機械設備行業(yè)深度報告之電主軸——高端市場國產(chǎn)替代有望加快

時間:2022-07-12

來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院

導語:隨著我國機床行業(yè)結構調(diào)整的不斷深化,我國機床行業(yè)的數(shù)控化率顯著提高。但從全球來看,發(fā)達工業(yè)國家機床行業(yè)產(chǎn)量數(shù)控化率一般為60%~產(chǎn)值數(shù)控化率70%~90%,相比之下,中國機床行業(yè)的數(shù)控化率有望進一步提高。

  全球電主軸需求主要集中在中國.日本.美國.瑞士.意大利.韓國和其他國家和地區(qū)。中國是世界主要的電主軸市場,本地化率不斷提高。中國電主軸市場正處于快速發(fā)展階段,產(chǎn)能迅速擴大,但中高端產(chǎn)能不足,電主軸本地化率仍有提高空間。

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  1.中國是世界主要的電主軸市場,國產(chǎn)化率不斷提高

  中國是世界主要的電主軸市場,仍有巨大的發(fā)展空間。中國電主軸市場正處于快速發(fā)展階段。2019年,中國電主軸行業(yè)市場規(guī)模達到44.27億元左右,同比上漲約57億元.6%,預計未來將繼續(xù)增長。近年來,隨著市場供給的增加和市場競爭的加劇,我國電主軸產(chǎn)品價格普遍呈下降趨勢。2015年1月以來,國內(nèi)電主軸平均價格.25萬元/支下降到2019年00.98萬元/支。

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  全球電主軸需求主要集中在中國.日本.美國.瑞士.意大利.韓國等國家和地區(qū)。自2009年1009年以來,中國對電主軸的需求量一直在增加.2014年244年增長23萬支.2014年占同期全球需求總量的26萬支.8%;同時,美國國內(nèi)需求為16%.6萬支,占同期全球需求總量的18000支.2%;日本國內(nèi)需求為8%;.8萬支,占同期全球需求總量的9萬支.7%。隨著我國數(shù)控機床滲透率的提高和制造業(yè)自動化率的提高,對電主軸的需求不斷增加。2019年,我國對電主軸的需求已達到44%.7萬支。

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  自1958年以來,我國開發(fā)了高速電主軸,高速電主軸的廣泛應用促進了我國制造業(yè)的快速發(fā)展。然而,與國外先進的高速電主軸制造商相比,我國電主軸技術仍存在相當大的差距,我國高速電主軸的開發(fā)、設計和生產(chǎn)仍需進一步發(fā)展:

  (1)潤滑:電主軸潤滑主要包括油脂潤滑.油霧潤滑和油氣潤滑。我國主要采用油潤滑和油霧潤滑。雖然油潤滑使用方便,通用性強,但這兩種潤滑方法不能準確控制供油量,不利于提高主軸軸承的速度和使用壽命,油霧潤滑會對環(huán)境造成一定的污染。油氣潤滑可以準確控制各摩擦點的潤滑油量,但設備復雜,成本高。目前,先進的油氣潤滑技術已廣泛應用于國外高速電主軸軸承中。

  (2)功能和性能:國外已在發(fā)展多功能功能.高性能數(shù)控機床電主軸產(chǎn)品,我國仍以傳統(tǒng)產(chǎn)品為主要發(fā)展方向。部分原因是國外電主軸制造商一般只負責電主軸的整體設計.技術研發(fā)和零部件裝配測試,其余關鍵零部件由市場采購。由于分工細致,可以針對本專業(yè)的關鍵技術進行科技突破,國外電主軸制造商在關鍵功能部件的研發(fā)上具有較強的前瞻性和創(chuàng)新能力。

  (3)基礎工業(yè):我國與工業(yè)發(fā)達國家在材料和熱處理方面存在一定差距,特別是主軸加工的關鍵工序.關鍵部件的制造技術也有一定的差距。由于機床的限制,許多零件在表面粗糙度.形位公差等方面不如國外先進水平。

  電主軸總體發(fā)展趨勢如下:大功率.高轉(zhuǎn)速.高主軸旋轉(zhuǎn)精度。

  (1)大功率:電主軸向高速大功率.低速大扭矩方向發(fā)展。根據(jù)實際應用需要,大多數(shù)數(shù)控機床在低速粗加工時需要滿足重切削的需要.高速切電主軸在高速切求,因此電主軸應具矩的要求.高速大功率性能。

  (2)高速:電主軸繼續(xù)高速.高剛性發(fā)展。電主軸承及其潤滑技術.精密加工技術.在精密動平衡技術不斷發(fā)展的背景下,數(shù)控機床電主軸的高速發(fā)展已成為一種普遍的發(fā)展趨勢。在剛性方面,由于軸承及其潤滑技術的發(fā)展,電主軸的系統(tǒng)剛度越來越大,滿足了數(shù)控機床的高速.需要高效精密加工的發(fā)展。

  (3)高精度:電主軸進一步高精度.高可靠性和長壽命的發(fā)展方向。由于終端用戶對數(shù)控機床的精度和可靠性提出了越來越高的要求,電主軸的精度和可靠性也不斷提高。同時,由于采用了特殊的精密軸承.先進的潤滑方法和特殊的預負荷施加方法相應延長了電主軸的使用壽命,使用可靠性越來越高。

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  我國電主軸產(chǎn)能迅速擴大,但中高端產(chǎn)能不足。我國電主軸行業(yè)產(chǎn)能在我國電主軸行業(yè)生產(chǎn)“十三五”期間迅速擴張,2019年產(chǎn)能達到38年.但由于市場結構性不平衡,大量低端產(chǎn)品產(chǎn)量未得到市場認可,近兩年產(chǎn)能提速較低。

  2019年,國內(nèi)電主軸產(chǎn)量約為33.8萬支,近年來產(chǎn)量走勢總體呈上升趨勢,但同期國內(nèi)電主軸市場需求約444.2015-2019年年均復合增長率為12019年.因此,2019年中國電主軸市場仍有10%.中高端電主軸仍需進口9萬個產(chǎn)能缺口,因此我國電主軸生產(chǎn)企業(yè)仍有足夠的發(fā)展空間和市場空間。

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  電主軸等數(shù)控機床部件進口替代趨勢明顯,市場空間廣闊。我國數(shù)控機床功能部件發(fā)展相對緩慢,工業(yè)化和專業(yè)化程度相對較低,電主軸.數(shù)控系統(tǒng).雖然伺服系統(tǒng)已經(jīng)形成了一定的生產(chǎn)規(guī)模,但只能滿足中低檔數(shù)控機床的需求,國內(nèi)中高檔數(shù)控機床使用的功能部件仍然依賴進口。根據(jù)《中國制造2025>重點領域技術路線圖》,到2020年,高檔數(shù)控機床本地化率將超過70%,電主軸本地化率將達到50%;到2025年,高檔數(shù)控機床本地化率將超過80%,電主軸本地化率將達到80%。

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  中國數(shù)控機床行業(yè)的規(guī)模一直處于世界前列,是中國電主軸行業(yè)未來可持續(xù)發(fā)展的長期驅(qū)動力。亞太地區(qū)是世界上最重要的數(shù)控機床行業(yè),中國.日本和德國是機床的主要生產(chǎn)國。2019年,日本數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)規(guī)模約占全球32%.1%是世界上最大的數(shù)控機床生產(chǎn)國;我國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)規(guī)模略低于日本,但仍處于世界前列,約占全球31%.5%。全球機床行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展和日益激烈的競爭,為具有成本效益優(yōu)勢的國內(nèi)功能部件制造商提供了廣闊的發(fā)展空間。中國數(shù)控機床的巨大數(shù)量為電軸售后服務市場的健康發(fā)展奠定了堅實的基礎。

  

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  我國機床行業(yè)數(shù)控化率與發(fā)達工業(yè)國家仍存在差距,數(shù)控化率的提高將支撐電主軸的持續(xù)增長。自2001年9月以來,中國機床行業(yè)的數(shù)控產(chǎn)量.2013年將11%提高到28%.2010年產(chǎn)值數(shù)控化率010年產(chǎn)值數(shù)控化率也達到52%.50%表明,隨著我國機床行業(yè)結構調(diào)整的不斷深化,我國機床行業(yè)的數(shù)控化率顯著提高。但從全球來看,發(fā)達工業(yè)國家機床行業(yè)產(chǎn)量數(shù)控化率一般為60%~產(chǎn)值數(shù)控化率70%~90%,相比之下,中國機床行業(yè)的數(shù)控化率有望進一步提高。此外,2005年3005年以來,國產(chǎn)數(shù)控機床的市場份額.4%上升到2012年的55%.6%,數(shù)控機床及功能部件行業(yè)國產(chǎn)化率的提高,給國內(nèi)專業(yè)電主軸制造商帶來了好處“進口替代”發(fā)展機遇。

  2.電主軸主要應用于下游和行業(yè)格局

  電主軸是數(shù)控機床的核心功能部件,電主軸產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與下游機床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展相輔相成。電主軸生產(chǎn)所需的原材料主要包括一般材料.標準件等。一般材料包括金屬材料和非金屬材料,主要用于制造各種非標零件。標準件包括軸承。.密封件.傳感器.氣動元件.緊固件等。,并與非標準零件組裝成電主軸。一般材料和標準件市場供應充足。電主軸下游市場分為主機配套市場和售后服務市場,客戶主要為機床制造商及其終端用戶。主機配套市場主要包括PCB主軸市場.數(shù)控雕銑機主軸市場.加工中心主軸市場和其他主軸市場。電主軸的間接下游產(chǎn)業(yè)涉及國民經(jīng)濟的許多領域,主要包括PCB行業(yè).消費電子產(chǎn)品零部件.模具和五金產(chǎn)品,這些領域的市場發(fā)展也將帶動電主軸需求的上升。

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