数控机床:高端制造业的“底座”

  文/本刊记者 邱惠颖

  中国工业体系的发展,涵盖了创新人才、高精尖数控机床、新型生产模式等关键要素。其中,有“工业母机”和“现代工业心脏”之称的数控机床,是构建高端制造产业体系的根基,也是推动制造业实现突破性发展的关键领域,为汽车工业、轨道交通、电子信息设备、船舶制造以及航空航天等高端装备制造提供了至关重要的支持。

  机床作为制造业的“底座”,其技术水平和质量直接关系到制造业的整体竞争力。长期以来,中国的机床产业面临着一些挑战,包括技术创新能力不足、核心零部件依赖进口等问题。经过多年联合技术攻关与产业化环境下的迭代验证,国产数控机床品牌开始崛起。

  经过几十年发展,我国陆续培育出一系列技术领先、工艺精湛的数控机床领军企业。它们通过自主研发并借鉴国际经验,精准聚焦于特定应用领域与产品类型,提供高性能、高品质且高度定制化的产品,彰显了强大的技术创新能力。同时,在技术研发取得显著成就的基础上,进一步拓展市场与完善服务体系,为国产数控机床产业的蓬勃发展奠定了坚实基础。

  自主研发,突破关键技术壁垒

  数控机床作为一种高端机床产品,具有高效率、高精密、自动化与智能化等优点,其发展水平已经成为衡量一个国家装备制造业发展水平和产品质量的重要标志。在柔性生产和计算机集成制造等先进制造技术中起着重要的基础核心作用。

  1952年,美国研制出世界上第一台数控机床。这台数控机床采用电子管和继电器作为基础元件,通过预先编写的程序来控制机床的运动轨迹和加工过程,机床产业由此进入数控时代。

  6年后,由清华大学和北京第一机床厂联合研制的中国首台数控机床——X53K1型数控机床正式问世,从而填补了中国在数控机床领域的空白。

  然而,从X53K1型数控机床研发成功到20世纪70年代中期,我国数控机床技术始终处于探索阶段。受限于当时国内外形势,我国数控机床技术研究很大程度上处于封闭状态,进而导致产业化发展缓慢,在此期间仅进行了有限的产品试制,核心技术攻关与工业化生产未能全面铺开。

  直到1975年,以齐齐哈尔第二机床厂研制出首台国产数控龙门式铣床为标志,我国才开始展开大规模的数控机床研发,并于20世纪80年代引进国外技术,实现了数控机床的批量生产。

  随着技术与产能的提升,整个产业迅速驶入快车道。

  产业升级,市场占有率显著提升

  近年来,随着技术的不断改进,产业标准的修订完善,我国数控机床在技术研发、工艺创新和产品质量等方面取得显著进步,市场占有率显著提升。公开数据显示,2023年,中国数控机床市场规模约4090亿元,近5年年均复合增长率达5.75%。预测2024年行业市场规模将达到4325亿元。

  尤其在《中国制造2025》战略引领下,数控机床产业发展得到了坚实的政策保障。目前,民营企业占据了整个行业的80%,成为行业发展的主力军,其创新性发展模式,对行业转型升级和技术创新起到了积极的推动作用。包括华东数控、创世纪、海天精工、日发精机、秦川机床、浙海德曼、沈阳机床、亚威股份、华鼎股份等在内的机床制造商,持续增加研发投入,提升自主创新能力,逐步缩小与国际先进水平的差距,已经能够制造出高精度、高效率的数控机床,并在国内外市场赢得广泛认可。

  从营收规模来看,2023年,创世纪和海天精工的数控机床营收分别达到34.3亿元和32.7亿元,位居行业前列;亚威股份、秦川机床、日发精机等多家企业数控机床营业收入也在10亿元以上,显示出较强的市场竞争力。这些企业的迅速发展无疑将促进制造业快速增长;制造业的繁荣发展则推动了机床技术的创新,对机床设备的更新需求持续增加,从而形成良性循环。

  智能化转型背景下,中国制造业正经历加速转型升级。新能源汽车、轨道交通等新兴产业的迅猛发展,显著提升了对高端数控机床的需求。未来,数控机床行业将朝着高速度、高精度、功能复合化以及智能化方向发展,对技术水平、性能表现、创新速度以及产品迭代提出更为严苛的要求。在高档数控机床的基础共性技术与关键核心技术方面,持续攻关与协同创新正加速形成新的生产力。

  与此同时,机床技术研发创新,也为中国在国际市场赢得了更多的话语权。例如,铸锻铣一体化的3D打印数控机床的成功研发,标志着中国机床技术已经跻身世界领先行列,增强了机床产业在全球市场中的竞争力。

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