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新興機床潛力市場多 高精密機床需求旺盛

文字:[大][中][小] 2011-4-26

  行業概況掃描 
    2008年,中國航空工業集團實現總收入1660億元,同比增長12.31%,實現利潤和收益72億元,同比增長11.58%,與1999年的不足400億元相比,實現翻兩番增長。 
    2009年中國航空工業集團公司1~9月總收入、利潤同比分別增長11.43%和34.85%,增速均高于中央企業和軍工集團平均水平,綜合效益指數同比提高2.7個百分點。 
    航空工業步入黃金發展期 
    《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2009)》將大飛機項目列入16個重大專項,確立了發展民用飛機產業、開拓民用飛機市場進而成為航空大國和航空強國的基本發展戰略,表明了國家發展以大飛機為代表的民用航空器的堅定意志和決心。2008年我國航空工業體制大改革,航空一、二集團合并為中國航空工業集團,新組建中國商業飛機有限公司,則是國家為實現這一戰略構想而作的重大努力和嘗試。 
    民機產業將以此為起點在我國形成一個新興的產業,這個新興產業蘊藏有巨大的潛力和商機。據波音公司2009年最新預測,中國未來20年需要新飛機3770架,總價值4000億美元。具有我國自主知識產權的ARJ21-700支線飛機,至今雖然處于適航取證階段,但已有訂單240架。事實上,大客機及支線飛機只是民機分類中的一部分,民機范疇不僅包括大型干線客貨運輸機和支線飛機的商用類飛機,同時還包括廣泛用于工業、農業、林業、漁業、礦業、建筑業等諸多領域以及醫療衛生、搶險救災、氣象探測、海洋監測、科學試驗、遙感測繪、教育訓練、文化體育、公務飛行、私人航空、旅游觀光等領域的通用類飛機。在這些領域,對飛機的應用需求隨經濟的快速發展與日俱增,飛機的應用領域將得到進一步的擴展。 
    在市場需求的拉動下,目前,我國航空工業自主創新成果也收獲頗豐。以殲10、殲11、梟龍、飛豹、獵鷹、山鷹、K8以及直8、武直10等為代表的新型先進軍機、教練機和武裝直升機已成為我軍裝備的主力。ARJ-700、新舟60、新舟600、新舟700等支線飛機以及直9、直11和EC120等多用途直升機的研發制造業取得重大進展,已經或即將推向市場。這些成果為我國航空工業的發展奠定了堅實的基礎。 
    同時,航空發動機研發制造瓶頸也取得重大突破。昆侖、秦嶺、太行等航空發動機最新研制成果,已經或即將終結長期制約我國航空工業發展的瓶頸,國產飛機使用國產發動機的時代已經來臨。航空發動機雖是飛機的一個部件,但卻是“皇冠上的鉆石”。該項技術的突破對我國航空工業的發展均有決定性的意義。 
    從外部市場環境來看,目前我國航空工業國際合作前景廣闊,國際市場潛力巨大。世界民用飛機生產的慣例是全球采購,雖然國際金融危機對我國航空工業的轉包生產產生了一些不利的影響,但國際航空運輸業的發展前景依然樂觀,其快捷方便的特點也是其他運輸業所不能取代的。加之,我國的航空產品具有物美價廉的特點,特別適合發展中國家的需求。以K8教練機為例,截至目前累計出口300余架,手持訂單150余架,價值人民幣50余億元,滿足企業三年生產需求,且國慶60周年閱兵之后,全球訂單呈現迅速增長之勢。 
    根據中國商業飛機有限公司有關負責人介紹,大飛機項目3~5年內將投入600億元,其中300億元作為前期研發費用,另300億元將用于能力建設,而到最終投放市場,相關投入總體上將達到2000億元,相當于三峽工程的總投資。如此龐大的投資規模還并不是中國航空工業投入的全部,還有承擔大型運輸機任務的中國航空工業集團的投資以及用于軍機和多種通用飛機的投資費用。一個新興的快速發展中的蘊藏著巨大發展潛力的產業,其投資規模應該是十分巨大的,回顧比較我國進入WTO之后汽車工業的投資規模,也不難得出這樣的結論。 
    高精密機床需求旺盛 
    飛機是人類迄今為止制造的最為復雜、技術含量最高的產品。一架大飛機由300~500萬個零件組成,且眾所周知,其零件的復雜程度和近似嚴酷的品質要求,吸納大量高技術高品質裝備參與其中。
    大飛機對機床的需求,第一,因其屬于新興產業,涉及到我國機床行業以前未曾涉足的領域,賦予機床工具行業全新的發展機遇。第二,大飛機由于其“大”,原有的部分制造設備不能夠滿足其對“大”規格的要求,這使得大飛機的制造設備有了更新換代的需求。第三,大飛機包括整個民用飛機范疇,由于其自身的商業性質,在安全性、經濟型、環保型、舒適性、適航性等方面均有其特殊的要求和標準,原有的部分制造設備將不能夠滿足其零件的加工技術要求。第四,隨著材料工業的發展,越來越多的新材料、高技術復合材料被飛機制造業采用,需要與之相適應的制造裝備應對。第五,為提高安全可靠性,盡量減少零件總數設計思想下的采用整體制造技術是目前世界航空制造業的發展趨勢,無疑對機床的品種、功能和性能提出了新的要求。除了航空制造業本身對機床的直接需求,由于與其他如機械、電子、材料、冶金、儀器儀表、化工等工業行業密切相關,航空制造業的興起也將引發關聯行業需求的興起,同樣對機床行業市場拓展帶來新的契機。 
    由于飛機零件種類繁多,因此對機床的需求分為機體結構件加工和發動機零件加工兩大類。 
    機體結構件加工需要規格趨大、工作臺尺寸達5000mm×20000mm以上的三至五軸龍門鏜銑床,用于梁類、壁板、框類零件的加工;專用于機翼大梁加工的五軸聯動定梁龍門移動式仿形復合加工中心;用于機翼縱墻、半框、翼肋、接頭類零件加工的立式加工中心數控立式銑車;用于加工中規格高精度零件的五軸臥式加工中心;通過寬度小于1000mm,主軸轉速30000r/min~40000r/min的五洲高架龍門式型材銑床;用于加工起落架主支柱和緩沖支柱的車銑復合加工中心以及蒙皮拉伸機、蒙皮滾彎成形機、三輥校平機和型材拉玩機等。 
    發動機結構件加工所需的機床則包括數控立車和數控精密立車、數控臥式車床、立式加工中心、立臥轉換加工中心、數控緩進給磨床、數控線切割機、電火花蜂窩磨床、臥式五軸加工中心、精密雙主軸車銑復合中心、最大滾壓直徑達覫80mm的滾絲機、數控超精密車床、多級電脈沖小孔加工機床、數控電火花高速小孔機床、五軸葉片加工中心、數控立式圓臺磨床等。 
    航空工業對機床的要求之高幾乎涵蓋了現代機床的全部成果,這也是國產機床難以進入其核心制造的原因所在。機床行業應緊緊抓住航空工業進入黃金發展期的難得的機遇,大力提升產品的技術含量和制造水平。
    需要新型刀具材料 

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    為了提高飛機的飛行效率,降低其生命周期成本,飛機制造商正在越來越多地使用復合材料和鈦合金。例如,波音787和空客A350的機身大部分將用復合材料制成。在商務客機市場上,豪客比奇公司的PremierIA型和Hawker4000型客機的機身將全部采用復合材料制造;Eviation公司的EV-20Vantage型飛機的機翼和機身也將采用全復合材料。隨著復合材料、鈦合金以及由兩種材料構成的疊層材料在飛機結構件中的應用日益增多,對需要使用高硬度、高韌性刀具材料的切削加工提出了具有挑戰性的要求。 
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    復合材料的使用推動了零件的合并和連接,減少了所需緊固件的數量。但是,大多數被取消的緊固件都屬于“面積緊固件”———即可用自動化工序加工的大量小直徑緊固件。因此,保留下來的大部分緊固件的安裝孔直徑和厚度都較大,并由多種材料疊合而成,加工難度也更大。由于石墨復合材料與鋁之間的接觸可能會引起化學電流腐蝕,而安裝在石墨復合材料上的結構件通常都是鋁制件。這兩種材料的鉆削加工都很困難,而將它們組合為疊層后進行鉆削加工難度就變得更大。因此,除了鉆削參數與加工傳統工件材料不同以外,還需要采用不同的刀具材料。 
    除了鉆削加工這些由不同材料復合在一起的新型材料的挑戰外,目前的飛機機身裝配對鉆削加工的性能和質量也提出了新的挑戰:如需要在厚度更大的疊層復合材料上鉆削直徑更大的孔;為了縮短機身裝配時間,對“一次過”鉆削、干式或近干式鉆削以及高效裝配的需求日益增加等;這些因素都會大幅縮短刀具的使用壽命。因此,為了降低每孔加工成本、提高生產率,就需要采用新的刀具材料。
    此外,為了縮短最終裝配工序的流程時間,也必須提高刀具的使用壽命。
    隨著飛機的市場需求不斷增長,刀具行業迎來廣闊的市場機遇同時,也對國產刀具提出了更高的要求,為我國航空工業開發并提供加工性能更優異的刀具,國產刀具商任重而道遠。

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