五軸加工中心,是一種科技含量高、精密度高,專門用于加工復(fù)雜曲面的加工中心。
五軸加工中心按照能否實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)加工功能可以分為真五軸和假五軸,其區(qū)別主要在于是否有RTCP功能(全稱:Rotation Tool Center Point),即“旋轉(zhuǎn)刀具中心點(diǎn)”功能,可以解釋為“圍繞刀具中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)功能”。
圖片來源:MIR 睿工業(yè)整理
五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床相比于傳統(tǒng)的三軸或四軸數(shù)控機(jī)床,最顯著的特點(diǎn)就是多軸聯(lián)動(dòng),傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床只能在三個(gè)軸向上進(jìn)行移動(dòng)和定位,而五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床可以五個(gè)軸同時(shí)聯(lián)動(dòng),包括X、Y、Z軸以及兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸。這種多軸聯(lián)動(dòng)的結(jié)構(gòu)使五軸數(shù)控機(jī)床能夠在更多的方向上進(jìn)行加工,實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的加工任務(wù),因此五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控技術(shù)也是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子、大型柴油機(jī)曲軸等加工的唯一手段。
由于其特殊地位,五軸聯(lián)動(dòng)加工中心被廣泛應(yīng)用于航空航天、軍事工業(yè)、科研、船舶、高精密醫(yī)療設(shè)備等高端行業(yè),尤其對國家生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化水平有著舉足輕重的影響,同時(shí)國際上也常把五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控技術(shù)作為衡量一個(gè)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。
01中國五軸機(jī)床市場發(fā)展與趨勢分析
近年來,聯(lián)動(dòng)五軸市場接受度日漸提升,定位五軸“3+2型”市場趨于萎縮,定位五軸“4+1型”市場需求也相對較低。
一方面,從使用端來看,以往大多數(shù)客戶,特別是汽車行業(yè)客戶,只需要適用定位加工即可滿足要求。但考慮到未來對加工部件的需求、合并加工工序以及加工技術(shù)能力的提升,往往更傾向于購買聯(lián)動(dòng)五軸,也因此聯(lián)動(dòng)五軸加工技術(shù)的市場接受度也逐漸提高。
另一方面,從市場規(guī)???,2018年-2023年,五軸機(jī)床的市場規(guī)模保持持續(xù)增長,且五軸機(jī)床復(fù)合增長率高于數(shù)控金切機(jī)床整體增長率,五軸機(jī)床在制造業(yè)的發(fā)展勢頭強(qiáng)勁,受到越來越多的行業(yè)青睞。
2018-2023年中國五軸加工中心市場規(guī)模(金額)
數(shù)據(jù)來源:MIR 睿工業(yè)《2023年中國五軸機(jī)床市場研究報(bào)告》
中國五軸機(jī)床主要集中在航空航天、軍事、模具、汽車、船舶等行業(yè),目前國內(nèi)需求持續(xù)增長,MIR預(yù)計(jì),2024年中國五軸加工中心市場規(guī)模將超過百億,在2028年之后或?qū)⑦~向200億臺(tái)階,進(jìn)入新一輪增長階段,未來五年內(nèi)市場規(guī)模將持續(xù)增長。
雖然,我國航空航天、軍事工業(yè)、船舶、電子等急需五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的行業(yè)正在面臨著“卡脖子”的難題,但同時(shí)這也是國內(nèi)高端五軸機(jī)床企業(yè)面臨的國產(chǎn)替代的機(jī)會(huì)點(diǎn)。
從廠商端來看,2023年國產(chǎn)品牌銷售業(yè)績提升明顯,在內(nèi)需減少的大環(huán)境下,北京精雕、科德數(shù)控、埃弗米業(yè)績均實(shí)現(xiàn)高速增長,并且在部分應(yīng)用場景中,國產(chǎn)替代的增強(qiáng)尤為明顯。通過2023年國產(chǎn)五軸廠商的表現(xiàn),已經(jīng)充分顯示出國產(chǎn)廠商在未來的發(fā)展中的巨大潛力,有望成為行業(yè)的重要力量。
2022-2023年國產(chǎn)代表廠商五軸機(jī)床銷量(臺(tái))
數(shù)據(jù)來源:MIR DATABANK
正如我們所說的,五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控技術(shù)是衡量一個(gè)國家生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)水平的標(biāo)志,然而,從“巴統(tǒng)清單”到“瓦森納協(xié)定”,一直以來西方發(fā)達(dá)國家針對中國實(shí)施了嚴(yán)格的技術(shù)封鎖,尤其在五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床應(yīng)用相對廣泛的航空航天、兵器、船舶等高端行業(yè)近年來面臨著技術(shù)封鎖進(jìn)一步加劇,給產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。
以某國際知名五軸機(jī)床廠商為例,其原定生產(chǎn)聯(lián)動(dòng)五軸的工廠,因受到多方阻礙而被迫停止,轉(zhuǎn)而生產(chǎn)“3+2”或“4+1”形式的五軸機(jī)床,這也側(cè)面顯示出了其他國家對我國五軸技術(shù)的封鎖“有增無減”。
02國產(chǎn)五軸企業(yè)迎來更多新機(jī)會(huì)
一直以來,國產(chǎn)廠商最大的問題在于缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)深耕與實(shí)際應(yīng)用,但隨著近年來北京精雕、科德數(shù)控等國產(chǎn)廠商自主開發(fā)軟件、埃弗米等廠商著重提升整體技術(shù),國產(chǎn)廠商在產(chǎn)品精度、速度以及穩(wěn)定性等設(shè)備性能上實(shí)現(xiàn)突破,逐步縮小了與外資品牌的差距。
另外,機(jī)床作為工業(yè)母機(jī),在制造業(yè)中扮演著至關(guān)重要的角色,中國政府長期重視工業(yè)母機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,頻繁出臺(tái)一系列相關(guān)政策以及相關(guān)支持措施,以加快高端數(shù)控機(jī)床的發(fā)展,鼓勵(lì)高端數(shù)控機(jī)床研發(fā)創(chuàng)新和國產(chǎn)替代,并支持下游航空航天、模具、汽車行業(yè)的大力發(fā)展、高效加工需求等,為五軸加工中心市場提供了強(qiáng)有力的支撐。
來源:MIR 睿工業(yè)根據(jù)公開資料整理
越來越多的國產(chǎn)五軸企業(yè)開始嶄露頭角,助力國產(chǎn)替代
在國產(chǎn)廠商當(dāng)中,以北京精雕、科德數(shù)控、上海拓璞為代表的民營企業(yè)迅速崛起,在五軸市場占據(jù)一席之地,五軸產(chǎn)品的認(rèn)可度也逐漸提高。
在2023年中國國產(chǎn)五軸機(jī)床金額占比不到50%的情況下,銷售臺(tái)數(shù)市場占比約達(dá)到69%,且該比例近年來明顯提升,其主要原因在于國產(chǎn)五軸平均單價(jià)明顯低于進(jìn)口五軸。國產(chǎn)五軸比例逐年提升的主要原因在于,一方面,內(nèi)資五軸企業(yè)發(fā)展迅速,營收逐年增長;另一方面,越來越多的外資廠商開始在國內(nèi)生產(chǎn)五軸,提升國產(chǎn)化比例。
數(shù)據(jù)來源:MIR 睿工業(yè)《2023年中國五軸機(jī)床市場研究報(bào)告》
受益于內(nèi)資廠商的發(fā)展和未來更多外資廠商五軸工廠的落地投產(chǎn),以及國家鼓勵(lì)國產(chǎn)五軸品牌發(fā)展出臺(tái)相關(guān)政策,預(yù)計(jì)未來國產(chǎn)化比例將進(jìn)一步提高。
03、2023年五軸下游應(yīng)用行業(yè)市場規(guī)模分析
2023年 五軸機(jī)床下游行業(yè)細(xì)分(按金額)
數(shù)據(jù)來源:MIR 睿工業(yè)《2023年中國五軸機(jī)床市場研究報(bào)告》
因?yàn)槲遢S加工中心技術(shù)難度和使用門檻都相對比較高,所以其下游應(yīng)用行業(yè)比較集中,主要有航空航天、軍工、汽車、精密模具等高精度行業(yè),市場規(guī)模呈現(xiàn)逐年遞增趨勢。從目前各行業(yè)需求來看:
● 航空航天占比最大:在航空發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)結(jié)構(gòu)部件的制造過程中,負(fù)責(zé)曲面的加工是必不可少的,例如飛機(jī)中的各種零部件如發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、旋渦轉(zhuǎn)子、前后機(jī)身、機(jī)翼等都需要使用五軸數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行制造,近幾年,航空航天對五軸機(jī)床的需求穩(wěn)居第一。
● 汽車行業(yè)精度要求普遍不高:在汽車行業(yè)中對“3+2”形式五軸需求較多,也有部分零部件必須要求五軸聯(lián)動(dòng)加工,比如汽車渦輪增壓器葉輪,除了曲面復(fù)雜加工的硬性要求外,減少裝夾次數(shù)帶來加工效率的提升,也促使汽車行業(yè)五軸需求逐漸由“3+2”向聯(lián)動(dòng)五軸過渡。
● 模具行業(yè)需求漸增:模具加工由多段加工向一次性成型轉(zhuǎn)變,集合工序需求漸增,預(yù)計(jì)未來將實(shí)現(xiàn)較高幅度增長。
● 工程機(jī)械、能源船舶和高鐵基建等行業(yè)對聯(lián)動(dòng)五軸的應(yīng)用也在逐年提升,自2020年以來,五軸加工應(yīng)用領(lǐng)域愈發(fā)廣泛,其主流行業(yè)的集中度有所下降,同時(shí),非主流行業(yè)中的五軸加工應(yīng)用占比也有所提升。
04五軸機(jī)床市場競爭格局分析
從市場端競爭格局來看,中國五軸廠商可以分為三個(gè)梯隊(duì)。
● 第一梯隊(duì)歐系廠商,以GF、GROB和DMG MORI為代表,產(chǎn)品精度和穩(wěn)定性等方面具有絕對優(yōu)勢,在航空航天和汽車行業(yè)具備較高知名度;
● 第二梯隊(duì)內(nèi)資廠商,以BJJD和KEDE為代表,其不管在系統(tǒng)軟件研發(fā)還是整機(jī)技術(shù)上都日漸趨于成熟;
● 第三梯隊(duì)臺(tái)灣廠商,如QUICKJET、WELE、KEN等,五軸不是這些公司主要業(yè)務(wù),頭部廠商五軸出貨基本也不是很多。由于日本和韓國機(jī)床廠商因進(jìn)口受限制較多,基本不在主要玩家名單內(nèi)。
2023年五軸加工中心市場競爭格局(按金額)
數(shù)據(jù)來源:MIR 睿工業(yè)《2023年中國五軸機(jī)床市場研究報(bào)告》
2023年,北京精雕一舉躍升為五軸機(jī)床銷售額占比最高的廠商,在TOP 10中,隨著北京精雕、科德數(shù)控、拓璞、埃弗米等民營企業(yè)技術(shù)能力的不斷提升,帶動(dòng)國產(chǎn)廠商市占率逐年提升,打破了以往五軸市場幾乎完全由外資機(jī)床廠商壟斷的局面。
END
中國對于五軸機(jī)床尤其聯(lián)動(dòng)五軸機(jī)床的市場需求正在逐步擴(kuò)大,國產(chǎn)廠商也正在發(fā)力,近年來設(shè)備性能不斷得到提升,逐步實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破,與外資廠商也不斷縮小差距。
內(nèi)資廠商發(fā)展迅速,營收平均每年都有大幅增長,隨著五軸機(jī)床市場得到的關(guān)注越來越多,不乏有新的廠商進(jìn)入,越來越多的內(nèi)資廠商開始在國內(nèi)生產(chǎn)五軸,因而國產(chǎn)化比例得到明顯提升,未來國產(chǎn)替代大有可為。