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1、数控磨床行业发展现状分析:
(1)数控磨床的定义与市场定位:磨床是金属切削机床的一个重要子行业,指利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床,磨削是金属切削的最后一道加工工序,其加工精度和质量直接决定着产品的生产质量。按照加工方式不同,磨床可分类为外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、无心磨床、工具磨床等。根据控制方式不同,磨床可分类为数控磨床和非数控磨床,其中数控磨床代表了磨床行业的发展趋势。
数控磨床是综合机械、电气、液压、计算机控制等多种技术的复合产品,是信息技术与机械制造技术相结合的产物,代表了现代基础机械的技术水平与发展趋势。随着现代科学技术水平的不断提高,磨削加工已广泛应用于金属及其他材料的粗、精加工,是非常重要的切削加工方式。目前,磨削加工已经成为现代机械制造领域中实现精密与超精密加工最有效、应用最广泛的基本加工工艺,广泛应用于高精度、高质量、高度自动化的技术装备的生产和加工,在现代化的机械和电子设备制造技术中占有十分重要的地位。
数控工具磨床 BPX6 与国内外同类型产品参数对比分析
数控工具磨床 PLUS4 与国内外同类型产品参数对比分析
③ 高精度数控外圆成型磨床 BP8 与国内外同类型产品参数对比分析
④ 立式复合磨床 LM500 与国内外同类型产品参数对比分析
数控磨床是对现代机械进行磨削加工的关键设备。数控磨床既能加工硬度较高的材料,如硬质合金、淬硬钢等,又能加工脆性材料,如玻璃、花岗石等材料,被广泛应用于航空航天、汽车、3C、国防军工、工程机械等国民经济发展的重要行业。随着下游行业对磨削加工的性能和精度的要求越来越高,产品的更新换代日渐频繁,生产类型由大批量单一生产逐渐向多品种小批量生产转化,对各类高精度、高效率、多轴联动和高自动化程度的数控磨床的需求不断增长。
中金企信国际咨询公布的《全球与中国数控磨床市场全景监测调研分析及投资战略可行性评估预测报告(2022版)》
(2)我国数控磨床行业发展情况:
①制造业转型升级和战略性新兴产业的高速发展,对高端数控磨床的需求持续扩大:近年来,随着我国制造业转型升级和战略性新兴产业的快速发展,以智能制造为代表的装备制造业逐渐成为国民经济的支柱产业,对作为工业母机之一的数控磨床在加工精度、效率、稳定性等细化指标方面的要求逐渐提升,国内磨床市场需求结构发生了明显变化,高端数控磨床产品的需求日益增加,国内产业结构调整和升级导致市场对高端数控磨床的需求持续扩大。一方面,航空航天、新能源汽车、3C、医疗器械、通用机械、国防军工等行业的快速发展为高端数控磨床提供了广阔的市场空间;另一方面,在产业升级的大背景下,制造业往高端化方向快速发展,下游行业对于机床设备的精度、稳定性、加工效率等方面要求逐年提高,进一步促进了数控磨床行业的不断优化升级。
②国内数控磨床行业发展潜力巨大,高端进口替代空间可观:近年来,随着我国制造业的不断升级,我国机床行业的数控化率显著提升,但相比于美、日、德等工业化发达国家75%以上的数控化率,仍存在较大的提升空间。《中国制造2025》战略纲领中明确中提出:“2025年中国的关键工序数控化率将从现在的33%提升到64%”,未来我国磨床行业数控化率仍有广阔的提升空间,并将带动数控磨床行业的蓬勃发展。
目前,我国磨床生产企业仍多以中低端产品为主,单台机床价值量较低。根据中金企信统计数据,2019年我国进口磨床均价为16.85万美元/台,而出口磨床均价则只有0.86万美元/台,仅为进口均价的5.10%,进口磨床均价远高于出口磨床均价,对高端数控磨床的进口依赖较大。近年来,国内数控磨床行业涌现了一批具备核心技术的民营机床企业,其产品得到市场的广泛认可,综合竞争力大幅提高。根据海关总署数据,2021年我国磨床进口金额为9.20亿美元,高端数控磨床进口替代空间十分可观。
③以民营为代表的国内磨床企业快速发展,市场竞争力不断提升:我国机床工业体系建设之初,发展出了十八家最具代表性的国有机床企业,被业内称为“十八罗汉”。“十八罗汉”在我国机床发展历程中长期占据主导地位,并为改革开放后制造业的快速发展奠定了基础。近年来,随着我国机床市场需求升级,低端数控机床市场需求逐渐下降,中、高端数控机床面临德国、日本等发达工业化国家机床企业的激烈竞争,以“十八罗汉”为代表的部分国有机床企业由于管理、竞争、战略布局等多方面原因,在转型过程中陷入经营困境,逐渐没落。同时,一批以市场和用户需求为导向的民营磨床企业开始异军突起,抓住制造业转型升级机遇,不断加大新技术的研发力度,其产品和核心技术无论在精度、速度、工作效率、稳定性、智能化程度方面接近或达到了国外高端数控磨床技术水平,得到市场的广泛认可,并在国内高端数控磨床市场上具备了一定的竞争能力,逐渐成为中国数控机床产业发展新的有生力量。
(3)数控磨床行业的发展趋势:
①高速复合化、高精度、网络智能化、环保化、个性化将成为数控磨床主要的发展方向:
高速复合化:提高加工质量与加工效率是机械制造业永恒的发展方向,数控磨床向高速,工艺复合化方向发展,不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本,而且还可提高零件的表面加工质量和磨削精度。高速加工技术对实现加工质量与加工效率的有机统一、降低成本生产有广泛的先进性。
高精度:作为重要的工业母机,提高数控磨床的磨削精度是发展的核心目标,也是赶超国际先进水平的关键因素。通过不断提高数控磨床的加工精度,一方面可以实现高精度加工,改变传统工艺模式;另一方面,通过高精度加工提高单个零部件精度的稳定性,无需再实施传统的“分组装配”模式,使得装配效率大幅度提高。
网络智能化:是高端数控磨床适应现代制造业信息化和智能化的前提,也是
实现“工业互联网+”的需要。数控磨床的网络智能化主要包括以下几个方面:一是将数控磨床变成标准的网络终端;二是加工过程智能化。通过自适应控制,减少加工过程中的不平衡因素影响;三是操作智能化。提供会话式编程,加入人工智能,建立友好人机界面。
环保化:是数控磨床发展的重要方向,主要包括能源消耗的降低,减少环境污染,采用高效的存储技术,减少冷却液对环境的污染,从工业生产的源头母机实现绿色环保的目标。
个性化:长期以来,国内大多数数控磨床企业往往专注于生产成本较低、精度较差,结构和功能偏标准化的低端数控磨床产品,并不具备提供自动化生产线的解决方案的能力。随着制造业的转型升级,市场对于传统类型的低端数控磨床的需求将越来越低,满足客户个性化、定制化、差异化的生产需求,进而提高客户黏性是未来数控磨床的重要发展方向。
②国产品牌崛起,高端数控磨床未来进口替代空间较大:我国作为全球机床最大的消费国和进口国,数控机床市场潜力与需求量巨大,吸引了大批国际品牌数控磨床企业入驻中国市场。联合磨削集团、昂科公司等一批国际数控磨床企业具备先发优势,技术水平和品牌知名度相对较高,在我国高端数控磨床领域占据着较高的市场份额。
近年来,随着我国数控磨床企业科研实力的不断增强,高端数控磨床行业涌现了一批具备核心技术的民营数控磨床企业。随着国产高端数控磨床得到市场的广泛认可,综合竞争力大幅提高,民族品牌开始崛起,高端数控磨床的国产化率将逐步提高。同时,由于国外进口高端数控磨床在包括产品定制到售后服务过程中存在不及时等问题,限制了我国制造产业链订单响应速度,严重影响了国内数控磨床下游产业用户的正常生产经营,国内数控磨床行业的进口替代过程提速势在必行。
③产业转型与劳动力短缺将推动高端数控磨床向自动化、无人化方向发展:自动化、智能化有利于提高设备的无人化操作水平,降低操作工人的劳动强度,提高系统的可靠性,提高加工效率。在适龄劳动力数量减少、劳动力成本增加、生产效率及产品质量要求提高、生产方式向精益化转变等因素的综合影响下,我国数控机床下游行业客户对自动化生产线以及无人化生产车间的需求明显上升。未来的机床行业将对成套的、系统的数控磨床产生更多的需求,“数控磨床+工业机器人”等成套设备的普及是解决机床生产加工过程中劳动力不足,迈向未来智慧工厂与智能制造生产线的重要一步,更是高端数控磨床企业未来重要的发展方向。
④五轴联动控制技术的推广及应用是行业未来的发展方向:以五轴联动数控磨床为代表的高端数控磨床作为难度最大、应用范围最广的数控磨床,在加工方面有着适用范围广、加工质量精、工作效率高等特点,符合未来数控磨床行业的发展方向。随着我国航空航天等国防军工领域,以及汽车、3C、精密医疗设备等行业的飞速发展,对加工其关键零部件的精密数控刀具提出了高精、高效、高可靠性的新要求,传统数控刀具在加工效率、加工精度与质量等方面已不能满足智能化制造日益增长的需求。五轴联动数控磨床是实现超硬材料复杂形面数控刀具、精密工件等关键零部件高效磨削加工的关键装备,特别在解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、大型柴油机主轴等高精度数控刀具方面具有独特的优势,在现代机械和智能制造中占有十分重要的地位,五轴联动控制技术的推广与应用是未来数控磨床的重要发展方向。
⑤随着国家政策支持力度的加大,将为数控磨床行业的发展带来广阔的发展空间:机床在我国装备制造业中具有战略性地位,产品的下游应用领域广泛,是装备制造业的重要组成部分。作为重要的工业母机之一,高端数控磨床承载着国家工业发展的重大使命。我国政府出台了一系列产业促进政策,主要包括《中国制造2025》《国民经济和社会发展“十三五”规划纲要》《关于加快推进工业强基的指导意见》《制造业设计能力提升专项行动计划(2019-2022年)》《产业结构调整指导目录(2019年本)》等,致力于推动我国制造业的转型升级。当前我国正处于新旧动能转换的关键时刻,随着国家政策支持力度的加大,将进一步吸引国内磨床企业加大对数控磨床核心技术和核心功能部件的研发力度,推动我国高端数控磨床国产替代和关键技术自主安全可控的进程,进而为数控磨床行业的发展带来更加广阔的发展空间。
(4)数控磨床行业下游需求分析:高端数控磨床产品主要应用于精密数控刀具、高精度零部件生产,广泛服务于航空航天、汽车、模具、3C、木工、医疗器械等领域。近年来,随着我国国民经济的持续稳定增长、产业结构的转型升级,上述应用领域的发展对数控刀具等磨削工具的质量、精度、性能的要求持续提升,进而促进对高品质、高性能的高端数控磨床的市场需求。
①刀具行业:刀具行业是机械制造行业和重大技术领域的基础性行业。数控刀具是机械制造中用于切削加工的工具,又称切削工具,是金属切削机床实现切削功能的重要部件。数控刀具可以是机床的一部分,也是由机床经过切削、磨削等流程生产出来的产品。
由于数控刀具的材料一般采用硬质合金、高性能高速钢和超硬材料,车床、铣床等数控机床无法达到加工效果,因此,磨削成为数控刀具的主流加工工艺。在金属切削加工领域,普通高速钢刀具和焊接式硬质合金刀具逐渐被整体硬质合金数控刀具和各种可转位数控刀片所替代,与传统高速钢刀具相比,硬质合金数控刀具具有硬度高、脆性大等特点,难以运用传统加工方法进行加工,行业内通常使用数控工具磨床对数控刀具进行加工。
数控刀具的性能很大程度上决定了机械加工质量与生产效率。金属切削加工是机械加工中最基本、最可靠、使用最为广泛的一种精密加工手段。切削加工约占整个机械加工工作量的90%,数控刀具是制造领域中直接参与切削的终端关键部件,其质量直接决定了机械制造行业的生产水平,是制造业提高生产效率和产品质量的重要因素。数控刀具技术在汽车行业、模具行业、通用机械、工程机械、能源装备、轨道交通和航空航天等现代机械制造领域发挥着重要的作用。
目前主要的数控刀具材料包括硬质合金、高速钢、陶瓷和超硬材料(PCD、CBN),硬质合金与高速钢相比,具有较高的硬度、耐磨性和红硬性,与陶瓷和超硬材料相比,硬质合金具有较高的韧性。由于硬质合金具有良好的综合性能,因此广泛应用钢(P)、不锈钢(M)、铸铁(K)、有色金属(N)、耐热钢(S)和淬硬钢(H)材料的加工。根据《第四届切削刀具用户调查数据分析报告》统计显示,截至2018年底,我国机械加工行业使用硬质合金切削刀具占比达53%。同时,我国硬质合金切削刀具使用比例相对于全球63%的比例还有较大提升空间。
②汽车制造业:全球汽车工业经过近百年的发展,已步入稳定发展的成熟期,产销量增长平稳,成为世界各国重要的经济支柱之一,被称为国民经济的发动机。随着我国经济的快速发展,加上国家多举措扶持汽车产业,鼓励汽车消费,我国汽车产销量实现了高速增长,自2009年以来产销量一直稳居全球第一。
汽车制造业是对金属切削加工机床需求量最大的行业,随着电动汽车的逐渐普及,其产品结构的变化对机床行业影响重大。新能源车与传统燃油车相比在平台、结构、动力等方面截然不同,其特定的电池、电控、电机以及智能化部件等零部件均需要重新定制开发,进而有望带动对机床新的需求。汽车行业是数控磨床利用率较高的行业之一。汽车制造企业应用公司产品主要用于汽车传动齿轮等精密部件等生产加工,作为汽车精密零部件生产加工的重要设备,数控磨床占据着汽车厂商固定资产总投资的可观比例,直接影响到汽车制造的总成本。
根据中国汽车工业协会统计,2021年我国新能源汽车销量为333.41万辆,同比增长167.64%,2017-2021年,我国新能源汽车产年复合增长率为54.91%,渗透率从2017年的2.4%提升到2021年的16%,新能源汽车正在加速普及。
和传统的燃油车相比,新能源汽车在车身材质与工艺、动力结构等方面截然不同,同时对相关零部件的加工需求较燃油车的标准更高,所以需要更加高端的机床进行加工,以适应更加复杂多样的加工情况。新能源汽车在保持对车桥、减速器、差速器、传动轴、制动器等零部件的金属切削加工需求外还增加了对电机轴、电机壳体等零部件进行磨削加工,由于对质量的更高要求所以往往需要使用高端数控磨床等设备进行加工,新能源车的纯电齿轮要求每分钟达1.5-2万转,大大高于传统燃油车的6千-8千转,因此对于齿轮精度和齿部啮合品质和加工工艺有更高的要求,对于更高精度的数控磨床设备需求随之增加。
未来我国汽车行业发展的驱动因素将主要来自于以下两个方面:第一,我国的人均汽车保有量水平仍然低于发达国家,汽车行业仍有广阔的发展空间。同时,因国内巨大的汽车总保有量,使得汽车行业的维修与保养对汽车零部件的需求巨大。第二,产业结构的调整为汽车产业的发展注入了新的活力。随着各项节能减排措施的出台,汽车产业的落后产能将被淘汰。新能源汽车将成为汽车行业领域新的投资方向。汽车及汽车零部件行业的发展为数控磨床行业提供了稳定增长的市场空间。
③消费电子行业:中国是世界第一大消费电子制造基地和第二大消费国,是世界消费电子产业链上不可或缺的一环,消费电子业年产值超过6.5万亿元。在制造企业下游消费电子需求爆发和5G换机潮的影响之下,磨床行业随着消费电子景气周期进入了新的资本开支扩张的生产周期,未来这些消费电子行业将对以公司为代表的数控磨床行业的产品产生更多的需求。
在消费电子产业中,数控磨床主要应用于金属材质外观件和结构件(如边框、背板等)等精密组件的高精度磨削。传统消费电子产品生产所使用的磨削设备以非数控的磨床为主,该类设备虽然成本低廉,但加工效率、加工精度均较低,生产出的产品缺乏美感。随着消费者对产品时尚感、美感的追求度日益提升,消费电子产品外观设计在附加值提升中的重要性日益显现;与此同时,产品更新周期的缩短,使得消费电子厂商的产能要求对外观件、结构件的加工精度和加工效率的要求不断提高,原来低端设备已难以满足生产需求,高精度、高效率的磨削设备需求大幅提升。
根据中金企信统计数据显示,尽管受到供应链问题影响,2021年全球智能手机出货量有望增长5.3%,达到13.5亿部。全球功能机市场将进一步被智能手机所取代。与此同时,5G网络建设也在稳步推进。2020年,国内新建5G基站超60万个,2023年新增5G基站数量有望达85万个,到2024年全国基站新建数量有望达到顶峰,预计达到265万。5G智能手机与基站渗透率的提升,将进一步加速以数控磨床为代表的磨削设备的更新换代。
④其他领域:数控磨床作为重要的工业母机之一,是磨削加工各种材料及复杂型面零部件的基础装备,其下游的细分行业数量众多。数控磨床是加工发动机、内燃机等工业机器重要零部件的关键设备,除汽车制造以外,工程机械、铁路机车、船舶制造等领域中均需要使用数控磨床加工曲轴、活塞环等核心零部件。
在航空航天和国防军工等尖端领域,各种新材料、新技术、新产品的开发、加工、应用,如晶体、陶瓷、超硬材料、特种耐磨材料、金属新材料等,均需要数控磨床的投入,因此,精密、智能、新型的数控磨床在该类领域的市场需求不断扩大。