3D打印能幫助機器人更加“從容冷靜”的奔跑嗎？

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

這跟3D打印有什么關系？筆者認為至少有兩方面：

一是通過拓撲優(yōu)化結構和高比強度材料3D打印可幫助機器人減重；二是可借助3D打印技術實現更加高效的機器人散熱器件制造。

這兩方面的優(yōu)勢能幫助人形機器人實現更加“從容冷靜”的奔跑。

3D打印輕量化

幫助機器人“跑得更快”

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

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

首先是它可以將原本需要很多零件拼接的結構實現一體化成形，這將減少大量連接件，不僅可以讓機器人更輕，還大幅提升了結構強度和穩(wěn)定性。

其次是3D打印可以實現傳統(tǒng)工藝難以加工出的結構，例如較為復雜的拓撲結構和仿生結構，以及梯度晶格結構。以點陣晶格為例，它可以替代部分實體，既保證強度又減輕重量。

未加速動畫

3D打印高效散熱結構

幫助機器人“頭腦更冷靜”

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

長時間的高強度奔跑，定然離不開高精密的電機傳動與強大算法，但眾多部件的持續(xù)工作也會產生大量熱量。如無法及時散出，機器人輕則“反應遲鈍”，重則直接“宕機”。

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

參加馬拉松的機器人在更換電池、補充制冷劑等（來自鐵衛(wèi)士機器人）

對于3D打印技術來說，它能夠制造出非直列鰭片、TPMS極小曲面結構、拓撲優(yōu)化流道、微通道與微網格等“新結構”，這為機器人機械部件和芯片散熱帶來了更為高效的散熱解決方案。

希禾增材純銅3D打印結構展示件

但這些復雜結構的制造還要解決材料加工的難題。銅的導熱性能優(yōu)異，綜合性價比領先，是首選的導熱材料。但傳統(tǒng)紅外激光對銅有極高的反射性，導致材料對能量吸收率低，極易造成打印零件內部出現孔隙、裂紋等缺陷，對充分發(fā)揮銅材的熱導性能具有重要影響。

值得注意的是，受制于綠激光技術的發(fā)展，大多數設備商選擇優(yōu)化紅外激光純銅打印路線，并取得了進展。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打印散熱應用瓶頸

近年來，綠激光3D打印技術被散熱行業(yè)格外關注。這是因為銅對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程的穩(wěn)定性和成型質量。以下以國內企業(yè)希禾增材為例，介紹綠激光3D打印技術為高效銅散熱帶來了多項突破。

?? 解決了高質量3D打印問題

綠激光3D打印技術，解決了純銅的吸收率問題，整個3D打印過程更為穩(wěn)定，有效減少了飛濺、熔化質量更好，將打印失敗的風險極大降低。綠光打印的純銅達到99.8%以上，能夠充分發(fā)揮銅的導熱性能。

?? 可實現微米尺度精準熱管理

得益于純銅對綠激光的高吸收率，材料在實現高質量制造的同時可不斷打破產品結構尺寸的極限。

以希禾增材為例，其綠激光光斑直徑最小為10μm，結合更細的粉末和打印層厚，其實現了0.06mm的銅結構壁厚和翅間距，大幅縮短了熱傳導路徑，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，提升了產品散熱能力。

?? 純銅一體化制造，綠光可穩(wěn)定實現

3D打印的通用優(yōu)勢之一就是能夠實現一體化、集成化制造，如今這一制造特點已經從航空航天領域過渡到散熱領域。

微通道、流道、進出口等作為一個整體直接3D打印出來，真正實現了一體化無焊縫制造。與之相關的一個案例是，希禾增材3D打印的純銅液冷板，在8MPa持續(xù)5分鐘無滲漏，遠超實際使用工況。

這種優(yōu)勢實際上仍然與綠激光相關，因為結構尺寸越小，對高質量制造和最小結構特征尺寸的制造能力要求越高。而且當材料是純銅時，綠激光更能穩(wěn)定地實現一體化制造。

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

據3D打印技術參考了解，希禾增材已經部署了超百臺3D打印設備，建立了規(guī)模領先的銅金屬3D打印中心，初步形成了綠激光3D打印生產能力，并已經承擔了大量制造服務，相關業(yè)務涉及高性能散熱器件的制造。

回到本次機器人馬拉松比賽的話題，這不僅是一場速度競賽，背后反映的是產品的綜合性能表現。

也許當前3D打印還沒有大量應用到這個行業(yè)，但本文所討論的輕量化設計與高效銅散熱制造，在人形機器人等產品中有明確的應用潛力。機器人的“從容冷靜”，需要材料、結構以及制造工藝的協(xié)同創(chuàng)新，而3D打印技術將發(fā)揮越來越重要的作用。

注：本文由3D打印技術參考創(chuàng)作，未經聯(lián)系授權，謝絕轉載。

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