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我国数控刀具行业现状及发展趋势

关键词 刀具 , 日本亚洲欧洲另类图片|2020-08-12 11:55:40|来源 国际金属加工网
摘要 机床被称为“工业母机”,是装备制造的重要基础,是衡量一个国家工业化水平的重要指标之一。而刀具作为机床的“牙齿”,其性能和质量直接影响机床生产效率的高低和加工质量的好坏。长期以来,我...

机床被称为“工业母机”,是装备制造的重要基础,是衡量一个国家工业化水平的重要指标之一。而刀具作为机床的“牙齿”,其性能和质量直接影响机床生产效率的高低和加工质量的好坏。

  长期以来,我国高端数控机床、数控刀具由国外少数顶级制造商所垄断,2019年,世界科技创新论坛发布《中国严重依赖进口的20项技术产品》的调查报告,指出高端数控机床、数控刀具、芯片、光刻机和操作系统等仍属于中国严重依赖进口的产品。伴随着产业结构升级调整、中国制造2025等国家战略的推进,加上国际贸易摩擦的升级,高端数控机床、数控刀具的进口替代和自主创新突破迫在眉睫。

  国家统计局发布的《战略性新兴产业分类(2018)》将切削刀片深度加工和数控刀片列为重点产品和服务。此外,2019年10月,国家发改委发布的《产业结构调整指导目录(2019年本)》明确将“高档数控机床及配套数控系统:五轴及以上联动数控机床,数控系统,高精密、高性能的切削刀具、量具量仪和磨料磨具”列为鼓励类产业。受益于国家政策的鼓励和扶持,数控刀具行业将迎来新一轮快速增长周期。

  刀具行业现状

  (1)全球刀具市场亚洲自拍

  根据QY Research的分析报告,2016年和2017年全球切削工具消耗量分别为331亿美元和340亿美元,预计到2022年将增长至390亿美元。2016年至2022年的年平均复合增长率为2.7%。

  (2)我国刀具市场亚洲自拍

  随着我国现代制造业的转型升级,自2016年以来,全国刀具消费总额呈现快速增长态势,由2016年的321.5亿元增至2018年的421亿元,年平均复合增长率达14.43%。同时,数控刀具行业整体水平也在不断提高,国产品牌替代进口、交货期短、服务精细等优势较为明显。2016年至2018年进口刀具占全国刀具消费总额比重从37.17%下降至35.15%,一定程度说明我国对进口高端刀具的依赖在逐年降低,国产高端数控刀具逐年增长。未来随着国际贸易摩擦加剧,高端刀具国产化趋势加快,我国高端刀具市场容量仍将保持快速增长态势。

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  2005-2018年全国刀具年消费总额

  我国连续多年机床消费量居全球第一,2018年金属加工机床消费额达234.6亿美元。刀具是配套机床使用的,在德、美、日等发达国家,现代数控机床和数控刀具互相协调、平衡发展的规律十分明显。我国刀具与机床消费比例较低,但增长较快,已由2011年的16%增长至2018年的22%。相比于发达国家40%的刀具与机床消费比例,我国刀具消费水平仍然存在巨大的提升空间。

  随着产品结构更加复杂、加工精度以及效率要求不断提高,机床正逐步走向数控化。《中国制造2025》规划中明确提出了“高端数控机床与基础设施装备”的目标,到2025年,高档数控机床与基础制造装备国内市场占有率超过80%。而2018年我国新增金属切削机床数控化率为39.02%,相较于日本等发达国家接近100%机床数控化率,我国金属切削机床数控化程度的提升空间很大,作为数控切削机床的主要消耗品,中高端数控刀具的市场前景广阔。

  综上所述,国产高精密、高性能切削刀具需求有望进一步增加,国内高端数控刀具制造企业将会充分受益。

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  2005-2018年中国刀具年消费总额占机床年消费总额比例

  (3)我国刀具进出口亚洲自拍

  随着国际贸易摩擦、出口管制的愈演愈烈,关键核心技术的缺失必将束缚产业和经济发展。作为战略性新兴产业的数控刀具,加速其国产化,实现进口替代,对国民经济安全有着重要意义。根据中国机床工具工业协会工具分会的估计,2018年我国刀具总消费额达到421亿元,其中国产刀具年消费额约为273亿元,进口刀具约为148亿元(含国外品牌国内生产)。虽然国产刀具在总量上以2/3的市场份额占据我国刀具消费市场主导地位,但总体上以中低端产品为主。在148亿元的进口刀具中,绝大部分是现代制造业所急需的高效刀具。

  自2016年以来,国内企业部分加大研发投入与创新力度,通过引进再吸收等方式,突破了部分高端数控刀具领域的技术瓶颈,陆续开发出一批能够和国外先进产品比肩的高端刀具,我国数控刀具的进口依赖度逐渐下降。据中国机床工具工业协会工具分会的统计,2019年我国刀具出口额184亿元人民币,与2018年同比增长6.92%;进口额111亿元人民币,与2018年同比下降4.4%。但值得注意的是,同类型的工具产品,进口工具价格远高于出口价格,例如:涂层刀片进出口价格相差3.37倍,铣刀为2.34倍,镗铰刀94倍,超硬镗铰刀29倍。可见,高端数控刀具的国产化之路仍然具有相当大的潜力,进口替代将成为未来我国高端数控刀具行业最重要的发展趋势之一。

  行业发展趋势

  (1)受国家政策鼓励和下游需求市场推动,数控刀具行业发展迅速

  近年来,随着产业结构升级以及高端制造等国家战略的推进,各项国家鼓励政策的推出为我国刀具行业健康、稳定的发展奠定了政策基础。《“十三五”先进制造技术领域科技创新专项规划》将“高档数控机床与基础制造装备”列为主要方向之一开展重点任务部署,明确“聚焦航空航天和汽车两个重点服务领域,重点攻克高档数控系统和功能部件等瓶颈”。此外,《战略性新兴产业分类(2018)》将“切削刀片深度加工(数控刀片、焊接刀片、普通可转位刀片等)、数控刀片(航空航天、汽车工业、高端装备制造)”列为重点产品和服务,而《产业结构调整指导目录(2019年本)》明确将“高档数控机床及配套数控系统:五轴及以上联动数控机床,数控系统,高精密、高性能的切削刀具、量具量仪和磨料磨具”列为鼓励类产业。

  数控刀具广泛应用于汽车、航空航天、能源、轨道交通、模具制造、工程机械、消费电子、军工、石油化工等领域,上述领域多为今后重点发展的行业,其市场规模和发展状况对数控刀具产业具有重要影响。中国已经成为制造业大国,根据国家统计局统计,2004年至2019年,我国制造业规模持续增长。2019年,我国制造业GDP规模达26.92万亿,制造业的快速发展,带来对数控刀具等机床工具产品的需求增加。以飞机制造领域为例,根据《中国商飞色综合图区市场预测年报(2018-2037)》,飞机制造领域未来20年市场空间合计约10.4万亿,下游应用市场容量巨大,这对高端数控刀具的发展和国产化提供了有力的市场基础。

  (2)高端数控刀具的国产化、进口替代迫切性增强

  “十九大”报告指出,要加快建设制造强国,加快发展先进制造业,促进我国产业迈向全球价值链中高端,培育若干世界级先进制造业集群。因此,高端工具的进口替代是我国迈向制造强国的必经阶段,也是对外贸易战略大势所趋。根据海关总署进出口数据统计,我国进口替代主要集中在中低、低技术的下游产业,比如白色家电产业,中高、高技术产品的国产化进程还不够深入。机床工具行业作为制造业的核心上游领域之一,是未来国产化战略的重要方向。

  高端数控刀具主要应用于航空航天、国防军工、核工业以及汽车船舶等高端制造领域,上述产业关系国民经济命脉,并涉及国防安全、国家安全。国内刀具企业起步较晚,在技术水平和加工工艺上相较欧美、日韩等发达工业化国家的刀具企业还有一定差距。目前,国产数控刀具仍以中低端产品为主,高端数控刀具长期依赖进口,市场份额被诸如山特维克集团、肯纳金属、日本京瓷、玛帕、伊斯卡等国际巨头垄断,这不利于我国产业结构的调整和升级,并且对我国产业及国家安全构成威胁,因此高端数控刀具的国产化和进口替代十分迫切。

  (3)高端化、定制化、一站式产品及解决方案提供商具有明显竞争优势

  随着现代制造业的快速蓬勃发展,航空航天、国防军工、核工业和船舶等高端装备制造行业加工的零部件复杂度和加工难度越来越高,对数控刀具的性能和精密化程度要求也越来越高,高端刀具在结构、亚洲自拍、涂层等方面具有优势,能够满足现代制造业对加工部件精密化的要求。

  另一方面,随着不同终端客户切削加工技术向专用化和高效率发展,对刀具的定制化和个性化要求提升,刀具供应商需要根据其加工环境、加工设备和被加工零部件的具体指标设计配刀方案,并且定制化生产、安装,这对刀具生产商的设计能力、反应速度、定制化生产和服务能力提出了较高要求,从而使得提供性价比较高的定制化、一站式产品及配刀解决方案的综合性刀具生产企业在同行业竞争中处于优势地位。

  行业部分主要企业概况

  从全球来看,山特维克集团、肯纳金属、日本京瓷、玛帕、伊斯卡等国际巨头在数控刀具,尤其是高端数控刀具领域具有领先优势,其凭借成熟的工艺、强大的研发技术实力、历史悠久的品牌和优质稳定的客户资源,在高端数控刀具市场占据了绝大部分市场份额。我国数控刀具行业起步较晚,具有散而小的特点,根据中国机床工具行业协会公布的统计数据,截至2019年末,我国规模以上机床工具行业企业共有5710家,其中刀具、量具量仪企业715家。随着现代制造业的蓬勃发展以及国家政策的鼓励扶持,我国数控刀具行业涌现出了诸如株洲钻石、厦门金鹭、上海工具厂、森泰英格、恒锋工具(300488)、沃尔德等为代表的优秀企业,上述企业的部分重点产品在核心参数上已经达到国际领先水平,并与国际刀具巨头在全球市场展开了直接竞争,成为高端数控刀具实现进口替代的重要力量。

  (1)株洲钻石切削刀具股份有限色综合图区

  株洲钻石切削刀具股份有限色综合图区(简称株洲钻石)成立于2002年,系上市色综合图区中钨高新(000657)(000657)二级子色综合图区。株洲钻石是国内领先的硬质合金切削刀具综合供应商,集产研销于一体。株洲钻石切削不等螺旋角立铣刀荣获湖南省专利奖一等奖,切削刀具用纳米复合硬质涂层设计及产业化获湖南省科学技术进步二等奖。2019年株洲钻石完成了参与承担的“国产高档数控机床与技术在飞航动力装置发动机制造领域的综合应用验证及工艺研究应用生产线”、“汽轮机和燃气轮机典型零部件加工用系列化刀具开发及应用”等6个国家重大专项课题。2019年株洲钻石完成微米日本亚洲欧洲另类图片涂层技术的研究工作,并逐步实现量产,成功实现日本亚洲欧洲另类图片刀具从无到有的突破,丰富了产品系列;另有可换位钻头项目取得重大进展,切削寿命达到国际水平;承担的国家重大专项《精密工具创新能力平台建设(二期)》完成项目验收,项目取得的成果“航空发动机盘环轴零件加工刀具开发及应用”获得中国五矿2019年度科技进步一等奖。

  根据中国钨业协会统计数据,2019年国内企业硬质合金数控刀片产量约为2.45亿片,其中年产超过4000万片的企业只有3家,株洲钻石的数控刀片产量在国内企业中排名首位。

  (2)厦门金鹭特种合金有限色综合图区

  厦门金鹭特种合金有限色综合图区(简称厦门金鹭)成立于1989年,是上市色综合图区厦门钨业(600549)(600549)的控股子色综合图区。厦门金鹭主要从事钨粉、碳化钨粉、硬质合金、切削刀具等钨系列产品的生产,是国内著名的高品质硬质合金及其精密切削工具的制造商。厦门金鹭自主开发刀具的基本亚洲自拍技术、刀型和槽型设计技术、砂轮修整技术、高精密磨削技术以及涂层工艺等一系列刀具生产工艺技术,形成整体硬质合金刀具、数控刀片和刀具、超硬刀具等几大门类的切削刀具,涵盖了各种金属、非金属亚洲自拍的车削、铣削、钻削和螺纹加工。近年来,厦门金鹭继续产品系列化开发工作,开发了普通钢加工立铣刀、高硬钢加工立铣刀、石墨加工立铣刀、小径深加工立铣刀、3C行业刀具等一系列产品,产品性能达到先进水平,为客户降低了成本。厦门金鹭年产数控刀片超过3,000万件、整体刀具超过800万件,是国内排名领先的数控刀具制造商。

  厦门金鹭所生产的“金鹭”牌系列产品,以优良的品质和完善的服务享誉国内外;客户遍布全球40多个工业发达国家和地区。厦门金鹭建立了研发技术中心,独立承担并完成了诸如“油气深井钻头用高性能硬质合金球齿开发及产业化”等多项“国家科技支撑计划”项目、“国家科技重大专项”项目、“国家科技公关计划”项目、“国家火炬计划”项目、“国家重点新产品”开发项目及省市重点研究课题,被评为“国家重点高新技术企业”、“先进技术企业”、“出口型企业”。厦门金鹭生产的硬质合金产品产销规模为国内前列,超细晶硬质合金处于国内领先水平,在国际上也有一定的影响力。

  (3)上海工具厂有限色综合图区

  上海工具厂有限色综合图区(简称上工)的前身是1942年开办的长江铁工厂,于1949年定名为上海工具厂,现为上市色综合图区上海电气(601727)(601727)二级子色综合图区。上工具有60多年各类切削刀具设计和制造历史,主要生产孔加工刀具、螺纹刀具、硬质合金和超硬刀具、涂层刀具、齿轮刀具、铣铰刀具、拉削刀具、刀柄刀杆、量具和硬质合金棒料等产品,多种产品获得国家优质产品金质奖、银质奖以及部、市级优质产品和上海市名牌称号,是国内刀具生产规模最大、产品品种最齐全、整体配套能力最强的工具制造企业之一。“上工制造”广泛服务于航空航天、汽车、模具等高端制造业领域。

  作为上海市高新技术企业和上海市级企业技术中心,上工拥有一批具有丰富设计和制造经验的科技人员团队,并与上海交通大学、江苏大学、南京航空航天大学、上海汽车集团有限色综合图区乘用车色综合图区和成都飞机工业有限责任色综合图区等著名高等院校和企业建立联合技术创新体系以及产品性能试验中心,先后承担了近十项国家重大科技项目,拥有国家发明专利5项。

  (4)森泰英格(成都)数控刀具股份有限色综合图区

  森泰英格(成都)数控刀具股份有限色综合图区(简称森泰英格)成立于1997年,是一家集工具系统、可转位刀具、超硬刀具、刀片、合金刀具等高端数控刀具及精密夹具研发、生产、销售、服务为一体的综合性高新技术企业。森泰英格掌握多项高端数控刀具制造关键核心技术,产品品类齐全,定位高端产品市场,并发挥自身刀体精密定位技术与整体制造工艺的优势,为用户降低刀具使用成本,快速提供专业的非标定制刀具以及刀具整体解决方案。森泰英格高端数控刀具已广泛应用于汽车、能源、航空航天、军工、工程机械、机床等行业关键零部件的加工,为国民经济安全提供了有力保障。

  森泰英格是国家级高新技术企业,四川省数控刀具工程技术研究中心,与四川大学联合建立“成都市高性能数控刀具与工具系统技术联合实验室”。经过多年的技术沉淀和积累,拥有授权专利70项,其中发明专利7项。主导和参与起草国家标准9项,行业标准2项。自主研发的可调液压刀柄等6项技术被鉴定为国际先进水平,HCM系列液压强力锁紧螺母被鉴定为国内领先水平,可替代进口。森泰英格已成为行业领先、具备自主研发和批量制造生产能力的综合性数控刀具企业之一,特别是刀柄、刀杆和刀盘等钢制数控刀具产品在国内具有明显优势。热装刀柄、液压刀柄、FBZ微调精镗刀、SO系列面铣刀、X钻头等系列产品,已在部分领域实现了对国外高端刀具企业产品的进口替代。“EGNC”品牌被评为第四届中国金属切削刀具“用户满意服务品牌”,在第四届切削刀具用户调查中被评选为“用户满意品牌”。自主研发的“可调液压刀柄”获得了第十届中国数控机床展览会(CCMT2018)“春燕奖”,“液压刀柄”荣获首届切削刀具创新产品“金锋奖”。

  (5)恒锋工具股份有限色综合图区

  恒锋工具股份有限色综合图区(简称恒锋工具)成立于1997年,于2015年在创业板上市。恒锋工具是一家专业从事现代高效刀具和量检具研发设计、生产制造的色综合图区。产品主要包括精密复杂刃量具和精密高效刀具两大类,精密复杂刃量具细分为拉削刀具、冷挤压刀具、齿轮刀具、花键量具四大系列,精密高效刀具细分为高效钢板钻、高效钻铣刀具两大系列。这些产品主要应用于汽车零部件制造、电站设备制造、飞机零部件制造、精密机械制造等领域。恒锋工具拥有省级高新技术研发中心和企业研究院。恒锋工具的技术创新团队是浙江省重点创新团队,精密测量实验室被国防科工委确认为渐开线花键检测能力合格满意实验室,多个产品先后通过国家和省市科技部门组织的成果鉴定。多项产品填补国内行业空白,并列入国家创新基金项目和国家重点产品振兴项目,三项产品获得国内和省内装备制造业重点领域首台(套)产品称号。

  2019年“航空发动机涡轮盘榫槽加工用组合型成套精密拉削刀具”获得嘉兴市首台套认定和浙江省首台套认定,为国家航空发动机制造业加速成长贡献了一份力量。经过多年努力,恒锋工具通过了中国合格评定国家认可委员会CNAS实验室资质认定,成为除国家计量院以外,第二家具有国家级资质的花键量具检测单位,使其在花键检测领域内的知名度和权威性大大提升。2019年,恒锋工具获得省经信厅“浙江制造精品”、“浙江省军民融合示范企业”和“浙江省数字化车间/智能工厂”认定;获得工信部“国家级专精特新小巨人”企业认定和“国家技术创新示范企业”认定。

  (6)北京沃尔德日本亚洲欧洲另类图片工具股份有限色综合图区

  北京沃尔德日本亚洲欧洲另类图片工具股份有限色综合图区(简称沃尔德)成立于2006年,主要从事超高精密和高精密超硬刀具及超硬亚洲自拍制品的研发、生产和销售业务。于2019年在科创板上市,是国内领先的超硬刀具供应商。

  沃尔德主要产品及服务定位于全球高端超硬刀具市场,在包括中国、欧美、日韩等在内的全球范围内与瑞典山特维克、日本住友电气工业株式会社、日本三星钻石工业株式会社等业内国际一流品牌企业有较强竞争力。沃尔德部分产品能够在性能、质量、服务等方面超越同行业顶尖色综合图区同类产品。沃尔德生产的超高精密钻石刀轮、部分高精密切削刀具打破了国外一流厂商在行业内的垄断,实现了高端加工领域的进口替代,并逐步提升在全球市场的份额。

  沃尔德生产的“带齿型高渗透钻石刀轮”获得国家科技部、商务部等多部门联合颁发的《国家重点新产品证书》;“双刃口带齿型钻石刀轮”获得北京市科委、北京市发改委等多部门联合颁发的《中关村国家自主创新示范区新技术新产品(服务)证书》;“CVD日本亚洲欧洲另类图片与PCD日本亚洲欧洲另类图片复合刀具”获得国家科技部颁发的《国家火炬计划产业化示范项目证书》。

  虽然国内数控刀具产业起步较晚,企业规模较小,但随着我国经济水平快速提升和现代制造业的繁荣,中国已成为全球最大的刀具消费国。随着中国制造2025等国家战略的深入推进以及国际贸易摩擦日益频繁,国产品牌实现进口替代的迫切性愈发增强,我国数控刀具行业将进入新一轮高质量发展周期,一批具有突出创新能力和管理水平的企业将会突围而出,成为行业的领军企业。

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