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五軸數(shù)控機(jī)床行業(yè)數(shù)據(jù)調(diào)查研究分析
來源:嘉臺(tái)數(shù)控機(jī)床 | 作者:jiataishukong | 發(fā)布時(shí)間: 2022-01-19 | 2468 次瀏覽 | 分享到:
五軸加工(5 Axis Machining),數(shù)控機(jī)床加工的一種模式。根據(jù)ISO的規(guī)定,在描述數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)時(shí),采用右手直角坐標(biāo)系;其中平行于主軸的坐標(biāo)軸定義為z軸,繞x、y、z軸的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)分別為A、B、C。各坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)可由工作臺(tái),也可以由刀具的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn),但方向均以刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)方向來定義。通常五軸聯(lián)動(dòng)是指x、y、z、A、B、C中任意5個(gè)坐標(biāo)的線性插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。

五軸加工(5 Axis Machining),數(shù)控機(jī)床加工的一種模式。根據(jù)ISO的規(guī)定,在描述數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)時(shí),采用右手直角坐標(biāo)系;其中平行于主軸的坐標(biāo)軸定義為z軸,繞x、y、z軸的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)分別為A、B、C。各坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)可由工作臺(tái),也可以由刀具的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn),但方向均以刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)方向來定義。通常五軸聯(lián)動(dòng)是指x、y、z、A、B、C中任意5個(gè)坐標(biāo)的線性插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。


五軸加工所采用的機(jī)床通常稱為五軸機(jī)床或五軸加工中心。五軸加工常用于航天領(lǐng)域,加工具有自由曲面的機(jī)體零部件、渦輪機(jī)零部件和葉輪等。五軸機(jī)床可以不改變工件在機(jī)床上的位置而對(duì)工件的不同側(cè)面進(jìn)行加工,可大大提高棱柱形零件的加工效率。


五軸加工中心可以實(shí)現(xiàn)一次裝夾完成銑削、鉆孔、攻絲等多面加工,通過五軸五聯(lián)動(dòng)還可加工復(fù)雜零件的自由曲面,減少了多次裝夾造成的重復(fù)定位誤差,縮短了上下料的輔助時(shí)間,降低了多序加工時(shí)的設(shè)備采購成本和工裝夾具的使用成本,提高了產(chǎn)品的加工精度和加工效率。目前主要應(yīng)用于航空航天、軍工、汽車、醫(yī)療、精密模具等領(lǐng)域。


數(shù)控機(jī)床作為裝備制造業(yè)的“工業(yè)母機(jī)”,是實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速、穩(wěn)定發(fā)展以及加快國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)的重要戰(zhàn)略性裝備,五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控技術(shù)是衡量一個(gè)國(guó)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。從過去的“巴統(tǒng)清單”到現(xiàn)在的“瓦森納協(xié)定”,西方發(fā)達(dá)國(guó)家一直把五軸數(shù)控系統(tǒng)及五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床作為戰(zhàn)略物資實(shí)行出口許可證制度,對(duì)包括中國(guó)在內(nèi)的諸多國(guó)家實(shí)行了嚴(yán)格的技術(shù)封鎖。近年來,隨著中國(guó)綜合國(guó)力的快速崛起和全球產(chǎn)業(yè)鏈的價(jià)值重配,中國(guó)和西方發(fā)達(dá)國(guó)家之間的競(jìng)爭(zhēng)已超出貿(mào)易保護(hù)主義的范疇,逐漸演變成新一輪科技和產(chǎn)業(yè)的全方位競(jìng)爭(zhēng)。


近幾年,隨著我國(guó)高端制造業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,機(jī)械設(shè)備中大型、復(fù)雜、高精度的零件越來越多。三軸數(shù)控加工中心存在加工效率低、需要多次裝夾、無法保證精度等問題,難以滿足高端數(shù)控制造的要求,而五軸數(shù)控加工中心可以解決這些問題,減少配套加工設(shè)備的投入,因此在加工飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、大型柴油機(jī)曲軸、精密醫(yī)療器械等精密零件中得到廣泛地應(yīng)用。目前,五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控技術(shù)正朝著高精度、復(fù)合化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化等方向發(fā)展。


從五軸數(shù)控機(jī)床部分展品可以看出,當(dāng)前制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)有:提高自動(dòng)化水平、廣泛應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)、采用網(wǎng)絡(luò)化管理、向智能化邁進(jìn)。


當(dāng)前機(jī)床行業(yè)下游用戶需求結(jié)構(gòu)出現(xiàn)高端化發(fā)展態(tài)勢(shì),多個(gè)行業(yè)都將進(jìn)行大范圍、深層次的結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級(jí)改造,對(duì)于高質(zhì)量、高技術(shù)水平機(jī)床產(chǎn)品需求迫切。總體上來說,中高檔數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)需求上升較快,用戶需要更多高速、高精度、高剛度、大功率、復(fù)合、柔性、多軸聯(lián)動(dòng)、智能化的數(shù)控機(jī)床。


汽車行業(yè)表現(xiàn)出生產(chǎn)大批量、多品種、車型更新更快的發(fā)展趨勢(shì),新能源汽車發(fā)展加速,從而要求加工設(shè)備朝著精密、高效、智能化方向不斷發(fā)展。在航空航天領(lǐng)域,隨著民用飛機(jī)需求量的上升以及軍用飛機(jī)的跨代發(fā)展,新一代飛機(jī)朝著輕質(zhì)化、高可靠性、長(zhǎng)壽命、高隱身性、快速響應(yīng)及低成本制造等方向發(fā)展,急切需要更先進(jìn)的加工裝備來承載。這些領(lǐng)域目前正處于調(diào)整和升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期,對(duì)五軸加工中心需求旺盛。


2020年,全球五軸數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)銷售額達(dá)到了6754.6百萬美元,預(yù)計(jì)2027年將達(dá)到13835.3百萬美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)為10.58%(2021-2027)。未來幾年,本行業(yè)具有很大不確定性,本文的2021-2027年的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)是基于過去幾年的歷史發(fā)展、行業(yè)專家觀點(diǎn)、以及本文分析師觀點(diǎn),綜合給出的預(yù)測(cè)。


地區(qū)層面來看,中國(guó)市場(chǎng)在過去幾年變化較快,2020年市場(chǎng)規(guī)模為665.2百萬美元,約占全球的9.85%%,預(yù)計(jì)2027年將達(dá)到1589.3百萬美元,屆時(shí)全球占比將達(dá)到11.49 %;歐洲市場(chǎng)則會(huì)相對(duì)繼續(xù)縮小全球份額。


從產(chǎn)品類型及技術(shù)方面來看,分為立式五軸、臥式五軸、龍門五軸,其中立式五軸2020年收入為4410.9百萬美元,約占60.13%的市場(chǎng)份額,銷量更是占據(jù)了73.33%的市場(chǎng)份額;而臥式五軸以25.07%的銷量占據(jù)了38.18%的收入規(guī)模。


從產(chǎn)品市場(chǎng)應(yīng)用情況來看,可分為航空航天、汽車行業(yè)、軍工領(lǐng)域、船舶業(yè)、軌道交通等,其中航空航天、汽車行業(yè)、軍工領(lǐng)域在2020年銷量中分別占有39.88%、24.31%和13.29%的市場(chǎng)份額。未來幾年航天航空、新能源汽車、船舶的大力發(fā)展將為五軸數(shù)控機(jī)床提供一定的機(jī)遇。


目前全球主要廠商包括DMG Mori、Yamazaki Mazak Corporation、HERMLE、Grob-Werke和Doosan Machine Tools等,該市場(chǎng)相對(duì)集中。2020年主要廠商份額占比超過95%,其中前五大公司占據(jù)62.44%的市場(chǎng)份額,前十大公司占據(jù)81.61%的市場(chǎng)份額,預(yù)計(jì)未來幾年行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)將更加激烈,尤其在中國(guó)市場(chǎng)。


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