[Analisis Perkembangan Industri Motor DC Tanpa Inti untuk Bagian {{Robot Humanoid}}] | MIR DATABANK

Tahun 2025 dipandang sebagai tahun pertama produksi massal robot humanoid, dengan proses industri global semakin dipercepat: Tesla berencana untuk memproduksi 10.000 unit Optimus setiap tahunnya, sedangkan Zhiyuan Robotics asal Tiongkok telah mencapai produksi massal ribuan unit dan bertujuan untuk melakukan komersialisasi pada tahun 2025. Proyek kolaborasi antara Seres dan Huawei juga dijadwalkan untuk memasuki fase produksi massal pada akhir tahun ini... Dalam gelombang ini, tangan yang gesit, sebagai pembawa utama interaksi robot humanoid dengan lingkungannya, telah menjadi kunci untuk terobosan teknologi.

Tidak seperti penjepit khusus robot industri tradisional, robot humanoid perlu mengatasi skenario aplikasi yang kompleks dan terus berubah, sehingga membutuhkan aktuator yang memiliki fleksibilitas dan fleksibilitas tinggi. Pencapaian kemampuan ini sangat bergantung pada penggerak tangan yang gesit secara tepat—solusi penggerak listrik telah menjadi pilihan utama karena efisiensi dan kemampuan pengendaliannya. Di antara mereka, motor tanpa inti menonjol karena ukurannya yang kecil dan kepadatan daya yang tinggi, menjadi "sendi inti" dari tangan yang gesit. Mengambil Optimus milik Tesla sebagai contoh, setiap tangan yang gesit perlu dilengkapi dengan 6 motor, dengan 2 motor tanpa inti untuk sendi ibu jari dan 1 motor untuk setiap 4 jari lainnya. Jika kedua tangan dilengkapi dengan tangan yang gesit seperti itu, total 12 motor tanpa inti diperlukan untuk penggerak sendi.

Artikel ini akan berfokus pada jalur pertumbuhan tinggi ini, memberikan analisis mendalam tentang komponen utama robot humanoid—motor tanpa inti—dan mengeksplorasi hambatan teknologinya serta peluang industri.

Perangkat keras inti robot humanoid mencakup aktuator linier, aktuator putar, sensor, tangan yang gesit, dll., di mana tangan yang gesit adalah aktuator utama bagi robot untuk berinteraksi dengan lingkungannya, dengan ambang batas teknis yang tinggi. Tidak seperti penjepit khusus robot industri tradisional, tangan yang gesit perlu memiliki derajat kebebasan, presisi tinggi, dan kemampuan respons yang cepat, yang secara langsung mendorong penerapan motor tanpa inti. Menurut MIR Industry Research, motor tanpa inti menyumbang sekitar 6,7% dari nilai perangkat keras robot humanoid.

Motor tanpa inti bukanlah produk yang secara khusus diproduksi untuk robot humanoid; sejarah pengembangannya jauh lebih awal daripada robot humanoid. Teknologi dasar motor tanpa inti dapat ditelusuri hingga tahun 1958, ketika insinyur Jerman Dr. F. Faulhaber mengembangkan teknologi gulungan kumparan miring, yang menandai lahirnya teknologi motor tanpa inti.

Karena kinerjanya yang sangat baik, produk motor tanpa inti memiliki berbagai aplikasi hilir, yang awalnya digunakan dalam industri mutakhir seperti kedirgantaraan dan militer. Dalam beberapa tahun terakhir, bidang aplikasinya telah berkembang secara bertahap ke pasar sipil, termasuk perangkat medis, elektronik konsumen, perkakas listrik, otomasi industri, robot, dan skenario lainnya. Saat ini, proporsi robot humanoid dalam bidang aplikasi motor tanpa inti masih relatif kecil. Di masa depan, dengan produksi produk dalam skala besar oleh Tesla dan banyak produsen robot humanoid domestik, motor tanpa inti juga akan menghadapi prospek aplikasi dan permintaan pasar yang luas.

Motor tanpa inti relatif mahal, dengan hambatan utama terletak pada teknologi gulungan mandiri. Poin-poin kunci untuk mencapai gulungan mandiri adalah sebagai berikut:

1. Desain proses gulungan: Metode gulungan yang berbeda menentukan kinerja motor.

• Gulungan linier:Prosesnya kompleks, membutuhkan beberapa gulungan, dan cocok untuk struktur gulungan dengan jumlah putaran lebih sedikit dan panjang lebih besar.

• Gulungan kumparan miring (misalnya, Faulhaber dari Jerman):Pembentukan sekali pakai secara otomatis, dengan tingkat kualifikasi tinggi dan keseragaman yang baik.

• Gulungan konsentris (misalnya, Maxon dari Swiss):Kepadatan daya yang lebih tinggi dan kinerja yang lebih baik.

2. Peralatan gulungan: Peralatan kelas atas masih didominasi oleh Eropa, Amerika Serikat, dan Jepang. Meskipun produsen domestik telah menembus beberapa teknologi, masih ada kesenjangan dalam gulungan daya besar dan struktur kompleks.Misalnya, Zhongte Technology telah mengembangkan dan memproduksi beberapa peralatan gulungan otomatis dan semi-otomatis, tetapi prinsip gulungan mesin gulungan tanpa inti dual-sumbu otomatisnya masih termasuk dalam metode produksi jenis roll. Qinlian Technology adalah salah satu dari sedikit produsen domestik mesin gulungan tanpa inti yang mengadopsi teknologi produksi pembentukan sekali pakai. Namun, mesin penggulungnya hanya dapat menggulung kumparan dengan ukuran yang relatif kecil, diameter kawat yang tipis, dan bentuk yang sederhana, yang tidak dapat memenuhi persyaratan motor tanpa inti daya besar.

Dari perspektif teknis, motor tanpa inti dapat dibagi menjadi dua kategori: motor tanpa inti dengan sikat dan motor tanpa inti tanpa sikat. Dalam struktur mereka, rotor motor tanpa inti dengan sikat tidak memiliki inti besi, sedangkan stator motor tanpa inti tanpa sikat tidak memiliki inti besi.Motor tanpa inti tanpa sikat cocok untuk robot humanoid. Strukturnya lebih kompleks dan biayanya lebih tinggi dibandingkan dengan motor tanpa inti dengan sikat yang digunakan dalam peralatan rumah tangga kecil dan mainan, serta memiliki potensi substitusi dalam negeri yang lebih besar.

Motor tanpa inti tanpa sikat tidak memiliki sikat karbon atau komutator. Mereka terutama mencapai konversi energi listrik melalui konverter elektronik, secara otomatis menyesuaikan arah arus berdasarkan posisi rotor, mencapai operasi tanpa percikan api, pada dasarnya tidak memiliki kehilangan gesekan, dan memperpanjang umur pakai motor. Umur pakai motor tanpa sikat lebih dari tiga kali lipat dari motor dengan sikat. Yang penting, ukurannya lebih kecil dan bobotnya lebih ringan, sesuai dengan tren pengembangan robot. Karena prosesnya yang lebih kompleks dan bahan baku yang lebih banyak, biayanya juga secara signifikan lebih tinggi daripada motor dengan sikat.

Secara global, perusahaan-perusahaan kelas atas seperti Maxon dari Swiss, Faulhaber dari Jerman, dan Portescap dari Swiss telah lama menduduki pangsa pasar yang tinggi dalam motor tanpa inti. Sementara itu, produsen dalam negeri juga mempercepat kehadiran mereka di bidang ini, seperti Moons' Industries, Dingzhi Technology, Zhaowei Electromechanical, Leadshine Technology, Sanhua Intelligent Controls, Weichuang Electric, Topband, dan Hichuan Technology.

Saat ini, industri robot humanoid berada pada tahap kritis dalam mendefinisikan aplikasi produk. Banyak produsen telah meluncurkan prototipe dan melakukan berbagai pengujian dalam upaya untuk mengeksplorasi bentuk optimal untuk adopsi robot humanoid yang dapat diskalakan dan luas. Dalam proses ini, perusahaan motor tanpa inti yang memasok produsen robot humanoid ini secara langsung dapat memperoleh umpan balik aplikasi langsung. Hal ini memungkinkan mereka untuk segera menyesuaikan arah R&D dan optimasi produk mereka. Memanfaatkan fondasi yang kokoh yang dibangun melalui R&D bersama awal dan pertukaran teknis dengan klien, perusahaan motor tanpa inti ini siap menjadi pemasok yang ditunjuk setelah produksi massal robot humanoid, sehingga memperoleh keunggulan pelopor di pasar motor tanpa inti yang sangat besar di masa depan.

Didirikan pada tahun 1994, Moons' Industries adalah produsen komprehensif di bidang kontrol gerak, dengan pengalaman bertahun-tahun dalam teknologi motor, menguasai kemampuan inti R&D, penggerak, dan manufaktur. Pada tahun 2024, perusahaan mencapai pendapatan operasional sebesar 2,4 miliar yuan, turun 4,99% YoY.

Menurut data dari situs web resmi Moons' Industries, diameter luar terkecil yang dapat dicapai oleh motor tanpa sikat tanpa celah (brushless coreless) adalah 10mm, dengan model tambahan mulai dari 13mm hingga 30mm. Motor tanpa inti perusahaan menggunakan teknologi gulungan tanpa inti paten miliknya sendiri, sebuah desain khusus yang memberikan torsi tinggi, kekuatan torsi tinggi, dan kebisingan rendah, sehingga memungkinkan operasi kecepatan tinggi dan rendah yang lebih halus, kontrol yang lebih presisi, serta efisiensi dan kepadatan daya yang lebih tinggi. Data laporan tahunan menunjukkan bahwapada tahun 2024, bisnis motor tanpa sikat Moons' Industries menghasilkan total pendapatan operasional sebesar 219,51 juta yuan, naik 31% YoY.

Didirikan pada tahun 2008, Dingzhi Technology terutama memproduksi aktuator linier, motor stepper hibrida, motor DC, motor kumparan suara, dan komponennya, melayani klien hilir di sektor peralatan medis, otomasi industri, dan sektor manufaktur lainnya. Pendapatan tahunan perusahaan pada tahun 2024 mencapai 224 juta yuan, turun 20,80% YoY.

Menurut laporan keuangan tahun 2024, Dingzhi Technology telah menyelesaikan pengembangan seri motor tanpa inti mulai dari 6mm hingga 42mm, dipasangkan dengan gearbox planet presisi 6mm-42mm, yang dirancang untuk berbagai kebutuhan otomasi industri. Produk-produk ini memiliki kebisingan rendah, umur panjang, dan presisi tinggi, cocok untuk tangan yang gesit, sakelar pintu, perkakas listrik, peralatan gigi, dll., dan sudah mulai dipasok kepada klien, memenuhi persyaratan khusus.

Didirikan pada tahun 2001, Zhaowei Electromechanical terutama bergerak di bidang R&D, produksi, dan penjualan sistem transmisi dan penggerak mikro. Produknya digunakan di berbagai sektor, termasuk kendaraan pintar, teknologi konsumen dan medis, industri lanjutan dan manufaktur cerdas, serta robotika. Pada tahun 2024, perusahaan mencapai pendapatan operasional sebesar 1,525 miliar yuan, naik 26,42% YoY.

Menurut laporan keuangan tahun 2024, Zhaowei Electromechanical telah menyelesaikan pembangunan platform serial untuk motor tanpa inti tanpa sikat, dengan semua motor serial mencapai produksi massal. Motor inti tanpa sikat 4mm telah mengatasi tantangan teknis dan memasuki tahap produksi skala kecil. Di masa depan, fokus akan diarahkan pada pengembangan produk 4-kutub untuk motor inti tanpa sikat untuk meningkatkan kinerja produk.