五轴联动机床:高端工业母机关键赛道,布局龙头梳理

翰棋说财经 2024-03-07 23:24:47

五轴联动机床作为高端制造的核心资产,是实现自主可控的关键设备,尤其在航空航天、汽车等高端制造领域,其技术壁垒高、价值量大,具有不可替代的重要地位。

五轴联动机床以其高精度、高表面加工质量和高加工效率等优点,成为高端市场未来的发展趋势。

根据市场研究机构MIR的数据,2022年我国五轴联动机床的销量达到6073台,市场规模约为113亿元。

当前,全球机床市场正处于复苏阶段,中国作为世界第一大机床生产国和消费国,其机床行业也有望随着宏观经济的复苏和下游行业需求的提升而迎来新的发展机遇。

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五轴联机床行业概览

相较于传统的三轴机床,五轴机床通过更高的加工效率、更小的占地面积与能耗展现出显著的经济性,因此在一定程度上具备对三轴机床的替代性。

三轴加工主要依赖直线进给轴X、Y、Z进行加工,切削刀具的方向在整个切削路径运动过程中保持不变,刀尖的切削状态无法实时达到最佳,从而在一定程度上限制了加工效率和加工质量。

五轴联动,即机床在基本的直线轴X、Y、Z以及附加的旋转轴A、B、C中,任选两轴与直线轴同时运动。这种联动方式使得刀具或工件可以在加工过程中任意调整姿态,从而实现对空间复杂型面的高效、高精度加工。

这一特点使得五轴机床在航空发动机叶轮、叶盘、叶片以及船用螺旋桨等关键工业产品的加工中成为不可或缺的重要设备。

五轴机床移动示意图:

鉴于这些产品在技术上的高度复杂性,以及对航空航天、军事工业、科研、精密器械、高精医疗设备等行业的重要支撑作用,五轴联动数控机床的战略地位日益凸显。

根据机械结构的不同,五轴联动数控机床可以分为多种类型,包括双摆头式、俯垂型摆头式、双转台式、俯垂型工作台式以及一摆一转式等。

在五轴机床的市场中,立式五轴是主导机型,占据着绝大部分的市场份额。立式五轴数控机床在下游客户中的需求占比高达80.9%,这主要得益于其通用性强和性价比较高的优势。

卧式五轴虽然在国内销量占比较少,需求占比约为9.5%,但由于其产品质量高、价格昂贵且常用于大型汽车自动化产线项目,因此卧式五轴的市场份额同样不容忽视。

一些知名品牌如GROB、HELLER、SW、STARRAG以及科德数控等都在卧式五轴领域有所布局。

五轴机床的技术难度较高,这主要体现在数控系统编程的复杂性、对数控及伺服控制系统的高要求以及机床设计和制造的复杂性等方面。

五轴联动机床竞争格局和龙头梳理

长期以来,由于五轴联动数控机床需要尖端数控技术、精密机床设计和制造的紧密配合,且核心技术研发周期和产业化难度较大,我国在该领域大量依赖进口。

此外,西方国家在高端数控机床和技术领域对我国实施管制,进一步加剧了国产替代的紧迫性。

目前,中国高端五轴设备市场仍以外资品牌为主,包括DMG MORI、GROB等厂商。

尽管五轴联动机床国产渗透率约为10%,我国尚缺乏规模生产能力,且技术壁垒极高,但国内企业正在积极努力提升产能。

但是近年来在政策支持力度的不断加大下,我国机床行业已经涌现出一批优质企业,国内已有多家企业具备或有望具备量产能力,如科德数控、秦川机床、海天精工、北京精雕、豪迈科技等。

目前,科德数控的五轴联动机床产能约为240台/年,预计未来募投项目扩产后将增加到1095台/年。秦川机床五轴联动机床定增项目投产后产能也将有所增加。同时,海天精工等龙头企业也在积极建厂,扩充产能。

资料来源:行行查

结语

随着国家对科技创新的重视和支持力度不断加大,集成电路和工业母机等关键领域的技术研发将取得更多突破。这将进一步推动五轴机床的技术创新和升级换代,提高其在加工精度、加工效率、稳定性等方面的性能表现。同时,随着智能制造、物联网等新技术的不断发展,五轴机床也将实现与这些新技术的深度融合,进一步提升其智能化、自动化水平,满足制造业转型升级的需求。

此外,五轴机床的广泛应用还将带动相关产业链的发展。例如,五轴机床的制造需要高品质的零部件和原材料支持,这将促进上游供应商的技术提升和产业升级。同时,五轴机床的使用也将产生大量的维修、保养、技术支持等需求,为下游服务提供商提供广阔的市场空间。同时也将推动整个制造业的技术进步和产业升级。

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