人形机器人有皮肤和没皮肤会成为一道分水岭，而皮肤的关键材料就是TPU。
据globalgrowthinsights预测，全球电子皮肤市场在2025年有望达到64.4亿美元，2035年全球市场空间将增至1115.3亿美元，十年市场复合增速CAGR有望达到33%。据其研究表明，机器人应用约占电子皮肤市场的42%，大约68%的机器人实验室正在积极测试电子皮肤以增强机器人的触觉感知。
相较于通用塑料及橡胶，TPU（热塑性聚氨酯）具有机械性能突出、可塑性强等优势，在下游应用端还可以与PP、PC、PVC、PA6组成塑料合金与LFT组成复合材料，有望在人形机器人产业趋势下打开新的成长空间。
随着机器人逐渐从标准化工业环境走向更加复杂、多样的应用场景，能够像人手一样自适应抓取不同物体的灵巧手开始受到关注。在这一技术路线中，柔性材料成为关键，
什么是TPU？
TPU（Thermoplastic Polyurethane，热塑性聚氨酯）是一类高分子弹性体材料，在材料性能上兼具塑料的加工性能和橡胶的弹性特征。与传统塑料相比，TPU具有更高的柔韧性和耐磨性，同时在反复形变过程中也能保持较好的结构稳定性。
TPU通常具有良好的拉伸强度、耐油耐腐蚀性能以及较宽的工作温度范围，因此被广泛应用于运动鞋底、手机保护壳、医疗器械以及工业密封件等领域。近年来，随着软体机器人和柔性结构设计的发展，这种材料开始进入机器人结构件领域，尤其是在需要柔软接触和可变形结构的部件中，TPU逐渐成为重要选择。
据公开资料显示，特斯拉 Optimus Gen3 将于26Q1发布并启动量产爬坡，产业链订单落地窗口临近，最新特斯拉Optimus的灵巧手或关键柔性部件，可能会采用高性能TPU材料。
国内外领先主机厂正积极探索TPU在机器人“皮肤”与“肌肉”中的应用。例如，小鹏 IRON 机器人的外层皮肤层采用TPU或改性TPU，主要起到隔绝、缓冲、耐磨及弹性保护作用；内层肌肉部分采用超临界发泡TPU打印晶格结构作为被动支撑系统，用于实现整机轻量化，同时保护内部关键部件；
傅利叶与巴斯夫于2025年8月签署战略合作备忘录，共同研发工程塑料及TPU在机器人及其部件上的应用，标志着高分子材料在具身智能领域的渗透加速。
为什么机器人柔性夹爪需要TPU？
柔性夹爪的设计目标，是让机器人在抓取物体时能够像人手一样产生一定程度的形变，从而适应不同形状和尺寸的目标物体。相比传统刚性夹爪主要依赖少数接触点来固定物体，柔性夹爪在接触过程中能够通过材料变形增加接触面积，使物体被更稳定地包裹和固定。
TPU材料在这一过程中发挥了关键作用，其弹性和柔韧性能够使夹爪在受力时产生可控形变，从而自动适应物体轮廓，减少滑动和掉落的概率。同时，TPU还具有较好的缓冲和吸震性能，当机器人在抓取或放置物体时，可以降低冲击力和局部压力，这对于食品分拣、电子制造以及医疗设备等对精度和安全要求较高的应用场景尤为重要。
此外，TPU材料可以通过注塑、挤出或3D打印等多种方式加工，既适合大规模工业生产，也便于在研发阶段进行快速迭代，因此在机器人柔性结构设计中具有较强的工程优势。
TPU如何让机器人灵巧手实现柔性抓取？
在实际设计中，TPU柔性灵巧手通常通过材料弹性和结构设计的结合来实现抓取功能。
一种常见方式是仿生手指结构，即在夹爪末端采用柔性TPU材料，使手指在抓取物体时能够自然弯曲，从而包裹物体并形成稳定接触。
另一类设计灵感来自生物结构，例如模仿鱼鳍形态的Fin-Ray结构，当夹爪接触物体时，结构会向内弯曲并自动贴合物体表面，从而提升抓取稳定性。
此外，一些柔性夹爪还会采用气动驱动方式，通过气压变化使TPU结构产生弯曲和伸展，实现柔性抓取。这类设计结构简单、响应速度快，尤其适合抓取柔软或形状不规则的物体，因此在农业采摘、食品处理和实验室自动化等领域得到广泛应用。
未来趋势：TPU或成为机器人关键材料
随着具身智能和人形机器人的发展，机器人对柔性结构和触觉交互能力的需求正在不断提升。未来的机器人不仅需要完成抓取和搬运任务，还需要像人类一样进行精细操作、触摸和感知环境，这对材料提出了更高要求。
TPU由于具有优异的弹性、耐久性和加工性能，正在被越来越多地应用于机器人结构设计中，例如柔性夹爪、机器人外层保护结构以及电子皮肤等领域。
随着3D打印和柔性制造技术的进步，TPU材料在机器人中的应用范围预计还将持续扩大。加工适应性方面，TPU熔点较低，加工温度通常约为120–150℃，可适用于注塑、挤出和3D打印等多种工艺。这一特性与机器人制造中常用的3D打印技术高度兼容。
例如：小鹏IRON机器人在结构设计中就采用了TPU材料的3D打印晶格结构作为肌肉层的被动支撑系统；GTRO 的 AmazingHand 灵巧手骨骼结构采用刚性3D打印材料，表面覆盖柔性 TPU 外壳，既保证了强度，又提升了抓握的安全性和顺应性。整只手重量约为 400 克。
AmazingHand 灵巧手：3D 打印骨架+TPU 外壳
万华化学
万华化学新型TPU的产业化能力体现在其创新的生产工艺路线中，近期获得发明专利授权，推出了一种高回弹、低熔点的热塑性聚氨酯（TPU）弹性体材料。
福莱新材
福莱新材已基于TPU实现机器人柔性设计，TPU材料具备优异的柔韧性，能够完美贴合各种复杂曲面；能够实现 “全曲面 ”覆盖，在机器人灵巧手上可完整部署于指尖、指腹、手心、手背等关键区域，达成全域触觉感知；能够实现“三维力”矢量感知，精准捕捉和解析多方向的作用力，包括垂直力和剪切力等，感知力的大小和方向信息。
福莱触觉真“灵”，赋能灵巧手超有手感识万物
凯众股份
凯众股份作为聚氨酯领域顶尖科研机构黎明化工研究院技术、管理骨干等发起的公司，凭借深厚的技术积累与自主创新，在聚氨酯材料研发上处于行业前列水平，其聚氨酯缓冲块、聚氨酯弹簧垫、聚氨酯减震支撑等产品在国内市场占有率排名第二，国际市场上也有较高的品牌知名度。
针对机器人业务，凯众股份表示，其内部已组建研发团队，探索聚氨酯材料技术在机器人领域的应用机会。
道恩股份
道恩股份现有TPU产能1万吨，正在加快推进建设10万吨TPU、6万吨多元醇及新型高温共聚酯材料（一期）项目。道恩股份在弹性体产品领域储备基础上开发了超软人工肌肉TPE、人工皮肤 SiTPV 等，目前人形机器人正在如火如荼的发展过程中，其提前布局跟进机器人的发展方向，开发机器人领域产品应用。
整理自：知乎及网络文章，如有错漏，欢迎加群补充
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