中国报告大厅网讯,电主轴作为高速数控机床的核心功能部件,其技术水平和性能直接影响数控机床的整体性能。近年来,随着数控机床行业的快速发展,电主轴行业也迎来了新的发展机遇。2025年,电主轴行业将在技术创新和市场需求的双重推动下,继续向高速化、高精度、智能化方向发展。以下将从电主轴的发展历程、行业现状、市场需求和技术趋势等方面进行详细分析。
《2025-2030年全球及中国电主轴行业市场现状调研及发展前景分析报告》指出,电主轴的发展历程可以追溯到20世纪50年代,最早应用于内圆磨床。随着数控机床的兴起,电主轴技术逐渐成熟并得到广泛应用。国外企业在电主轴领域起步较早,技术水平较高,产品种类丰富,应用广泛。例如,德国的GMN公司、SIEMENS公司,瑞士的FISCHER公司、IBAG公司,意大利的GAMFIOR、OMLAT公司,以及美国的SETCO公司等,这些企业的技术水平代表了电主轴领域的世界先进水平。日本的电主轴产业也发展成熟,产品种类齐全且性价比高,主要企业包括OKUMA(大隈)公司和TOYO公司。
国内对电主轴的研究始于20世纪60年代,经过多年的发展,电主轴技术取得了显著进步。1958年,洛阳轴研所开发出第一台国产电主轴,最高转速达60000r/min。20世纪70年代,我国第一代磨床用电主轴问世,称为DZ系列。20世纪80年代,以GDZ系列和4SD系列为代表的高速、大功率电主轴问世。20世纪90年代至今,电主轴行业百花齐放,开发了多种高性能电主轴,实现了行业的巨大跨越。目前,国内电主轴产品最高转速可达150000r/min,最大输出功率可达200kW,最大输出转矩可达1000N·m。
(一)国内市场需求增长
近年来,国内机床厂凭借自身产品性能的提升及国际局势带来的自主可控需求,加速向中高端领域渗透。随着机床数控化程度的不断提高及政策导向的引导,机床数控化进程将会持续加速,致使国内市场对电主轴的需求也不断增大。2021—2023年,我国数控机床产业规模持续增长,分别达到了3760亿元、3825亿元和4016亿元,同比增长率分别为15.3%、1.7%和5%。2024年1—6月,金属切削机床产量33.3万台,同比增长5.7%。进口前五位的金属加工机床品种分别为加工中心、磨床、特种加工机床、齿轮加工机床和车床,进口金额分别为9.1亿美元、4.4亿美元、3.8亿美元、2.7亿美元和2.6亿美元,占比分别为33.2%、16%、14%、9.9%和9.7%。从统计数据分析,进口的金属加工机床金额依然很大,特别是加工中心,这表明在一定时间范围内,加工中心用电主轴、磨削用电主轴及车削用电主轴将会有比较旺盛的市场需求和进口替代需要。
(二)国际竞争格局分析
在国际竞争中,欧美在电主轴技术领域占据显著优势。其电主轴技术水平高超,产品具有高可靠性,质量稳定,这使得欧美电主轴在全球市场上拥有较高的市场占有率。在国内电主轴庞大的市场中,中低端电主轴可实现国产化应用,高档数控机床用电主轴依然依赖进口。然而,近年来随着国内主轴企业实力的不断提升,国内电主轴品牌,如广州昊志机电、洛阳轴研所、无锡博华和江苏星辰等,开始在国际竞争中崭露头角。当前,国内电主轴技术正处在快速发展的关键时期,国内主轴企业积极投入到技术创新的浪潮之中,不断攻克技术难关,取得了一系列令人瞩目的突破成果,使得国内电主轴自主化水平不断提高,国内品牌也逐步进军全球市场。
(三)不同电主轴的应用及特征
加工中心用电主轴:应用于数控铣床和加工中心,具备高速、高精度、低速大扭矩特性;具备自动松拉刀功能;具备准速、准停、零速锁定功能。
磨削用电主轴:用于表面磨削加工机床,以恒扭矩电主轴为主;具备高速、高精度特性;具备高密封性。
数控车床用电主轴:用于数控车床,具备高速、高精度、低速大扭矩特性;前后主轴端能安装相应的动力卡盘或旋转液压缸,并实现自动松开与拉紧工件功能;具备定速性能以适应螺纹车削。
钻削用电主轴:应用于钻孔专用机床,包括印刷电路板、钻孔机,轴向刚性高;具备高速、高精度特性;印刷电路板钻孔用电主轴常用空气动静压轴承(即气浮轴承)。
雕铣用电主轴:用于复杂曲面加工的数控雕铣机床,包括木工机械,具备高速、高精度特性;换刀便捷;木工机械用电主轴一般使用空气冷却,具备高密封性。
特殊用电主轴:特殊用电主轴主要包括拉辗用电主轴、切割用电主轴、离心机用电主轴、试验机用电主轴及其他用途电主轴。
(四)电主轴市场规模情况
2019年,国内电主轴市场规模达到44.27亿元人民币,同比上涨约5.6%,我国电主轴市场正处于迅速发展阶段,产能迅速扩张,但中高端产能不足,电主轴国产化还有提升空间。2021年,全球电主轴市场销售额达到14亿美元,电主轴市场保持稳定增长,尤其在电子、机械制造、汽车和航空航天领域需求持续增长。2024年,国内加工中心主轴需求量持续增加,在高精度和高效加工应用下的模具制造和航空航天零部件加工方面需求尤大。随着数控机床普及率的提高,机床工具行业日益增长的需求规模和持续加快的产业升级为电主轴行业提供了良好的发展契机和广阔的发展空间。
(一)市场需求牵引下的发展趋势
市场牵引下国内电主轴主要有三大需求:机床存量更新的需求、机床数控化升级的需求以及机床应用领域扩展与新产品研发的需求。2024年4月,工业和信息化部等七部门联合印发《推动工业领域设备更新实施方案》,对进一步推动工业领域设备更新和技术改造做出具体部署。到2027年,实现工业领域设备投资规模较2023年增长25%以上,关键工序数控化率达到75%以上。国内电主轴市场受益于现有传统机械轴的逐步替换及高档设备国产化替代。未来数控机床渗透率进一步提升,制造业自动化、数字化转型加速。随着人工智能和物联网技术的深入应用,电主轴行业正逐步向智能化、自动化和集成化方向发展。
(二)技术引领下的发展趋势
电主轴行业现状分析指出,随着机床技术、高速切削技术的发展及工程需求,对机床电主轴的性能也提出越来越高的要求,电主轴技术发展趋势主要表现在以下几个方面:
继续向高速度、高刚度方向发展。
进一步向高精度、高可靠性和延长工作寿命方向发展。
向快速起、停方向发展。
刀具接口采用HSK刀柄技术。
向多功能、智能化方向发展。
电主轴作为数控机床的核心功能部件,其技术发展和市场需求对整个机床行业的发展具有重要意义。2025年,电主轴行业将在技术创新和市场需求的双重推动下,继续向高速化、高精度、智能化方向发展。尽管我国电主轴技术已经取得了显著成效,但与国外优秀主轴厂家仍存在一定差距。未来,国内电主轴企业需要不断创新研发,加大投入,提升产品质量和性能,以更好地满足市场需求,推动行业的高质量发展。
