研究内容：

（1）低熔点铝合金-发泡剂前驱体制备与发泡行为

优化铝合金与发泡剂匹配性，调控生产工艺，制备前驱体；研究发泡动力学，

建立“成分-工艺-孔隙结构”关系，建立“成分-工艺-孔隙结构”映射关系，实现孔

隙率与孔径分布的精确调控。

（2）梯度加压压铸工艺与模具系统设计

设计多腔分步加压压铸模具，采用“低压预充+梯度增压”模式，通过CFD优化

流场与排气，动态调控压力曲线，保障界面结合与结构完整性。

（3）泡沫铝/铝合金界面强化技术

采用等离子体或微弧氧化处理泡沫铝表面，提升润湿性与冶金结合，通过剪切

试验与SEM-EDS分析优化工艺，实现界面强度≥15 MPa。

（4）多物理场耦合仿真与性能预测模型构建

建立涵盖发泡、凝固、流动与应力的多场耦合仿真模型，标定实验参数，预测

缺陷与性能，构建“结构-工艺-性能-服役”数字孪生平台。

（5）复合骨架服役性能验证与寿命评估

开展压缩、弯曲、振动与高周疲劳测试，进行-20℃~80℃循环老化试验，建立

S-N曲线与损伤模型，提出寿命预测方法。

随着人形机器人向高动态、长续航、轻量化方向发展，传统结构件已难以满足

性能需求。泡沫铝/铝合金复合压铸技术可实现“轻质高强+高阻尼+功能集成”

的一体化结构制造，是颠覆性的轻量化路径。国际上，德国Fraunhofer等机构

已探索粉末冶金发泡复合工艺，但成本高、流程长。我国在该领域尚处起步阶

段，国内研究起步较晚，多集中于实验室阶段，高效、稳定、可控的压铸集成

工艺仍是技术瓶颈，距规模化应用存在差距。本项目响应国家《“十四五”机器

人产业发展规划》与宁波市“全球智造创新之都”战略，突破复合结构材料-工

艺-设计全链条自主可控技术，抢占多功能复合材料技术制高点，对提升人形

机器人运动效率、减振降噪、能效水平具有重大意义。同时，攻克界面结合控

制、孔隙率均匀性与压铸工艺适配性等关键技术和装备，将显著提升我国高端

压铸件的国际竞争力。成果将打破国外在高端轻量化机器人骨架领域的垄断，

推动新材料与智能装备融合创新，为我国机器人产业抢占技术制高点提供核心

支撑。

攻关目标：研制轻量化复合机器人骨架，减重≥35%，阻尼系数提升2倍以上，

抗拉强度≥180 MPa，疲劳寿命≥10万次，完成原理验证及产业化应用。

专利，解决方案