國家政策對數(shù)控機床行業(yè)的支持是推動其市場規(guī)模增長的重要因素。國家通過出臺一系列政策,鼓勵數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)的自主研發(fā)和創(chuàng)新,提高國產(chǎn)數(shù)控機床的市場競爭力。這些政策不僅為數(shù)控機床企業(yè)提供了資金支持和稅收優(yōu)惠,還促進了產(chǎn)學(xué)研合作,加速了技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用。
高端數(shù)控機床是能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高復(fù)雜性、高效高動態(tài)加工的數(shù)控機床,具備明顯的技術(shù)優(yōu)勢。以五軸聯(lián)動為代表的高端數(shù)控技術(shù)難度大、應(yīng)用廣,集計算機控制、高性能伺服驅(qū)動和精密加工技術(shù)于一體,是衡量一個國家生產(chǎn)設(shè)備自動化技術(shù)水平的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。
根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2029年國內(nèi)數(shù)控機床行業(yè)發(fā)展趨勢及投資策略研究報告》顯示:
高端數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)鏈上游為零部件及設(shè)備,中游為高端數(shù)控機床制造,下游應(yīng)用于航空航天、汽車制造、模具制造、船舶制造、發(fā)電設(shè)備制造、冶金設(shè)備制造、通信設(shè)備制造等領(lǐng)域。
高端數(shù)控機床上游主要由結(jié)構(gòu)件、數(shù)控系統(tǒng)、傳送系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、刀具以及其他關(guān)鍵零部件組成。從成本占比來看,結(jié)構(gòu)件(包括支撐機床的床身、滑座、工作臺等)成本占比35%左右;數(shù)控系統(tǒng)(核心控制部件)成本占比約30%,越是高端的數(shù)控機床,其數(shù)控系統(tǒng)的價值通常更高;傳動系統(tǒng)(輔助機床進行運動的部分,包括主軸、導(dǎo)軌、絲杠等)成本占比大約在20%;驅(qū)動系統(tǒng)(包括電機及主軸驅(qū)動等)成本占比大約為13%。
數(shù)控系統(tǒng)作為數(shù)控機床的“大腦”,是決定高端數(shù)控機床性能、功能、可靠性的關(guān)鍵因素,數(shù)控系統(tǒng)一般由控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)三部分組成。近年來受下游需求影響,我國數(shù)控系統(tǒng)市場空間持續(xù)穩(wěn)定擴容。2023年中國數(shù)控系統(tǒng)市場空間達到約273.81億元,近五年年均復(fù)合增長率為6.18%。中商產(chǎn)業(yè)研究院分析師預(yù)測,2024年行業(yè)市場空間將達到290.73億元。
從競爭格局來看,當(dāng)前數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品技術(shù)壁壘高,市場仍被海外品牌所占據(jù),中高端系統(tǒng)國產(chǎn)替代空間廣闊。按照數(shù)控系統(tǒng)銷售額計算,2022年發(fā)那科、三菱、西門子等國外品牌占有率約67%,廣州數(shù)控、蘇州新代、華中數(shù)控等國內(nèi)品牌占比率約33%。經(jīng)過多年技術(shù)攻關(guān),國內(nèi)頭部企業(yè)與國外品牌在產(chǎn)品功能和核心技術(shù)上的差距正不斷縮小。
從國產(chǎn)化率來看,我國數(shù)控機床企業(yè)主要定位于中低端市場,高端產(chǎn)品滲透率雖在提升但仍處于較低水平。當(dāng)前我國中、低端數(shù)控機床的國產(chǎn)化率分別為65%、82%,高端數(shù)控機床的國產(chǎn)化率僅6%,高端數(shù)控機床存在著較大的國產(chǎn)化空間。
國內(nèi)機床企業(yè)的高端化正在進行時,五軸聯(lián)動機床是高端機床的代名詞,被譽為機床工業(yè)“皇冠上的璀璨明珠”。五軸聯(lián)動機床在加工過程中可同時控制五個軸的運動,從而實現(xiàn)對復(fù)雜幾何形狀零件的高效和精確加工,其適用范圍更廣、加工質(zhì)量更精、工作效率更高,在航空航天、精密機械等行業(yè)的生產(chǎn)中具有重要作用。
根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2029年國內(nèi)數(shù)控機床行業(yè)發(fā)展趨勢及投資策略研究報告》顯示:
五軸聯(lián)動數(shù)控技術(shù)是衡量一個國家復(fù)雜精密零件制造能力技術(shù)水平的重要標(biāo)準(zhǔn)之一,五軸聯(lián)動數(shù)控機床也是解決航空發(fā)動機葉輪、葉盤、葉片、船用螺旋槳等關(guān)鍵工業(yè)產(chǎn)品切削加工的唯一手段。我國五軸聯(lián)動數(shù)控機床市場規(guī)模快速增長,2023年中國五軸聯(lián)動數(shù)控機床市場規(guī)模達到約112億元,近五年年均復(fù)合增長率達15.52%。2024年市場規(guī)模將達到120億元。
五軸聯(lián)動數(shù)控機床產(chǎn)品包括五軸立式加工中心、五軸臥式加工中心、五軸龍門加工中心以及五軸車銑(銑車)加工中心等,其中立式五軸是下游客戶需求量最大的機型,臥式五軸由于質(zhì)量高、價格貴,常用于大型汽車自動化產(chǎn)線項目。數(shù)據(jù)顯示,我國五軸聯(lián)動數(shù)控機床產(chǎn)品市場中,五軸立式加工中心銷售量占比為77.7%,其次為五軸臥式加工中心,銷量占比達到10.9%。
汽車零部件制造是高端數(shù)控機床主要應(yīng)用領(lǐng)域,其以高精度、高效率、大批量制造和高使用經(jīng)濟性要求等嚴(yán)苛條件著稱,能否在汽車零部件制造生產(chǎn)線上線使用成為考驗高端數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用水平的重要標(biāo)志之一。隨著國內(nèi)汽車零部件制造水平不斷提升以及新能源汽車的發(fā)展,汽車零部件行業(yè)也得到了快速發(fā)展。
長期以來,技術(shù)含量最高的五軸聯(lián)動數(shù)控機床的國內(nèi)市場主要由德國、日本、美國等發(fā)達工業(yè)國家擁有上百年機床生產(chǎn)經(jīng)驗的跨國公司所占據(jù),國內(nèi)自主產(chǎn)能集中于低端市場,能夠自主研制五軸聯(lián)動數(shù)控機床的中國企業(yè)極為稀少。
近年來,由于我國航空航天發(fā)動機、船用螺旋槳、重型發(fā)電機轉(zhuǎn)子等戰(zhàn)略裝備產(chǎn)業(yè)對高檔數(shù)控機床自主可控的現(xiàn)實需求,國家持續(xù)加大了對高檔數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)的支持力度,我國高檔數(shù)控機床行業(yè)的技術(shù)水平不斷提高,科德數(shù)控、創(chuàng)世紀(jì)、海天精工、國盛智科、紐威數(shù)控等優(yōu)秀國內(nèi)廠商生產(chǎn)的五軸聯(lián)動數(shù)控機床在性能、功能方面已可以滿足進口替代的需要。
對機床要求最高的行業(yè)是航空航天等高端制造領(lǐng)域,以葉輪葉盤、透平機械類為代表的典型復(fù)雜曲面零件必須由具備高動態(tài)、高精度、高響應(yīng)能力的高端五軸聯(lián)動機床加工完成。中國航空裝備市場規(guī)模持續(xù)擴大。
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