近兩年人形機器人的迅速發展有目共睹。此前，科技巨頭特斯拉旗下的Optimus人形機器人憑借持續研發及改進，在功能上不斷突破，已經能夠完成諸如搬運物品、簡單裝配等多元任務，且動作愈發流暢自然，展現出強大的應用潛力；國産企業宇樹科技同樣成績斐然，其推出UnitreeG1人形機器人，憑借獨特的設計和出色的性能在市場上嶄露頭角。

在2025年的春晚舞台上，由宇樹H1“福兮”人形機器人組成的《秧BOT》節目驚豔全球，其身着大紅棉襖、扭秧歌轉手絹，流暢的舞姿和精準的AI交互，一夜之間成為“科技頂流”。據統計，節目播出後相關話題閱讀量迅速突破10億次，引發全民對人形機器人的關注熱潮。這一現象級表現，僅是人形機器人産業崛起的冰山一角。

相關數據顯示，2024年中國人形機器人市場規模達27.6億元，随着AI芯片性能提升與機器學習算法優化，預計2029年将飙升至750億元，占據全球市場32.7%份額，2035年有望沖破3000億元，其将在物流倉儲等領域憑借智能路徑規劃與精準抓取技術，大幅提升運作效率。

與此同時，全球發泡材料市場在2023年已突破1000億美元，其中，我國作為前沿研發與應用的主陣地，持續拓展市場邊界。而人形機器人在春晚舞台上展現出的卓越靈活性與穩定性，不僅彰顯該技術已然邁向新的高度，也為其與發泡材料的深度融合開辟了新的路徑。

一、突破傳統：微孔發泡為TPE材料注入“彈性活力”

在材料科學的前沿探索中，創新始終是推動行業進步的核心動力。熱塑性彈性體（TPE）材料，因其兼具橡膠彈性與塑料加工特性，已廣泛應用于衆多工業及消費領域，展現出卓越的适用性與發展潛力。與此同時，微孔發泡技術作為材料加工領域的關鍵創新手段，正日益凸顯其對材料性能優化的重要價值。

微孔發泡技術的原理基于精準的物理化學過程調控。通過在特定溫度與壓力條件下，使超臨界流體（如二氧化碳、氮氣等）充分溶解于聚合物基體（即TPE材料）中，形成均相體系。随後，通過快速降壓或升溫等手段，打破體系平衡，促使超臨界流體迅速逸出，在TPE材料内部均勻地形成大量尺寸在微米級别的微小氣孔。這些微孔的引入，顯著改變了材料的微觀結構，進而對其宏觀性能産生深遠影響，如降低材料密度、提升材料的沖擊韌性與能量吸收能力、改善材料的隔音隔熱性能等，賦予TPE材料全新的性能優勢。

當TPE材料與微孔發泡技術深度融合，一場材料性能革新的變革就此開啟。二者的協同效應，不僅為TPE材料性能提升帶來質的飛躍，更有望開拓出前所未有的應用領域，為材料科學的發展注入新的活力，重塑相關行業的發展版圖。

據了解，TPE發泡材料是通過添加發泡劑使TPE材料變輕，通過注塑或是擠出加工物理性發泡過程使材料本身密度變小，TPE發泡泡孔均勻細膩，且是閉孔發泡，不會破裂，可保持良好的彈性和強度。

值得注意的是，由于TPE的耐溫範圍為-50℃~120℃，發泡後仍能在極寒/高溫環境下保持彈性，遠超普通PP、ABS材料。不僅如此，通過調整發泡率，TPE還可實現0A-90A的硬度跨度，且廢料100%可回收，比矽膠發泡減少60%固廢。

相較于傳統的化學發泡材料，微孔發泡技術不僅能通過超臨界流體（如CO?）在TPE熔體中形成直徑1-100μm的蜂窩狀微孔，密度降低20%以上，表層緻密結構則維持力學性能，還能吸收90%沖擊能量，TPE發泡材料的抗沖擊性比實心制品提升40%，适用于汽車防撞部件和醫療設備握柄。

此外，傳統注塑依賴高壓補償收縮，而微發泡通過氣泡自膨脹填充模腔，合模壓力降低80%，能耗減少25%。

二：發泡材料重塑人形機器人“骨骼與肌膚”，解鎖人形機器人靈活關節奧秘

在科技蓬勃發展的當下，人工智能、機械工程等多學科融合的趨勢，正驅動着人形機器人從實驗室設想逐步走向廣泛應用。然而，在人形機器人的發展過程中仍存在諸多阻礙。從能源供應的局限、核心零部件的技術瓶頸到居高不下的成本，都嚴重制約着人形機器人在各領域的實操性應用。在複雜多變的現實場景中，機器人穩定性與安全性的問題愈發凸顯。

對此，TPE發泡材料在人形機器人的研發進程中嶄露頭角，成為提升其性能與功能性的關鍵材料。從觸覺感知層面來看，TPE發泡材料硬度能夠精準調節至接近人體皮膚的0A級，搭配壓阻傳感技術，能讓機器人的指尖敏銳感知到細微的壓力變化，比如感知雞蛋殼的碎裂臨界點，為機器人執行精細操作提供可能。例如，宇樹H1仿生手的手指内部發泡層實現減震降噪，外部緻密層确保抓握精度，誤差小于0.1mm。

此外，其自修複特性也不容忽視，即便在低至零下40℃的極端環境下，TPE發泡材料仍能保持彈性，一旦遭遇外力撕裂，經過熱處理可恢複90%的性能，這對于戶外作業的人形機器人而言，極大地提升了其耐用性和可靠性。

在關節活動方面，TPE發泡材料憑借85%的超高能量回饋率，顯著降低了膝關節等關節運動時的能量損耗，相較于傳統金屬彈簧，能量損耗降低至其三分之一，續航時間可提升2.8小時，極大增強了機器人的持續工作能力。而且，将TPE發泡材料用于包膠齒輪，能有效将運轉噪音控制在25分貝以下，實現近乎無聲的運行，滿足了對噪音控制嚴苛的應用場景需求。例如，特斯拉OptimusGen3的關節包膠采用TPE微發泡材料，重量減輕25%，回彈壽命達500萬次，觸感接近人體皮膚。

從結構設計與制作成本角度出發，TPE發泡材料通過一體化注塑成型，比矽膠制作節約60%的工時，良品率更是提升至99.3%，不僅提高了生産效率，還降低了生産成本。

從實際應用看，TPE發泡材料已在人形機器人的靈巧手及電子皮膚等柔性傳感器領域發揮重要作用，為其靈活操作與環境感知提供支撐，是推動人形機器人技術發展與廣泛應用的關鍵材料，随着研究深入與技術進步，有望在人形機器人更多關鍵部件與功能實現上取得新突破，進一步拓展其應用深度與廣度。

三：攻克TPE材料發泡難題，技術突破助力人形機器人性能提升

如今，随着技術的飛速進步和市場的逐步成熟，2025年有望成為人形機器人的量産元年。特斯拉計劃在這一年生産1萬台Optimus機器人，産能擴展至每月1000台，随後産能還将進一步提升。衆多企業紛紛跟進，積極布局人形機器人領域，推動其從實驗室走向市場，從概念變為現實。

但是，人形機器人的發展離不開材料領域的創新與支持，每一次材料技術的突破都為人形機器人的性能提升奠定了堅實基礎。從機器人的結構部件到驅動系統，再到感知交互部分，各類材料各司其職，共同構建起人形機器人的“鋼鐵之軀”，在人形機器人從概念走向現實的過程中，發揮着不可替代的關鍵作用。

當前，TPE發泡材料在人形機器人中的應用仍面臨着一些挑戰。如現有的TPE發泡材料在長期摩擦下易出現出油、變形問題，難以滿足人形機器人10年使用壽命的嚴苛要求；而如何将柔性傳感器無縫嵌入TPE基材，實現更精準、穩定的傳感集成，是行業亟待攻克的重點難題。

未來，随着材料科學的不斷進步以及相關技術的持續創新，TPE發泡材料有望在人形機器人領域實現更大的突破。通過添加碳納米管等方式開發導電型TPE發泡材料，可使電阻率降至10²Ω?cm，達成“皮膚即電路”的效果；植入熱緻變色微膠囊的溫敏變色TPE發泡材料，則能讓機器人通過膚色變化直觀表達情緒。

可以預見，TPE發泡材料将深度融入人形機器人的設計與制造，從根本上提升人形機器人的性能、功能與體驗，成為推動人形機器人産業蓬勃發展的核心力量之一。