五轴数控机床行业分析

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五轴联动数控机床以其高精度、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。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。目前五轴数控机床国产化率不足10%。主要原因在于五轴数控机床技术壁垒高,对精度、稳定性等要求更高。正如科德数控总经理陈虎所说,国产五轴数控机床走过了0-1阶段,现阶段正处于高质量发展阶段。

一、市场情况

(一)市场规模:根据QY Research数据显示,2021年全球五轴数控机床市场规模达到74.8亿美元,预期2029年达到170.2亿美元,年复合增速10.8%。2023年我国五轴数控机床112亿元,近五年年均复合增长率达15.52%,预计2024年中国五轴数控机床市场规模将达到120亿元。

五轴联动数控机床产品包括五轴立式加工中心、五轴卧式加工中心、五轴龙门加工中心以及五轴车铣(铣车)加工中心等,其中立式五轴是下游客户需求量最大的机型,卧式五轴由于质量高、价格贵,常用于大型汽车自动化产线项目。数据显示,我国五轴联动数控机床产品市场中,五轴立式加工中心销售量占比为77.7%,其次为五轴卧式加工中心,销量占比达到10.9%。

(二)产品分类:五轴联动数控机床产品包括五轴立式加工中心、五轴卧式加工中心、五轴龙门加工中心以及五轴车铣(铣车)加工中心等,其中立式五轴是下游客户需求量最大的机型,卧式五轴由于质量高、价格贵,常用于大型汽车自动化产线项目。数据显示,我国五轴联动数控机床产品市场中,五轴立式加工中心销量占比为77.7%,其次为五轴卧式加工中心,销量占比达到10.9%。


下图是QY Research 2023年关于五轴机床的调研数据统计,可参考。

(三)上游产品:五轴机床关键功能部件包括数控系统、伺服驱动及电机,电主轴,铣头,转台,刀库等,其性能的优劣直接影响高端数控机床的加工精度及效率。以科德数控为例,公司生产数控机床、数控系统及关键功能部件的主要原材料可以分为结构件类(机床防护件、床体等)、电机原材料类(磁钢、线缆等)、控制系统类(主板、FPGA等)、传动类(丝杠、导轨等)、润滑水冷类(水冷机、泵、密封、紧固等)、光栅类(光栅尺、圆光栅等)、传感测量类(传感器等)及其他。

(四)下游应用:五轴数控机床主要运用于航天(39.9%)、汽车(24.3%)、军工(13.3%)。

下图是QY Research 2023年关于五轴机床的调研数据统计,可参考。

二、市场格局

根据《数控机床七大梯队,你用的处于哪个梯队?》,将立加分为7个梯队:1)第一梯队:第一梯队为最高端品牌,以瑞士、德国公司为主,如瑞士米克朗、瑞士宝美、德国巨浪等,上述公司产品售价在 150 万以上,加工精度极高但产量极低;2) 第二梯队:世界机床前十强企业多数处于该梯队,包括德国德玛吉森精机、日本山崎马扎克、日本牧野及美国 MAG,产品售价为80-150万,特点为质量领先、市场占有 率高;3) 第三梯队:中国台湾地区、韩国等公司多位于该梯队,典型公司有韩国斗山、台湾东台、 台湾永进等,产品售价为45-80万,国内一线制造业企业批量购买的最佳选择,可靠稳定;4) 第四梯队:国内知名企业和台企多数位于此梯队,典型企业有海天精工、台湾大立、 友佳等,价格为 32-45 万,虽然精度略逊一筹,但是性价比高,同样成为了高水平机械加工企业中的主力机型,具有较多的市场保有量。5) 第五梯队:国内市场销量最大的梯队,包括创世纪国盛智科、青海一机、宝鸡,售价25-32万,该价位机型虽然销量大,但是品牌数目众多,产品同质化严重,竞争白热化;6) 第六梯队:该梯队企业规模较小,包括鼎泰、海滕、大森等,该梯队产品是预算紧张的中小企业的选择,但是产品精度低、稳定性差,售价多在18-25万;7) 第七梯队:该梯队的加工中心为用户自行购买部件由代装游击队组装,产品质量参差类似于开盲盒,取决于代装技师水平,价格可低于18万。

下图是QY Research 2023年关于五轴机床的调研数据统计,可参考。

而五轴厂商竞争梯队明显,各有擅长方向。五轴加工中心主要分三个竞争梯队。第一梯队为欧美系厂商,产品性能强精度高,稳定性强,其中以GROB和DMG MORI为代表。第二梯队为内资厂商,北京精雕和科德数控作为代表,在系统软件研发和整机技术上渐渐成熟。第三梯队为中国台湾厂商,如QUICKJET、WELE、KEN等,五轴非其主要业务,出货量小。从主流厂商分析,各厂商擅长方向不同。北京精雕销量大幅领先,单价较低,主销小型五轴精雕机(100-200万左右)。GROB出货产品单价高(国产300万以上,进口500万以上)数量大,总金额排名第一。DMG MORI五轴机在国内航天军工领域知名度较高。

五轴市场国产量大价廉,未来市场仍有巨大空间。中国五轴市场国产销量大,进口产品销售额高。中国五轴加工中心出货以立式为主,立式五轴厂商集中度低于卧式厂商。产品结构方面, 中国五轴出货以转台结构为主,其次是双摆头和一摆一转。转台和双摆头多为立式,而一摆一转则基本为卧式为主。数控系统方面,外资企业如西门子、发那科、海德汉和三菱是龙头。

根据某厂商反馈,国产厂商做的好的不多,如北京精雕、科德数控、埃弗米。前段时间深圳工业展览,刚好去现场了解了下情况。根据反馈,北京精雕五轴机床产品侧重于加工小型产品,下游主要运用于3C,其数控系统等核心零部件也实现了自制,据公司销售人员介绍实现了90%以上的自主化率。科德数控五轴加工产品侧重于中型加工领域,下游主要运用于航空航天军工等领域,也在同步拓展汽车等领域,公司自主化率达到85%以上。埃弗米五轴机床主要应用于模具行业,也在同步拓展汽车行业、医疗器械、精密零件等领域,但公司自主化率不高,比如数控系统主要还是进口海德汉,同步使用华中数控的数控系统,暂未自研。其实产品好不好,看毛利率水平便知道。

可以看出,目前国产五轴数控机床的竞争主要还是与国际厂商PK,国产技术能力强的北京精雕和科德数控下游有明显差异,不存在直接竞争。科德数控现阶段主要在大力拓产能,新产品布局上承担着国家重大专项任务,重点解决暂未突破领域,公司也积极拓展医疗器械领域,为未来作铺垫。

三、未来发展及挑战

根据QY Research 2023年报告,提出了如下几个观点:

一是因医疗器械制造、航空航天、国防及工具模具行业对高精度和零件复杂的需求,五轴数控机床具备显著加工优势,同时也成为五轴数控机床行业的重要驱动力

二是增材制造集成兴起,增材制造与五轴数控机床的集成提供了混合解决方案,可以在同一平台实现增材和减材制造。这种集成提高了设计的自由度,缩短了交货时间,并实现了具有成本效益的复杂零件生产。

三是技术进步和工业 4.0 集成,五轴数控机床与物联网传感器、人工智能驱动的分析和自动化等工业 4.0 技术的集成,有助于实现预测性维护、实时监控并提高生产效率。

四是加工精度和效率的提升,五轴数控机床在加工精度、加工效率、一致性、稳定性等方面均优于三轴机床,因此越来越多的客户尤其是精密制的客户更倾向于选择五轴产品。

存在挑战:设备成本高、维护费用高、加工程序复杂。

$科德数控(SH688305)$ $豪迈科技(SZ002595)$ $创世纪(SZ300083)$

全部讨论

今天 19:12

科德产品看着竞争力比较强,前五客户接近60%营收占比,与大客户深度绑定。您怎么看后续成长空间?谢谢!

好文章,客观详尽

05-21 15:45

科德数控--国产替代--竞争压力大

05-09 19:08

好呀