De dichtheid van een titaniumlegering bedraagt slechts 60% van die van staal en heeft ook een uitstekende corrosieweerstand en biocompatibiliteit. Bij humanoïde robots is de toepassing ervan doorgedrongen in drie kernscenario's: Bionisch gewrichtssysteem: de heup- en kniegewrichten van Tesla Optimus Gen3 maken gebruik van tandwielsets van Ti-6Al-4V-legering, gecombineerd met 3D-geprinte holle structuren, waardoor het gewicht van individuele gewrichtscomponenten met 40% wordt verminderd en de levensduur tegen vermoeidheid wordt verlengd tot driemaal die van traditioneel roestvrij staal. De titaniumlegering van medische-kwaliteit, ontwikkeld door het binnenlandse bedrijf Western Superconducting, heeft de test van 2 miljoen cycli van UBTECH Walker X doorstaan en zal zoals gepland in het tweede kwartaal van 2025 in massaproductie gaan. Dragende framestructuur: Het noksteunframe van Boston Dynamics Atlas V11 maakt gebruik van een frame van titaniumlegering, dat de algehele stijfheid met 18% verhoogt terwijl het draagvermogen van 25 kg behouden blijft. Het gradiënt poreuze titaniumlegeringsmateriaal, gezamenlijk ontwikkeld door Baoti Co., Ltd. en Harbin Institute of Technology, kan de energieabsorptie-efficiëntie met 32% verhogen en is de prototypeverificatiefase van de Zhiyuan-robot ingegaan. Precisiesensorcomponent: de tastsensorbehuizing van de Duitse Festo bionische hand is ingekapseld met 0,1 mm dikke titaniumfolie. Onder het uitgangspunt van het garanderen van elektromagnetische afschermingsprestaties, wordt de dikte met 30% verminderd in vergelijking met de oplossing van aluminiumlegering. De op titanium gebaseerde flexibele druksensorarray, ontwikkeld door het Shenyang Institute of Automation, Chinese Academy of Sciences, met een resolutie van 5 μm, is toegepast op de vingertopaanraakmodule van Xiaomi CyberOne.
In juli 2024 bracht het ministerie van Industrie en Informatietechnologie de 'Guiding Opinions on the Innovative Development of Humanoid Robots' uit, waarin 'Hoog-sterke lichtgewicht metaalmateriaalvoorbereidingstechnologie' duidelijk werd vermeld als een van de acht belangrijkste onderzoeksprojecten. Het is de bedoeling om tegen 2027 drie tot vijf nationale innovatiecentra voor humanoïde robots van titaniumlegeringen op nationaal niveau te bouwen. Op lokaal niveau heeft de provincie Shaanxi, steunend op het industriële cluster "China Titanium Valley" in Baoji, een speciaal fonds van 2- miljard-yuan opgericht ter ondersteuning van de ontwikkeling van 3D-printen van titaniumlegeringen, superplastisch vormen en andere processen. De kapitaalmarkt heeft gelijktijdig gereageerd. Sinds het derde kwartaal van 2024 heeft Chujiang New Materials 850 miljoen yuan geïnvesteerd in de bouw van een productielijn voor titaniumlegeringen in de lucht- en ruimtevaart-kwaliteit, met een jaarlijkse productiecapaciteit van 300 ton hoog-precieze draad van titaniumlegeringen. Jintian Technology (verbonden aan Hunan Iron and Steel Group) kondigde een samenwerking aan met Sany Robotics om goedkope smeedtechnologie voor titaniumlegeringen te ontwikkelen, met als doel de kosten van structurele componenten van titaniumverbindingen te verlagen tot 1,5 maal die van bestaande roestvrijstalen producten.
De wederopbouw van vraag en aanbod heeft aanleiding gegeven tot een markt ter waarde van honderden miljarden yuan. Volgens het rapport van Market Research Future uit januari 2025 zal de mondiale marktomvang van titaniumlegeringen voor humanoïde robots stijgen van 1,28 miljard yuan in 2024 naar 18,7 miljard yuan in 2030, met een samengesteld jaarlijks groeipercentage van 49,3%. De belangrijkste drijvende factoren zijn onder meer: een aanzienlijke toename van het gebruik van één-machine: als we Tesla Optimus als voorbeeld nemen, is de hoeveelheid gebruikte titaniumlegering gestegen van 1,2 kg in Gen2 naar 4,5 kg in Gen3, en is het aandeel van de totale materiaalkosten van de machine gestegen van 7% naar 19%. Doorbraak in proceskostenreductie: de technologie voor het neerslaan van filamenten met elektronenbundels, ontwikkeld door Xi'an Polytech, heeft de printefficiëntie van componenten van titaniumlegeringen met 400% verhoogd en het energieverbruik per eenheid met 65% verlaagd, waardoor de prijs van 3D-geprinte titaniumonderdelen is gestegen van 3.500 yuan/kg in 2023 naar de verwachte 1.800 yuan/kg in 2025. Het recyclingsysteem is goed-ontwikkeld: de 'standaard voor de Recycling van titaniumlegeringsafval voor humanoïde robots", onder leiding van de China Nonferrous Metals Industry Association, werd in december 2024 geïmplementeerd. Verwacht wordt dat tegen 2026 de toepassingsratio van gerecycled titanium in het robotveld 30% zal bereiken, waardoor de grondstofkosten verder zullen dalen.
De grootschalige toepassingsmogelijkheden van titaniumlegeringen- zijn breed. Het gelamineerde titanium-aluminiummateriaal, ontwikkeld door Toray Industries uit Japan, heeft prestaties geleverd die 20% lichter zijn dan traditionele titaniumlegeringen en waarvoor momenteel patenten worden aangevraagd in meerdere landen. De vanadium-vrije titaniumlegering, ontworpen door QuesTek Innovations in de Verenigde Staten via machinaal leren, vermindert het risico op biologische toxiciteit met 90% terwijl de sterkte behouden blijft.