的成熟技术。

02 机器人制造：轻量化与性能的平衡艺术

在机器人制造领域，3D打印技术正展现出其独特的价值。

今年7月，优必选推出了面向智能制造场景的工业人形机器人Walker S2，其中3D打印技术在实现机器人轻量化方面发挥了关键作用。

尽管Walker S2的腰部拥有±162°的旋转自由度以支持自主换电，但通过3D打印技术和新型复合材料的应用，其整机重量从Walker S1的76公斤降至70公斤。

优必选攻克了部分结构件的结构设计和加工难题，通过材料学革新，不仅确保机器人能支撑几十公斤的负载，还实现了轻量化设计，保证在换电过程中机器人的整体稳定性。

机器人行业应用3D打印技术的效益与战斗机行业非常相似。该工艺可以制造出其他工艺无法实现的复杂结构，如拓扑优化结构、晶格结构。

这些结构不仅提高了机器人部件的强度和性能，同时减轻了整体重量。

03 本地案例：福建3D打印赋能智能制造

在福建，3D打印工程技术人员正逐步成为高端制造的核心力量。李壮斌便是这一领域的先行者，他指着样品架介绍：

“增材制造不是简单‘打印’，而是材料、工艺与设计的系统工程。”

目前，李壮斌工作室主要开展3D打印相关视觉部件、专用焊接设备等核心组件的选型、集成与性能测试，为设备国产化提供技术支撑。

在工业产品开发领域，增材制造技术正以其快速成型、精准可控的优势，成为样品试制环节的重要支撑。

专业从事工业产品开发的考克（福建）工业设计有限公司，在引入李壮斌的增材制造工程技术后，产品的成本与质量有了质的变化。

总经理吴建华介绍，产品开发过程中的样品试制与打样环节，过去外包给外部团队，不仅周期长、成品易出现偏差，单次成本更是高达采用增材制造技术时的十倍左右。

通过运用增材制造技术团队开发的工艺，考克工业设计成功优化了产品的打印工艺，将成型精度控制在0.01mm以内，同时使打样成本下降了60%～70%。

04 未来前景：3D打印与AI的深度融合

随着人工智能技术的发展，3D打印领域也迎来了新的变革。

在2025年中国国际工业博览会上，上海交大智邦科技与上海交通大学联合研发的机床智能体“μAI”首次亮相。

这一系统可以根据图纸，自动规划零部件的加工工艺与路径。

上海交通大学教授、交大智邦AI+制造首席科学家沈彬指出：“即使是与具有丰富经验的工程师相比较，很多时候AI智能体探索出来的加工方案和路径，能够将效率提升40%至60%。”

同时，全球3D打印企业也在积极调整战略。3D Systems公司宣布将重点开发其专有聚合物解决方案3D Sprint®，利用人工智能和机器学习模型的突破，改善零件质量，加速增材制造设计过程-5。

这种AI与3D打印的融合，将为机器人制造带来新的可能性，尤其是在定制化、复杂结构零件的生产方面。

3D打印制造的机器人部件已经走出了实验室，进入了商业化应用阶段。优必选2025年设定了交付500台工业人形机器人的目标，并为此筹备了“千台级”的年产能。

这些机器人不再是被关在防护栏里的机械臂，而是能够在真实环境中自主感知、智能决策和灵巧执行的复杂系统。

从机械臂到人形机器人，从固定岗位到自主换电，3D打印技术正在塑造一个全新的机器人产业，而福建的企业正是这一变革的参与者和推动者。