機(jī)床行業(yè)中的“國(guó)之重器”——五軸數(shù)控機(jī)床

時(shí)間:2020-04-14

來(lái)源:億歐網(wǎng)

導(dǎo)語(yǔ):機(jī)床工業(yè)一直都是以來(lái)都是主要國(guó)家和領(lǐng)先企業(yè)重要的戰(zhàn)略布局點(diǎn)

  制造和計(jì)算,是現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)。

  計(jì)算領(lǐng)域的5G、半導(dǎo)體、芯片、光刻機(jī)等備受關(guān)注,短短幾年就已經(jīng)從產(chǎn)業(yè)界走入大眾輿論;另一方面,制造領(lǐng)域卻似乎未能吸引到同等的注意力,門(mén)前冷落車(chē)馬稀。然而,制造業(yè)才是一個(gè)國(guó)家發(fā)展的根本,即便是人們津津樂(lè)道的計(jì)算本身,其主要目標(biāo)也是為制造賦能。

  制造業(yè)中最基礎(chǔ)的工具是機(jī)床,被稱(chēng)為“工業(yè)母機(jī)”。雖然機(jī)床行業(yè)貢獻(xiàn)的GDP只占總量0.3%不到,但是其重要性不可以只用經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)衡量,尤其是被稱(chēng)為“國(guó)之重器”的五軸數(shù)控機(jī)床,戰(zhàn)略性地位極高。

  五軸數(shù)控機(jī)床到底有多重要?為什么這么重要的機(jī)器,卻慢慢地淡出了市場(chǎng)的視野?

  國(guó)之重器,曲折發(fā)展

  如果只用四個(gè)字形容機(jī)床的重要性,“東芝事件”堪當(dāng)此任。

  1987年轟動(dòng)全球的“東芝事件”中,日本公司東芝,因違反禁令,向敵國(guó)蘇聯(lián)輸送MBP-四臺(tái)110S五軸數(shù)控鏜銑床,使蘇聯(lián)潛艇和軍艦螺旋槳的噪聲明顯下降,直接影響了美蘇海上力量對(duì)比。因此,日本東芝受到美國(guó)制裁,其產(chǎn)品被禁止進(jìn)入美國(guó),禁令持續(xù)長(zhǎng)達(dá)三年,損失不可估量。

  五軸數(shù)控機(jī)床對(duì)國(guó)家軍事力量的影響力,在“東芝事件“展露無(wú)疑。不僅如此,其在航空、航天、科研、精密器械、高精醫(yī)療設(shè)備等高端領(lǐng)域也有著舉足輕重的地位。

  在民間通用領(lǐng)域,機(jī)床作為萬(wàn)機(jī)之母,重要性不言而喻,不僅可以幫助工廠加快生產(chǎn)速度,而且其應(yīng)用幾乎遍布現(xiàn)代工業(yè)的各個(gè)分支,下游領(lǐng)域眾多,是大多數(shù)工業(yè)制造起點(diǎn)。

  因此,機(jī)床工業(yè)一直都是以來(lái)都是主要國(guó)家和領(lǐng)先企業(yè)重要的戰(zhàn)略布局點(diǎn)。

  美國(guó)先后提出實(shí)施《先進(jìn)制造伙伴關(guān)系計(jì)劃》、《先進(jìn)制造業(yè)國(guó)家戰(zhàn)略計(jì)劃》等發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)及技術(shù);德國(guó)提出了工業(yè)4.0的發(fā)展藍(lán)圖,致力于以信息物理系統(tǒng)為核心、智慧工廠為載體,發(fā)展德國(guó)工業(yè)4.0,并將其定位為新一輪工業(yè)革命的技術(shù)平臺(tái);日本公布了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)藍(lán)圖,確定10個(gè)尖端技術(shù)領(lǐng)域,并以此為依托強(qiáng)化國(guó)內(nèi)制造業(yè),這些政策都為其本國(guó)機(jī)床發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

  中國(guó)也不例外,新中國(guó)成立沒(méi)多久,就對(duì)機(jī)床工業(yè)戰(zhàn)略部署。

  1952年,中央重工業(yè)部,確立了專(zhuān)業(yè)分工思路,為機(jī)床發(fā)展搭好架子:共設(shè)立18個(gè)機(jī)床廠,明確分工;同期,還設(shè)立了8個(gè)綜合性研究院所,來(lái)支持國(guó)家機(jī)床發(fā)展;不僅如此,國(guó)家仍然認(rèn)為研發(fā)力量不夠,另配置了37個(gè)專(zhuān)業(yè)研究所與企業(yè)設(shè)計(jì)部門(mén),形成了機(jī)床行業(yè)科研開(kāi)發(fā)體系的第二道護(hù)城墻。

  2009年,中國(guó)啟動(dòng)的“04專(zhuān)項(xiàng)”,總計(jì)安排相關(guān)課題562項(xiàng),財(cái)政資金投入91.14億元,累計(jì)申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利3956項(xiàng),立項(xiàng)國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)407項(xiàng),研發(fā)各類(lèi)新產(chǎn)品、新技術(shù)2951項(xiàng),新增產(chǎn)值約706億元。

  具體而言,高檔數(shù)控機(jī)床水平持續(xù)提升,機(jī)床主機(jī)平均無(wú)故障時(shí)間從專(zhuān)項(xiàng)實(shí)施前的400至500小時(shí),已普遍提升至1200小時(shí),部分產(chǎn)品達(dá)到2000小時(shí)以上;高檔數(shù)控系統(tǒng)也打破國(guó)外技術(shù)壟斷,關(guān)鍵功能部件實(shí)現(xiàn)批量配套,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率由不足1%提高到了5%左右。

  但是,中國(guó)卻沒(méi)有出現(xiàn)機(jī)床標(biāo)桿企業(yè),甚至連千禧年之初,被稱(chēng)為中國(guó)機(jī)床四大支柱的沈陽(yáng)機(jī)床、昆明機(jī)床、大連機(jī)床、秦川機(jī)床,現(xiàn)今,沒(méi)有一家企業(yè)正常經(jīng)營(yíng),不是巨虧,就是破產(chǎn)重組,或者在重組的路上。

  星火燎原之勢(shì)已成

  雖然“04專(zhuān)項(xiàng)”沒(méi)有造就出屬于中國(guó)的機(jī)床標(biāo)桿企業(yè),但是在五軸數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域,中國(guó)還是有所突破的:如濟(jì)南二機(jī)自行研制的“五軸聯(lián)動(dòng)定梁雙龍門(mén)移動(dòng)數(shù)控鏜銑床”,適用于對(duì)各種葉片、螺旋槳、金屬模具等大型復(fù)雜曲面精密工件的加工;如大連機(jī)床九軸五聯(lián)動(dòng)車(chē)銑復(fù)合中心,專(zhuān)為軍工制造、航空航天而研制。

  雖在高端領(lǐng)域取得了不錯(cuò)的成績(jī),但是和真正獨(dú)立廝殺在市場(chǎng)的民企對(duì)比,進(jìn)步相對(duì)緩慢。

  機(jī)床是由多個(gè)部件組成的機(jī)器,很少有民企能全面發(fā)力。目前,市場(chǎng)上民企大都先突破具體細(xì)分領(lǐng)域,再選擇精研細(xì)分領(lǐng)域技術(shù),成為該領(lǐng)域?qū)<遥换蛘咭源藶榍腥朦c(diǎn),進(jìn)軍整機(jī)機(jī)床領(lǐng)域。

  近年來(lái),國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)有所突破,如廣州數(shù)控和華中數(shù)控(300161)的數(shù)控系統(tǒng)相當(dāng)不錯(cuò),雖然和國(guó)外相比,還有一定的差距,但是市場(chǎng)占有率緩慢提升。

  機(jī)床細(xì)分領(lǐng)域很多,簡(jiǎn)單分為機(jī)械部分和數(shù)控系統(tǒng)。

機(jī)床.png

  系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的靈魂,關(guān)系著整機(jī)精度。目前,德日的數(shù)控系統(tǒng)占據(jù)主導(dǎo)地位,其中,日本發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)在國(guó)有機(jī)床中占有率最高,同時(shí)還有德國(guó)西門(mén)子、日本三菱等國(guó)外品牌也享譽(yù)全球。

  機(jī)械部分包含眾多,細(xì)至一個(gè)小小的螺釘,大致整個(gè)機(jī)床都可以稱(chēng)為機(jī)械部分,其中較為重要的有主軸、刀塔、尾座、直角頭、機(jī)床本體、刀具、絲桿、線軌等部件。

  主軸技術(shù)現(xiàn)在分為機(jī)械主軸和電主軸,雖然國(guó)產(chǎn)主軸和德日依舊有差距,但是國(guó)內(nèi)部分企業(yè)在主軸上做得相當(dāng)不錯(cuò),有一定國(guó)產(chǎn)替代作用。

  其中海德曼就是一個(gè)典型例子,雖然目前還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)五軸數(shù)控機(jī)床量產(chǎn),但是2016年至2018年,海德曼營(yíng)收從2.05億元提升至4.27億元,凈利潤(rùn)從964萬(wàn)元提升至5766萬(wàn)元,成長(zhǎng)性顯著。

  之所以營(yíng)收增速巨大,主要是海曼德在主軸技術(shù)、電主軸技術(shù)、伺服刀塔技術(shù)和伺服尾座技術(shù)有所專(zhuān)長(zhǎng),同時(shí)堅(jiān)持自身機(jī)器指標(biāo)要比國(guó)家各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)至少都提高50%。竭盡可能把業(yè)務(wù)做精,頗具“工匠精神”。

  在直角頭上,國(guó)內(nèi)幾乎沒(méi)有特別強(qiáng)大的公司,尤其是五軸數(shù)控機(jī)床上的核心部件“雙擺角數(shù)控萬(wàn)能銑頭”,占據(jù)整個(gè)機(jī)床近半價(jià)格,幾乎都源自德國(guó)CYTEC、意大利ISA等國(guó)外公司。國(guó)內(nèi)濟(jì)南二機(jī)床、北京一機(jī)床等雖然也有了自主研發(fā)的機(jī)械式產(chǎn)品,但性能、量產(chǎn)等各方面差距明顯。

  在機(jī)床本體上,國(guó)內(nèi)有較多不錯(cuò)的公司,但是能做精的公司卻不多。

  國(guó)盛智科以鑄件起家,在細(xì)分領(lǐng)域有所突破,實(shí)現(xiàn)資本和技術(shù)的累積。之后國(guó)盛智科選擇進(jìn)軍機(jī)床整機(jī)行業(yè),并且實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)少有的五軸數(shù)控機(jī)床商業(yè)化。因此,近年來(lái)發(fā)展迅速:2016年至2018年,從4億營(yíng)收增長(zhǎng)至7.4億,在鮮有爆發(fā)增長(zhǎng)的裝備制造業(yè)中并不多見(jiàn)。

  刀具主要分為高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷以及超硬材料四類(lèi),一般情況下,硬度更高的材料切削速度更快。在這個(gè)細(xì)分領(lǐng)域,我國(guó)有著世界級(jí)的企業(yè)——沃爾德(688028)。

  沃爾德主要從事超硬刀具,即超硬材料刀具的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售,其鉆石輪刀更是擁有國(guó)際一流水平,甚至在部分指標(biāo)上優(yōu)于國(guó)際一流鉆石輪刀,如代表刀刃鋒利度的刃口R值,代表切割均勻性的齒深、齒縫寬、齒寬等。

  由于刀具技術(shù)領(lǐng)先,沃爾德的產(chǎn)品遠(yuǎn)銷(xiāo)海外,甚至為全球?qū)I(yè)刀具市占率第二的肯納金屬代工刀具。

  經(jīng)過(guò)多年發(fā)展,中國(guó)機(jī)床行業(yè)確實(shí)取得了長(zhǎng)足進(jìn)展,但是美中不足的是沒(méi)有出現(xiàn)標(biāo)桿企業(yè),高端機(jī)床國(guó)產(chǎn)銷(xiāo)售占比依舊不高。幸運(yùn)的是,市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下沖出一批企業(yè)家,堅(jiān)持著工匠精神,從不同細(xì)分領(lǐng)域出發(fā),兢兢業(yè)業(yè)向上攻堅(jiān)克難,已經(jīng)完成部分中高端機(jī)床的國(guó)產(chǎn)替代。

  也許短期內(nèi),中國(guó)機(jī)床行業(yè)可能沒(méi)有辦法趕超德日,但是機(jī)床行業(yè)依舊會(huì)是中國(guó)政府戰(zhàn)略必爭(zhēng)之地,過(guò)去有“04專(zhuān)項(xiàng)”,近有“中國(guó)制造2025”,未來(lái)也許還會(huì)有更多支持。中國(guó)機(jī)床行業(yè)有望在這種環(huán)境下徐徐成長(zhǎng),最終能獨(dú)立生產(chǎn)出媲美德日的頂尖機(jī)床,中國(guó)也出現(xiàn)一批標(biāo)桿機(jī)床企業(yè)參與全球高端機(jī)床的競(jìng)爭(zhēng)。

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