絲杠行業(yè)分析:驅(qū)動(dòng)因素、市場(chǎng)現(xiàn)狀、產(chǎn)業(yè)鏈及相關(guān)公司
絲杠是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng),或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的理想的產(chǎn)品。常見的絲杠產(chǎn)品包括滑動(dòng)絲杠、滾珠絲杠、行星滾柱絲杠等。滾珠絲杠是目前應(yīng)用最廣泛的絲杠產(chǎn)品,在數(shù)控機(jī)床有大量應(yīng)用,其精度高,傳動(dòng)效率高。行星滾柱絲杠是最新一代的精密傳動(dòng)裝置,具備高轉(zhuǎn)速、高載荷、高剛度、體積小、噪音小等優(yōu)點(diǎn)。在人形機(jī)器人即將量產(chǎn)的背景下,絲杠行業(yè)有望快速發(fā)展。
01
絲杠行業(yè)概述
1.絲杠定義
絲杠是工程機(jī)械和精密機(jī)械上最常使用的傳動(dòng)部件。絲杠的主要結(jié)構(gòu)由絲桿與螺母構(gòu)成,其主要功能為將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成線性運(yùn)動(dòng),或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反復(fù)作用力。其原理為當(dāng)絲杠作為主動(dòng)體時(shí),螺母隨絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)角度按照對(duì)應(yīng)規(guī)格的導(dǎo)程轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)。被動(dòng)工件可通過螺母座和螺母連接,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的直線運(yùn)動(dòng)。
2.絲杠分類
根據(jù)摩擦特性可將絲杠分為滑動(dòng)絲杠、滾動(dòng)絲杠及靜壓絲杠,其中滾動(dòng)絲杠根據(jù)載荷傳遞元件的區(qū)別,分為滾珠絲杠和滾柱絲杠。
常見的絲杠產(chǎn)品包括滑動(dòng)絲杠、滾珠絲杠、行星滾柱絲杠等。

02
滾珠絲杠
滾珠絲杠,又名滾珠絲杠副,是工業(yè)精密機(jī)械中常用的傳動(dòng)元件,其主要結(jié)構(gòu)包括滾珠絲杠、滾珠螺母、滾珠三部分。滾珠絲杠軸為螺母運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向軸,其表面具有螺紋,滾珠在螺紋內(nèi)運(yùn)動(dòng)。螺母由預(yù)壓片、反向器、防塵器等組成,是直線運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)體,帶動(dòng)滾珠循環(huán)機(jī)制;其端部密封件用于封裝潤(rùn)滑零件、防止異物進(jìn)入。滾珠是利用低摩擦系數(shù)維持整個(gè)零部件運(yùn)轉(zhuǎn)的媒介,存在外循環(huán)、內(nèi)循環(huán)兩種循環(huán)方式。
1.核心原理
滾珠絲杠的核心傳動(dòng)原理是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng),化滑動(dòng)摩擦為滾動(dòng)摩擦。當(dāng)絲杠相對(duì)螺母旋轉(zhuǎn)時(shí),絲杠的旋轉(zhuǎn)面通過滾珠的循環(huán)滾動(dòng)推動(dòng)螺母軸向移動(dòng),化旋轉(zhuǎn)為線性;滾珠的滾動(dòng)使得絲杠和螺母之間的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L珠與絲杠、螺母之間的滾動(dòng)摩擦,化滑動(dòng)為滾動(dòng),大大提升傳動(dòng)效率。


2.驅(qū)動(dòng)因素
(1)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求持續(xù)擴(kuò)大
滾珠絲杠可實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)向直線運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)化,廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備和精密儀器,包括機(jī)床、機(jī)器人、注塑機(jī)等。從空間來看,滾珠絲杠在新能源汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電子駐車系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)等方面都有廣泛應(yīng)用。新能源汽車行業(yè)在汽車銷量逐年上升的同時(shí)追求全電控、智能化發(fā)展,滾珠絲杠的下游需求有望持續(xù)增長(zhǎng)。此外,在機(jī)床應(yīng)用中,全球機(jī)床廠供應(yīng)鏈中主軸、擺頭、轉(zhuǎn)臺(tái)等功能部件多數(shù)機(jī)床廠出于定制化或差異化考慮傾向于自產(chǎn)自制,但滾動(dòng)功能部件基本全部外采,伴隨機(jī)床產(chǎn)業(yè)升級(jí)滾動(dòng)功能部件需求持續(xù)增長(zhǎng)的確定性較強(qiáng)。
隨著全球智能化產(chǎn)業(yè)鏈的不斷擴(kuò)張和自動(dòng)化在各領(lǐng)域的不斷深入,人型機(jī)器人、高檔數(shù)控機(jī)床、電動(dòng)機(jī)械等下游領(lǐng)域有望不斷為包括滾珠絲杠在內(nèi)的滾動(dòng)功能部件提供市場(chǎng)增量,從而擴(kuò)大滾動(dòng)功能部件的總市場(chǎng)空間。

(2)高端制造行業(yè)逐漸興起,政策利好或帶來重大突破
近年來,工信部等國(guó)家部門不斷推行相關(guān)政策,促使高端裝備制造業(yè)等發(fā)展:22年3月工信部發(fā)布《先進(jìn)裝備制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃(2022-2024年)》,提出了先進(jìn)裝備制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展等具體目標(biāo)和重點(diǎn)任務(wù),推動(dòng)裝備制造業(yè)等升級(jí)轉(zhuǎn)型。23年2月,工信部發(fā)布《智能檢測(cè)裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2023—2025年)》的通知》,要求各企業(yè)著力突破核心技術(shù)、增強(qiáng)高端供給、加快推廣應(yīng)用、壯大市場(chǎng)主體,打造適應(yīng)智能制造發(fā)展等智能檢測(cè)裝備產(chǎn)業(yè)體系,以支撐制造強(qiáng)國(guó)、質(zhì)量強(qiáng)國(guó)、數(shù)字中國(guó)建設(shè)。高端制造行業(yè)包括智能制造裝備、軌道交通裝備、航空航天裝備、汽車制造裝備等子行業(yè),對(duì)滾珠絲杠有廣泛應(yīng)用。隨著應(yīng)用場(chǎng)景不斷開發(fā)擴(kuò)大,滾珠絲杠也將極大拓展應(yīng)用范圍,預(yù)計(jì)到2026年,全球滾珠絲杠應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒅饕杏诤娇?、能源和公共事業(yè)。?

3.產(chǎn)業(yè)鏈
(1)產(chǎn)業(yè)鏈
滾珠絲杠上游材料端直接影響產(chǎn)品性能,下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。

(2)滾珠絲杠上游
從產(chǎn)業(yè)鏈上游來看,滾珠絲杠上游主要為滾珠絲杠的零部件,即絲桿、螺母和滾珠等,其原材料主要為鋼鐵等原材料。構(gòu)件所選用的材料影響滾珠絲杠副的剛度、強(qiáng)度、耐磨性等,良好的微量元素配比能夠減少加工流程中的畸變和裂紋,在提高加工效率的同時(shí),能夠提高滾珠絲杠的耐磨性和解除疲勞強(qiáng)度以及使用壽命,因此滾珠絲杠存在材料配方壁壘,廠家通常選用綜合性能良好的軸承鋼、合金鋼等作為滾珠絲杠副的原材料。
(3)滾珠絲杠下游
從產(chǎn)業(yè)鏈下游來看,滾珠絲杠是眾多機(jī)械設(shè)備不可或缺的傳動(dòng)元件,其產(chǎn)業(yè)鏈下游應(yīng)用廣泛,包括機(jī)床、航空航天、汽車、冶金、醫(yī)藥等多種領(lǐng)域。
滾珠絲杠廣泛應(yīng)用于各類專用及通用機(jī)械中,不同的設(shè)備類型對(duì)于滾珠絲杠的要求不同。對(duì)于大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床而言,其對(duì)于滾柱絲杠的精度要求相對(duì)較低,一般P4以上即可滿足需求,而對(duì)于數(shù)控機(jī)床中較為精密的部分,如坐標(biāo)鏜床、磨床等,其精度等級(jí)往往需要達(dá)到P3以上。對(duì)于如半導(dǎo)體、測(cè)量設(shè)備這類專用設(shè)備而言,其精度要求通常更高,需要達(dá)到P2以上。


機(jī)床為滾珠絲杠第一大下游,其為數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)核心零部件。在數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)中,經(jīng)常采用滾珠絲杠作為傳動(dòng)元件,其作用是將伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件(刀架或工作臺(tái))的直線移動(dòng)。根據(jù)科德數(shù)控及紐威數(shù)控招股說明書數(shù)據(jù),傳動(dòng)系統(tǒng)的采購(gòu)成本分別占2020年?duì)I業(yè)收入的13.93%/11.14%。由于傳動(dòng)系統(tǒng)中還有導(dǎo)軌等其他零部件,我們保守假設(shè)滾柱絲杠在2020年總營(yíng)業(yè)收入中的占比為3%。考慮到機(jī)床中還有非滾珠類型的絲杠,滾柱絲杠作為精度更高的產(chǎn)品逐步替代原有類型絲杠,因此我們假設(shè)每年滾柱絲杠占機(jī)床價(jià)值量比重以3%的速度上升。
根據(jù)中國(guó)機(jī)床刀具協(xié)會(huì)數(shù)據(jù),2022年我國(guó)機(jī)床消費(fèi)額為274.1億美金(約合1987億人民幣),按照每年價(jià)值量占比增長(zhǎng)3%的速度計(jì)算,2022年滾柱絲杠占機(jī)床價(jià)值量比重約3.2%,我國(guó)機(jī)床用滾珠絲杠市場(chǎng)規(guī)模為63.2億元。根據(jù)環(huán)洋行業(yè)2023年分析數(shù)據(jù),數(shù)控機(jī)床是滾珠絲杠最大的下游領(lǐng)域,約占33%的份額。根據(jù)Wind整理的國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù),我國(guó)2022年1-10月機(jī)床的數(shù)控化率達(dá)43.7%,由于缺乏11-12月的數(shù)據(jù),我們參考22年1-10月的數(shù)控化率,測(cè)算2022年我國(guó)滾珠絲杠市場(chǎng)規(guī)模達(dá)83.7億元。


4.市場(chǎng)規(guī)模
近年來國(guó)內(nèi)滾珠絲杠下游需求穩(wěn)步增長(zhǎng),產(chǎn)能端加速釋放。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù),我國(guó)滾珠絲杠產(chǎn)需量缺口在2014年至2021年間由307萬(wàn)套上升至423萬(wàn)套,預(yù)估2022年產(chǎn)需缺口為455萬(wàn)套。2014年至2021年產(chǎn)需缺口年均復(fù)合增長(zhǎng)率約為4.69%。當(dāng)前國(guó)內(nèi)滾珠絲杠產(chǎn)量增長(zhǎng)速度逐漸趨于放緩,由高速增長(zhǎng)逐步轉(zhuǎn)型為中低速增長(zhǎng),需求量繼續(xù)保持增長(zhǎng)。未來隨我國(guó)高端裝備制造業(yè)不斷發(fā)展,相關(guān)設(shè)備的精密傳動(dòng)需求將不斷加大,對(duì)于滾珠絲杠大規(guī)模量產(chǎn)能力的要求將進(jìn)一步提高,或繼續(xù)刺激產(chǎn)能釋放。

2022年全球滾珠絲杠市場(chǎng)規(guī)模破千億元人民幣,我國(guó)滾珠絲杠市場(chǎng)規(guī)模以約10%的CAGR增長(zhǎng),仍存在較大需求缺口。根據(jù)Zion Research Market數(shù)據(jù),2022年全球滾珠絲杠市場(chǎng)規(guī)模約為230.5億美元,預(yù)計(jì)2030年全球市場(chǎng)規(guī)??蛇_(dá)405.78億美元,2022至2030年期間CAGR約7.32%,增長(zhǎng)空間可觀。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù),我國(guó)滾珠絲杠市場(chǎng)規(guī)模約占全球總量的20%,是滾珠絲杠的主要消費(fèi)市場(chǎng)之一。
2010年10月10日,國(guó)務(wù)院印發(fā)《關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》(國(guó)發(fā)〔2010〕32號(hào)),將高端裝備制造納入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)?!吨袊?guó)制造2025》提出要加快高檔數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等領(lǐng)域的主要功能部件的產(chǎn)業(yè)化以及加快關(guān)鍵零部件的突破。高端裝備制造業(yè)將成為我國(guó)高質(zhì)量發(fā)展、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要支撐,加大自主研發(fā)力度,突破關(guān)鍵技術(shù)問題,深化國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用成為未來趨勢(shì)。根據(jù)秦川機(jī)床2023年5月投資者關(guān)系活動(dòng)表,我國(guó)2022年滾珠絲杠及滾動(dòng)直線導(dǎo)軌市場(chǎng)容量約為145億元,預(yù)計(jì)年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到10%以上。
03
滾柱絲杠
1.優(yōu)勢(shì)
與滾珠絲杠相比,滾柱絲杠具有一定的優(yōu)勢(shì):

1)高載荷:更多的接觸點(diǎn),接觸總表面積增加,因而具有更大的動(dòng)態(tài)載荷承載能力和靜態(tài)載荷承載能力;2)可靠性、壽命優(yōu)化:無再循環(huán)元件、衛(wèi)星滾柱分布均勻,排除潛在的故障模式、因相互摩擦和沖擊造成的故障率降低;3)小導(dǎo)程下仍兼具較高的承載能力和軸向剛度:最大限度地降低輸入扭矩要求,同時(shí)保證定位精度。
滾柱絲杠又分為標(biāo)準(zhǔn)型行星滾柱絲杠、反轉(zhuǎn)型行星滾柱絲杠、循環(huán)式滾柱絲杠。

對(duì)于行星滾柱絲杠,下面我們進(jìn)行重點(diǎn)了解:
2.行星滾柱絲杠
(1)行星滾柱絲杠屬于新一代螺紋絲杠的高精尖分支,綜合性能強(qiáng)且應(yīng)用前景廣闊
行星滾柱絲杠通過嚙合滾柱產(chǎn)生線接觸滾動(dòng)摩擦,大幅增加絲杠傳動(dòng)過程的接觸面和受力面,與以往用于精密傳動(dòng)的滾珠絲杠相比,在傳動(dòng)效率損失不大的前提下,又同時(shí)具備了高轉(zhuǎn)速、高載荷、高剛度、高范圍導(dǎo)程以及更小體積、更低噪音、更方便維護(hù)拆卸等特點(diǎn)。目前已經(jīng)在航空航天、武器裝備、核動(dòng)力等全球高精尖領(lǐng)域運(yùn)用,同時(shí)在機(jī)床、汽車ABS系統(tǒng)、石油化工等民用場(chǎng)景下也存在廣泛的應(yīng)用需求。

(2)行星滾柱絲杠在標(biāo)準(zhǔn)式基礎(chǔ)上衍生的四種類型比較
行星滾柱絲杠在標(biāo)準(zhǔn)式基礎(chǔ)上衍生出四種類型,它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)和功能上具有不同的特點(diǎn),從而適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景。
1)反向式:螺母和螺釘?shù)墓δ芊崔D(zhuǎn),結(jié)構(gòu)更緊湊,適用于小行程、需要一體化設(shè)計(jì)工作場(chǎng)景
反向行星滾柱絲杠工作原理與標(biāo)準(zhǔn)滾柱絲杠相同,但螺母和螺釘?shù)墓δ芊崔D(zhuǎn)。滾子在螺母內(nèi)軸向移動(dòng),螺母被拉長(zhǎng)以允許傳動(dòng)軸的全行程,以較小的導(dǎo)程實(shí)現(xiàn)更高的額定負(fù)載,空間利用率高,但行程受螺母螺紋長(zhǎng)度限制。
2)循環(huán)式:循環(huán)滾柱設(shè)計(jì),適用于高精度,中低速運(yùn)行工作場(chǎng)景
循環(huán)式行星滾柱絲杠是循環(huán)滾柱設(shè)計(jì),由一套凸輪來控制滾柱在螺母內(nèi)軸向移動(dòng),滾柱繞絲杠旋轉(zhuǎn)一圈后返回到原來的位置。由于最小螺距與循環(huán)滾柱設(shè)計(jì),可以實(shí)現(xiàn)非常高的定位精度、分辨率與極高的負(fù)載力。
3)差動(dòng)式:具備差動(dòng)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),導(dǎo)程更小,適用于傳動(dòng)較大、負(fù)載較高的工作場(chǎng)景
差動(dòng)式行星滾柱絲杠采用分段環(huán)槽結(jié)構(gòu),具備差動(dòng)運(yùn)動(dòng),可以獲得比一般行星滾柱絲杠更小的導(dǎo)程與更大的減速比,且因其緊湊的結(jié)構(gòu)可以使機(jī)電作動(dòng)器具有更高的功率體積比和功率質(zhì)量比。
4)軸承環(huán)式:結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造成本較高,適用于承載能力要求極高的工作場(chǎng)景
增加滾子軸承、端蓋、殼體等部件,承載能力大,在高負(fù)載的情況下,大大減少磨損率,但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造成本高。

3.行星滾柱絲杠下游應(yīng)用
隨著行星滾柱絲杠在各行各業(yè)的不斷深入,其應(yīng)用場(chǎng)景也來越多,為了適應(yīng)不同的應(yīng)用環(huán)境及安裝條件,其結(jié)構(gòu)形式也在不斷的發(fā)展。在本文第一部分提及的不同類型的行星滾柱絲杠以其各自獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其優(yōu)勢(shì)適用于不同的場(chǎng)合。

人形機(jī)器人有望成為絲杠最大下游。
人形機(jī)器人或?qū)⒋罅渴褂媒z杠,市場(chǎng)規(guī)模有望超過千億。人形機(jī)器人的執(zhí)行器從原理上可以分為液壓機(jī)構(gòu)和電機(jī)機(jī)構(gòu),液壓機(jī)構(gòu)雖然有性能較好的優(yōu)點(diǎn),但是成本高,維護(hù)成本也高,目前主要是波斯頓動(dòng)力再使用此種方案。目前主流的人形機(jī)器人方案為電機(jī)方案,特斯拉將執(zhí)行器分為了旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器和線性執(zhí)行器,其中線性執(zhí)行器需要使用絲杠產(chǎn)品。按照絲杠(未考慮滑動(dòng)絲杠和反轉(zhuǎn)式行星滾柱絲杠的配比問題)單價(jià)2000元,單個(gè)機(jī)器人使用14個(gè)計(jì)算,總價(jià)值量約2.8萬(wàn)元,按照1000萬(wàn)臺(tái)機(jī)器人銷量計(jì)算,絲杠的市場(chǎng)規(guī)模高達(dá)2800億元,遠(yuǎn)超絲杠現(xiàn)有市場(chǎng)規(guī)模。

反轉(zhuǎn)式行星滾柱絲杠為目前主流方案,但未來形態(tài)尚未確定。特斯拉人形機(jī)器人主要使用的反轉(zhuǎn)式行星滾柱絲杠,有利于節(jié)省空間并且實(shí)現(xiàn)較大的承重。但目前特斯拉人形機(jī)器人成本較高,海外供應(yīng)商的反轉(zhuǎn)式行星滾柱絲杠售價(jià)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)成本高啟的重要原因,為了實(shí)現(xiàn)成本大幅下降,不排除會(huì)使用滑動(dòng)絲杠、滾珠絲杠等產(chǎn)品。具備絲杠制造能力的企業(yè),以及具備較強(qiáng)機(jī)加工、磨削加工、熱處理等能力的企業(yè),仍然有機(jī)會(huì)參與到行業(yè)變革之中。國(guó)內(nèi)絲杠企業(yè)如“雨后春筍”,行業(yè)呈現(xiàn)百花齊放的態(tài)勢(shì)。
4.市場(chǎng)規(guī)模
行星滾柱絲杠為絲杠中的高精尖分支,從無人問津到炙手可熱,未來滲透率有望繼續(xù)提升。行星滾柱絲杠最早起源于1942年,瑞典發(fā)明家Carl Bruno Strandgren申請(qǐng)了第一個(gè)循環(huán)式滾柱絲杠專利,但由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工難度大、成本較高,其一度無人問津。而后從70年代起,由于各類武器裝備技術(shù)及通用專用裝備的興起,機(jī)械設(shè)備需要大推力、高精度、高效率、長(zhǎng)壽命的傳動(dòng)部件,行星滾柱絲杠需求大幅提升。
全球行星滾柱絲杠研究已進(jìn)入全面成長(zhǎng)期,我國(guó)相關(guān)專利數(shù)量持續(xù)上升。行星滾柱絲杠技術(shù)方面的相關(guān)專利從20世紀(jì)40年代開始出現(xiàn),而后大致可分為兩個(gè)階段,即萌芽期(2009年之前)和成長(zhǎng)期(2010年至今)。在萌芽期,技術(shù)專利主要涉及行星滾柱絲杠的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其加工制造技術(shù)方面,主要申請(qǐng)人有日本豐田、德國(guó)舍弗勒、SKF等。在成長(zhǎng)期階段,我國(guó)專利申請(qǐng)數(shù)量不斷提升,專利內(nèi)容從總體結(jié)構(gòu)加工制造發(fā)散至對(duì)傳動(dòng)精度、效率等的提升。
行星滾柱絲杠作為一種性能強(qiáng)勁的傳動(dòng)部件,有望在多領(lǐng)域替代原有的滾珠絲杠及傳統(tǒng)液壓傳動(dòng)裝置。行星滾柱絲杠主要應(yīng)用在民用領(lǐng)域,但伴隨武器裝備全電化發(fā)展疊加石油、化工、機(jī)床等領(lǐng)域需要大推力、高精度、高頻響、高效率、長(zhǎng)壽命的機(jī)械裝置作為機(jī)電作動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),其將逐步取代易污染、維護(hù)成本高的傳統(tǒng)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。同時(shí)由于其在精度、傳輸效率、負(fù)載等方面優(yōu)于滾珠絲杠,目前在機(jī)器人、工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域也將逐步替代滾珠絲杠。
根據(jù)Persistence Market Research預(yù)測(cè),2022年全球行星滾柱絲杠市場(chǎng)規(guī)模為2.85億美元,2023年預(yù)計(jì)將達(dá)到3.03億美元,到2033年其預(yù)測(cè)全球市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到5.32億美元,2023-2033年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)5.8%。伴隨行星滾柱絲杠下游場(chǎng)景不斷拓寬,全球行星滾柱絲杠市場(chǎng)將不斷擴(kuò)大。

伴隨行星滾柱絲杠下游場(chǎng)景不斷拓寬,如人形機(jī)器人等精密智能制造產(chǎn)業(yè)鏈不斷發(fā)展,全球行星滾柱絲杠市場(chǎng)有望繼續(xù)擴(kuò)大。
04
絲杠行業(yè)產(chǎn)品壁壘
我國(guó)絲杠行業(yè)中高端市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)替代空間廣闊,工藝及加工設(shè)備成國(guó)內(nèi)最大短板。
1. 專用磨床、專用高精度母機(jī)被壟斷,市占率低
目前全球?qū)χ懈叨藵L珠絲杠的需求快速增長(zhǎng),我國(guó)雖然已有小部分廠商能夠生產(chǎn)中高端滾珠絲杠,但加工過程中所使用的專用磨床、專用高精度母機(jī)仍受到境外壟斷,導(dǎo)致我國(guó)中高端滾珠絲杠市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)化率較低。根據(jù)金屬加工公眾號(hào)數(shù)據(jù),當(dāng)前中國(guó)大陸中端滾珠絲杠市占率為30%,中國(guó)臺(tái)灣上銀及中國(guó)臺(tái)灣銀泰占比40%,海外品牌德國(guó)力士樂、日本THK/NSK占比30%。中國(guó)大陸高端滾珠絲杠市場(chǎng)市占率僅5%,其余份額主要被中國(guó)臺(tái)灣及海外品牌壟斷。


2.全球絲杠市場(chǎng)集中度較高,我國(guó)自主品牌有待進(jìn)一步突破
全球液壓行業(yè)龍頭博世力士樂為滾珠絲杠市場(chǎng)的重要參與者,除此之外如中國(guó)臺(tái)灣上銀科技、中國(guó)臺(tái)灣銀泰科技、日本THK/NSK等也是全球滾珠絲杠產(chǎn)品的重要廠商,日本歐洲作為精密制造優(yōu)勢(shì)地區(qū),其開展精密加工技術(shù)研發(fā)的時(shí)期相對(duì)較早,上述企業(yè)成立時(shí)間均于二十世紀(jì)九十年代,加工技術(shù)布局較早,技術(shù)成熟。當(dāng)前全球滾珠絲杠市場(chǎng)CR5為46%,主要為日本及歐洲企業(yè)。我國(guó)滾動(dòng)功能部件制造廠商眾多,但多數(shù)廠商只能生產(chǎn)品種單一、技術(shù)含量不高的中低檔產(chǎn)品,制造水平與國(guó)外相比存在一定差距,目前尚未形成國(guó)際影響力品牌,自主品牌有待進(jìn)一步突破。
(1)原材料質(zhì)量與材料熱加工工藝欠佳為國(guó)內(nèi)絲杠較進(jìn)口絲杠性能存在差距的原因之一
國(guó)內(nèi)外絲杠均采用加入了Mo元素的優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼,其形成的碳化物穩(wěn)定性、熔點(diǎn)及硬度都較高,但由于稀有金屬的元素配比及加工工藝存在差異,國(guó)產(chǎn)Cr/Mo鋼性能與國(guó)外進(jìn)口絲杠仍存在一定差距。同時(shí)由于國(guó)內(nèi)Cr/Mo鋼的冶煉、軋制工藝不成熟,國(guó)產(chǎn)Cr/Mo鋼存在明顯的帶狀偏析組織,導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)Cr/Mo鋼各部位元素分布不均,在實(shí)際使用中易斷裂。

(2)滾柱絲杠加工Know-how細(xì)節(jié)較多,精密加工設(shè)備及核心工藝環(huán)節(jié)把控對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響較大
行星滾柱絲杠裝配要求嚴(yán)格、成形制造困難,高端產(chǎn)品主要被GSA、Rollvis等西方發(fā)達(dá)國(guó)家公司壟斷,其核心技術(shù)保密,很少見諸公開信息。目前國(guó)內(nèi)有需求的下游行業(yè)大多依靠進(jìn)口,同時(shí)受制于材料性能、加工工藝水平、檢測(cè)水平,國(guó)產(chǎn)化率較低。在當(dāng)下,我國(guó)行星滾柱絲杠的發(fā)展應(yīng)將設(shè)計(jì)分析體系的建立以及加工及檢測(cè)工藝水平的提升放在首位。

05
絲杠行業(yè)市場(chǎng)現(xiàn)狀及突破關(guān)鍵
1.國(guó)內(nèi)外滾珠絲杠發(fā)展階段迥異,國(guó)內(nèi)滾珠絲杠生產(chǎn)技術(shù)正逐步向國(guó)外追趕
滾珠絲杠在國(guó)外起步早、發(fā)展快、技術(shù)成熟,歐美市場(chǎng)在高端滾珠絲杠制造領(lǐng)域占據(jù)壟斷地位,并且廣泛應(yīng)用到各領(lǐng)域;在國(guó)內(nèi)發(fā)展迅速,市場(chǎng)規(guī)??焖僭鲩L(zhǎng),同時(shí)國(guó)內(nèi)大型生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)逐漸提升,有望逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代。

2.目前日本和歐洲滾珠絲桿企業(yè)占據(jù)全球約70%的市場(chǎng)份額,CR5約占市場(chǎng)份額46%
全球主要滾珠絲杠廠商有日本企業(yè)NSK、THK,德國(guó)博世力士樂、舍弗勒等。國(guó)內(nèi)廠商包括中國(guó)臺(tái)灣的HIWIN、銀泰等,以及中國(guó)大陸的南京工藝、秦川機(jī)床(江漢機(jī)床)等。國(guó)內(nèi)滾動(dòng)部件制造廠商眾多,但許多正在研發(fā)的企業(yè)處于未上市階段,且多數(shù)僅具備單件生產(chǎn)能力,和海外大規(guī)模量產(chǎn)企業(yè)仍有較大差距。
3.高端應(yīng)用市場(chǎng)仍被外資壟斷,國(guó)產(chǎn)制造商已進(jìn)入布局加速期
滾動(dòng)功能部件市場(chǎng)根據(jù)需求可以分為高端市場(chǎng)、中低端市場(chǎng),本質(zhì)區(qū)別在于不同應(yīng)用場(chǎng)景下,對(duì)其性能指標(biāo)的要求不同。高端產(chǎn)品往往意味著:①精度:滿足定位精度更高、重復(fù)精度更好的機(jī)械運(yùn)動(dòng)需求;②可靠性:采用更高質(zhì)量的材料和更精密的制造工藝,以提供更長(zhǎng)的使用壽命和更高的穩(wěn)定性;③結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):采用更加緊湊、精密的設(shè)計(jì),例如更小的滾珠、更高的絲杠螺距,以獲得更高的運(yùn)動(dòng)精度和更高的剛性;④檢測(cè)與保養(yǎng):更嚴(yán)格的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)以及相對(duì)更頻繁的檢查與維護(hù)。分別來看:
中低端市場(chǎng):主要以生產(chǎn)率高、價(jià)格低廉,并能保持機(jī)械效率高、耐磨性好的產(chǎn)品為主,下游應(yīng)用精度要求不高,因此其代表性產(chǎn)品多為軋制型絲杠。下游主要為一般機(jī)械設(shè)備如工程機(jī)械、普通機(jī)床、打包機(jī)、注塑機(jī)等領(lǐng)域,也包括醫(yī)院病床、手術(shù)臺(tái)、千斤頂、小型起重機(jī)、閥門開關(guān)等應(yīng)用場(chǎng)景。
高端市場(chǎng):主要分為精密、高速、重載型滾動(dòng)功能部件,以及為滿足特殊應(yīng)用場(chǎng)景的特殊功能產(chǎn)品,代表性產(chǎn)品多高精度研磨工藝。對(duì)應(yīng)下游市場(chǎng)主要為高精度切割、高速加工和高速定位的CNC機(jī)床、印刷機(jī)、精密機(jī)器人、航空航天、電動(dòng)汽車、3C裝備等重點(diǎn)領(lǐng)域。
(1)從市場(chǎng)格局來看,歐美系、日系、臺(tái)系占據(jù)我國(guó)滾動(dòng)功能部件中高端市場(chǎng)主導(dǎo),大陸制造商產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力不足
根據(jù)金屬加工雜志社數(shù)據(jù),在國(guó)內(nèi)高端市場(chǎng),歐美日企業(yè)市場(chǎng)占有率高達(dá)90%,中國(guó)大陸、中國(guó)臺(tái)灣制造商市場(chǎng)份額各約5%,高端市場(chǎng)格局相對(duì)集中;在國(guó)內(nèi)中低端市場(chǎng),大陸制造商擁有過約30%,中低端市場(chǎng)格局相對(duì)分散。

(2)我國(guó)滾動(dòng)功能部件生產(chǎn)制造水平相對(duì)外資品牌仍有差距
我國(guó)雖是滾珠絲杠制造廠商較多的國(guó)家,但生產(chǎn)不集中,總產(chǎn)值有限,除少數(shù)重點(diǎn)骨干企業(yè)的部分產(chǎn)品達(dá)到或接近國(guó)外水平外,多數(shù)企業(yè)只能生產(chǎn)中低檔產(chǎn)品,產(chǎn)品品類相對(duì)單一,整體國(guó)產(chǎn)品牌影響力較弱。海外龍頭企業(yè)往往擁有數(shù)十年技術(shù)積累,其產(chǎn)品的持續(xù)迭代往往也引領(lǐng)了行業(yè)的發(fā)展,根據(jù)機(jī)械工業(yè)信息研究院官微,以加工中心為例,工作臺(tái)的移動(dòng)速度在20世紀(jì)80年代為15-20m/min,加速度0.5g左右,至90年代后期已提升至60-80m/min,加速度1.5g以上,海外龍頭企業(yè)如日本NSK、德國(guó)力士樂先后開發(fā)的第一代精密高速滾珠絲杠副產(chǎn)品,總體水平基本可以達(dá)到Dn值(代表額定載荷下的最高速度)13-15萬(wàn),速度70-100m/min,加速度1-1.5g,精度為C3以上;近年來新開發(fā)的超高速靜音第二代滾珠絲杠副品性能還有進(jìn)一步提升,Dn值可達(dá)20萬(wàn),速度200m/min,加速度1.5-2.5g。
(3)從材料、設(shè)備、生產(chǎn)三個(gè)角度分析滾動(dòng)功能部件產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)海外差距
1)材料端:配方KnowHow是行業(yè)壁壘之一,國(guó)產(chǎn)制造商和原材料供應(yīng)商在基礎(chǔ)材料端的研發(fā)、應(yīng)用已經(jīng)實(shí)現(xiàn)突破
滾珠絲杠原材料主要以不銹鋼或各類合金鋼為主,特種合金鋼基本包含碳、硅、錳、硫、磷、鉻、鉬等元素,根據(jù)不同微量元素的配比,以實(shí)現(xiàn)針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景的特性要求,例如用來制造滾子、套圈的材料多為高滲碳軸承鋼,要求具有一定耐磨性、韌性;用來制造絲杠的材料多為超高強(qiáng)度合金鋼,要求溫度系數(shù)低、耐久性好等。海外制造商在中國(guó)建立生產(chǎn)制造基地后,同時(shí)考慮原材料質(zhì)量和成本節(jié)約,也基本認(rèn)可了國(guó)產(chǎn)原材料供應(yīng)鏈。


2)設(shè)備端:設(shè)備投資較大,進(jìn)口高端設(shè)備可能是國(guó)產(chǎn)制造商要快速推出高品質(zhì)滾珠絲杠產(chǎn)品,把握國(guó)產(chǎn)替代窗口期的關(guān)鍵
滾動(dòng)功能部件制造屬于資金密集型產(chǎn)業(yè),設(shè)備投資占比較重,以恒立液壓為例,其2022年定增募投的線性驅(qū)動(dòng)器項(xiàng)目顯示,總計(jì)劃投資約15.3億元,其中設(shè)備采購(gòu)約10.8億元,占比約70.5%。海外高端機(jī)床技術(shù)相對(duì)成熟,設(shè)備穩(wěn)定高效優(yōu)勢(shì)顯著,海外滾珠絲杠制造商經(jīng)過長(zhǎng)期積累和產(chǎn)品迭代,所使用的設(shè)備也經(jīng)歷了自研升級(jí)、改造的過程,進(jìn)一步加強(qiáng)了其產(chǎn)品護(hù)城河。對(duì)于國(guó)產(chǎn)制造商來說,采用自制設(shè)備的路線或能在使得產(chǎn)品、工藝、設(shè)備三者互相促進(jìn)、逐步成熟,有利于生產(chǎn)成本控制,但要付出一定時(shí)間成本。短期來看,我們認(rèn)為若要在高端滾動(dòng)功能部件產(chǎn)品端率先實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代,則應(yīng)在設(shè)備端優(yōu)先考慮相對(duì)成熟的進(jìn)口設(shè)備。
3)生產(chǎn)端:滾珠絲杠產(chǎn)品同時(shí)具有定制化和標(biāo)準(zhǔn)化屬性,相對(duì)一致但又繁雜的加工過程決定了產(chǎn)品良率控制是國(guó)產(chǎn)制造商需要突破的關(guān)鍵課題
產(chǎn)品的定制化體現(xiàn)在多元化的下游應(yīng)用決定了產(chǎn)品性能、規(guī)格參數(shù)的多樣化,但作為精密加工產(chǎn)品,其生產(chǎn)流程與品控標(biāo)準(zhǔn)的相對(duì)一致,反映了其標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)。以研磨工藝加工的高端產(chǎn)品為例,其整套生產(chǎn)步驟約有22步,加工工藝周期約30-45天,因此生產(chǎn)過程的管理控制尤為關(guān)鍵,每一步加工步驟要實(shí)現(xiàn)較高良率,才能保證一定的整體良率水平,實(shí)現(xiàn)較高的產(chǎn)品一致性。這要求制造企業(yè)對(duì)生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵工藝,如熱處理、材料切削、部件研磨、性能檢測(cè)等技術(shù)均有較為熟練地掌握。

(4)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境日益激烈,國(guó)家戰(zhàn)略支持重大技術(shù)裝備國(guó)產(chǎn)化節(jié)奏加快
自“增強(qiáng)制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力”2022年首次被寫入政府工作報(bào)告后,推進(jìn)重大技術(shù)裝備國(guó)產(chǎn)化、推進(jìn)關(guān)鍵零部件國(guó)產(chǎn)化是落實(shí)國(guó)家戰(zhàn)略的需要,也是中國(guó)高端制造業(yè)“走出去”的重要突破點(diǎn);進(jìn)一步,黨的二十大報(bào)告指出“著力提升產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈韌性和安全水平”,即重在補(bǔ)鏈、強(qiáng)鏈、組鏈和造鏈,其中所謂“補(bǔ)鏈”即補(bǔ)齊短板,聚焦被“卡脖子”的關(guān)鍵行業(yè)、核心技術(shù),圍繞核心基礎(chǔ)零部件與基礎(chǔ)制造工藝等,在關(guān)系國(guó)家安全的領(lǐng)域和節(jié)點(diǎn)確保自主可控。滾動(dòng)功能部件作為多項(xiàng)重要下游領(lǐng)域關(guān)鍵零部件,國(guó)產(chǎn)制造商正處于布局加速階段,定位高端以及新興應(yīng)用領(lǐng)域,如高端機(jī)床、新能源汽車、人形機(jī)器人等。

06
相關(guān)公司
1.國(guó)外相關(guān)公司
(1)舍弗勒
舍弗勒集團(tuán)于2022年收購(gòu)Ewellix公司,在原有基礎(chǔ)上繼續(xù)增長(zhǎng)滾珠絲杠業(yè)務(wù)實(shí)力。Ewellix公司前身為SKF行星滾柱絲杠生產(chǎn)部門,Ewellix正式加入舍弗勒集團(tuán)為舍弗勒行星滾柱絲杠部門增添重要?jiǎng)恿?。Ewellix原為全球領(lǐng)先的驅(qū)動(dòng)和線性運(yùn)動(dòng)解決方案制造商和供應(yīng)商。其核心產(chǎn)品用途廣泛,包括醫(yī)療技術(shù)、移動(dòng)機(jī)械、裝配自動(dòng)化和機(jī)器人,以及其他各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。舍弗勒旗下傳統(tǒng)高端行星滾柱絲杠品牌GSA在裝配、加工工藝、材料及熱處理工藝上有深厚的積累,從產(chǎn)品覆蓋規(guī)格、生產(chǎn)規(guī)模到產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)積累具有較大優(yōu)勢(shì),Ewellix的加入加之GSA的原有實(shí)力,使舍弗勒擁有了兼顧各種性能和規(guī)格的較完備滾柱絲杠產(chǎn)品矩陣,產(chǎn)品主要應(yīng)用于汽車、半導(dǎo)體、工業(yè)機(jī)器人及自動(dòng)化、石化等。

2022年,舍弗勒集團(tuán)工業(yè)事業(yè)部繼續(xù)保持銷售額和盈利雙增長(zhǎng),全年實(shí)現(xiàn)銷售額42.71億歐元,按固定匯率增長(zhǎng)14.7%。其中大中華區(qū)工業(yè)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)8.8%,主要得益于原材料和工業(yè)自動(dòng)化業(yè)務(wù)的銷量增長(zhǎng)。另外,2022年舍弗勒集團(tuán)完成了對(duì)Melior Motion、Ewellix、CERASPIN等公司的收購(gòu),進(jìn)一步增強(qiáng)了工業(yè)業(yè)務(wù)的技術(shù)實(shí)力和業(yè)務(wù)發(fā)展。根據(jù)舍弗勒官網(wǎng),2023年舍弗勒集團(tuán)營(yíng)業(yè)收入預(yù)計(jì)同比增長(zhǎng)5%-8%,其中工業(yè)事業(yè)部收入預(yù)計(jì)同比增長(zhǎng)9-11%。

(2)SKF——智能與清潔并行,適應(yīng)自動(dòng)化導(dǎo)向
SKF(斯凱孚)于1907年在瑞典哥德堡創(chuàng)立,1916年斯德哥爾摩證券交易所首次推出SKF股票,1928年開始在倫敦證券交易所交易。SKF當(dāng)前在全球軸承制造與創(chuàng)新領(lǐng)域居全球領(lǐng)先地位,在致力于軸承、密封件和潤(rùn)滑系統(tǒng)的開發(fā)、設(shè)計(jì)和制造的同時(shí),提供機(jī)器狀態(tài)評(píng)估、可靠性工程設(shè)計(jì)和再制造服務(wù),為客戶提供全生態(tài)一站式服務(wù)。近年來,SKF持續(xù)致力于打造更加以客戶為中心、穩(wěn)健盈利能力、高速增長(zhǎng)、更精益的SKF。
SKF建立了軸承市場(chǎng)上最廣泛的研發(fā)、生產(chǎn)及分銷網(wǎng)絡(luò)。全球擁有77個(gè)制造中心,15個(gè)技術(shù)中心,超過17,000個(gè)分銷點(diǎn)。SKF通過自身擴(kuò)張與橫向并購(gòu)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)覆蓋40個(gè)行業(yè),剖分式軸承的領(lǐng)先品牌Cooper、以及PEER、GBC等行業(yè)領(lǐng)先品牌均于近年被納入SKF集團(tuán)。在鐵路、重工業(yè)和工業(yè)分銷市場(chǎng)等行業(yè)處于領(lǐng)先地位,在其他行業(yè)中處于突出地位。
SKF持續(xù)推進(jìn)研發(fā)與生產(chǎn),加速滲透高增長(zhǎng)前沿領(lǐng)域。根據(jù)SKF2022年報(bào),公司正在加速新技術(shù)的開發(fā),例如電動(dòng)汽車、回收和關(guān)鍵領(lǐng)域的解決方案與產(chǎn)品。2022年,SKF代表性創(chuàng)新產(chǎn)品有創(chuàng)新陶瓷滾珠軸承,是許多電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,相比傳統(tǒng)軸承具有更輕、轉(zhuǎn)速更快的特點(diǎn)。這意味著更少的摩擦和能源消耗,以及更長(zhǎng)的使用壽命和更低的購(gòu)買成本。
目前SKF絲杠系列產(chǎn)品主要包括精密軋制滾珠絲杠、研磨滾珠絲杠和滾柱絲杠。同時(shí),SKF提供用于這些滾珠和滾柱絲杠的匹配附件,如螺母法蘭和支撐軸承。目前SKF集團(tuán)主要由位于法國(guó)的Transrol工廠和美國(guó)的Armada工廠承擔(dān)滾珠絲杠產(chǎn)品的生產(chǎn)。
從財(cái)務(wù)方面來看,2022年SKF凈銷售額達(dá)969.33億瑞典克朗,同比-18.5%(考慮匯率變化),但營(yíng)業(yè)利潤(rùn)受到原材料與能源成本上升影響略微有所下降。從業(yè)務(wù)部門來看,工業(yè)零部件及分裝仍是銷售主力部門。從地區(qū)來看,2022年中國(guó)與東北亞地區(qū)占總銷售額21%,是全球重要市場(chǎng)之一。


(3)NSK——日本最大軸承制造商,全球滾珠絲杠市占率第二
NSK成立于1916年,上市于東京證券交易所。是日本首家軸承制造商,也是目前日本最大軸承制造商,在2020年全球市場(chǎng)份額位居第三。業(yè)務(wù)方面,NSK利用生產(chǎn)軸承錘煉出的精密加工技術(shù),開展工業(yè)機(jī)械軸承、精密機(jī)械及零部件以及汽車軸承和組件業(yè)務(wù)。推動(dòng)多方位的事業(yè)拓展。

在滾珠絲杠生產(chǎn)中,NSK目前在全球市場(chǎng)占有率第二,研發(fā)水平與產(chǎn)品先進(jìn)性居世界前沿。主要應(yīng)用場(chǎng)景為機(jī)床、注塑機(jī)、普通機(jī)械,也有半導(dǎo)體及液晶的制造裝置等特殊工況。在研發(fā)與產(chǎn)品更新上,NSK全球首創(chuàng)開發(fā)出用于EV?混合動(dòng)力汽車的能量回生協(xié)同制動(dòng)系統(tǒng)用低摩擦力矩滾珠絲杠,研發(fā)出世界最大的高負(fù)載能力的超大型滾珠絲杠。
NSK持續(xù)注重于技術(shù)創(chuàng)新,“4+1”核心技術(shù)引領(lǐng)產(chǎn)品進(jìn)步。NSK基于以下四項(xiàng)+一項(xiàng)核心技術(shù)推動(dòng)產(chǎn)品質(zhì)量與功能性的提高。
1)摩擦學(xué)技術(shù)
NSK致力于研究、闡釋與控制摩擦。主要研究接觸表面在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中的摩擦和磨損,例如用薄油膜承受巨大力的旋轉(zhuǎn)部件。通過開發(fā)潤(rùn)滑和表面處理技術(shù),NSK產(chǎn)品可以抵御惡劣的操作條件,從而為需要低摩擦、高速旋轉(zhuǎn)、安靜操作或增強(qiáng)耐用性的應(yīng)用提供卓越的性能。
2)材料技術(shù)
公司堅(jiān)持不懈追求性能耐用性與可靠性。材料研發(fā)幾乎影響產(chǎn)品性能的方方面面。通過仔細(xì)篩選與優(yōu)化材料成分、熱處理和陶瓷材料,NSK持續(xù)優(yōu)化應(yīng)用性能。從而服務(wù)于功能、耐用性或可靠性的改進(jìn),或者成本效益優(yōu)化與生產(chǎn)效率的提高。
3)數(shù)值模擬解析技術(shù)
NSK通過仿真技術(shù)克服了經(jīng)驗(yàn)道路導(dǎo)向的限制和過長(zhǎng)的測(cè)試期,實(shí)現(xiàn)了加速產(chǎn)品開發(fā)的準(zhǔn)確性和可靠性。同時(shí)以計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)可以對(duì)違背先前預(yù)期的極端條件或與過去不同的創(chuàng)新設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)估和分析。
4)機(jī)電一體化技術(shù)
機(jī)電一體化將機(jī)器元件技術(shù)與控制技術(shù)相結(jié)合。通過將軸承、滾珠絲杠和線性導(dǎo)軌與電機(jī)、傳感器和計(jì)算機(jī)相結(jié)合,計(jì)算機(jī)控制增強(qiáng)了機(jī)械功能。這項(xiàng)技術(shù)能夠?qū)⑿碌墓δ芎托阅芨行Э煽繎?yīng)用于一系列工業(yè)機(jī)械,如汽車和生物醫(yī)學(xué)。它還有助于提高可靠性,以及日常生活中的便利性和安全性。
5)生產(chǎn)技術(shù)
通過上述四項(xiàng)核心技術(shù),能夠提高產(chǎn)品性能。欲為環(huán)境做出貢獻(xiàn)并提高安全性,需要生產(chǎn)技術(shù)的優(yōu)化為這些技術(shù)注入活力。NSK通過將人工智能技術(shù)應(yīng)用于其設(shè)備,優(yōu)化其整體生產(chǎn)框架,同時(shí)努力創(chuàng)建節(jié)省空間、節(jié)省能源和削減人力需求的智能化工廠。
NSK于上世紀(jì)60年代初在美國(guó)密歇根州安阿伯設(shè)立了銷售公司,以此為開端,正式邁開建立并運(yùn)營(yíng)海外事業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的步伐。根據(jù)NSK官網(wǎng),截至23年3月,NSK在日本/中國(guó)/美國(guó)/英國(guó)/新加坡/印度設(shè)立了地區(qū)本部,并在全球范圍內(nèi)擁有68個(gè)生產(chǎn)基地和22個(gè)研發(fā)基地。NSK自1990年代中期開始加快中國(guó)及亞洲地區(qū)的事業(yè)拓展,特別是針對(duì)急速成長(zhǎng)的中國(guó)市場(chǎng),建立起了全套經(jīng)營(yíng)體制。

2022年,NSK中國(guó)市場(chǎng)銷售額占比約20%,為除日本外的第二大市場(chǎng)。2022年,NSK集團(tuán)實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入9381億日元和歸母凈利潤(rùn)184億日元,分別同比+8.4%/+2.0%。2020-2022年,NSK精密機(jī)械及零部件領(lǐng)域銷售額從411億日元升至約692億日元,期間CAGR約30%。2022年,NSK在中國(guó)市場(chǎng)的銷售額占比約20%,為NSK除日本外的第二大市場(chǎng)。

(4)THK——全球最大滾珠絲杠廠商,進(jìn)軍機(jī)器人自動(dòng)化模塊
THK于1971年在日本東京創(chuàng)立,1989年首次股票公開發(fā)行,2001年在東京證券交易所上市,2010年開設(shè)中國(guó)研發(fā)中心。為世界首家通過滾動(dòng)接觸開發(fā)直線運(yùn)動(dòng)方法的公司,也是成為世界上第一家開發(fā)了直線運(yùn)動(dòng)(LM)導(dǎo)軌并使之商業(yè)化的公司。
THK建立了全球化制造系統(tǒng),形成四位一體生產(chǎn)與銷售基地。截至2022年,THK在日本、歐洲、北美、南美和亞洲等地?fù)碛邪P(guān)聯(lián)公司在內(nèi)的37家制造工廠,從機(jī)床、半導(dǎo)體制造裝置,產(chǎn)業(yè)機(jī)器人等生產(chǎn)資材領(lǐng)域到汽車、住宅、醫(yī)療器械、智能機(jī)器人、能源相關(guān)等新一代環(huán)保型消費(fèi)資材領(lǐng)域,THK在不斷注力于重點(diǎn)領(lǐng)域的發(fā)展和新領(lǐng)域事業(yè)范圍的拓寬。目前圍繞人工智能和機(jī)器人領(lǐng)域進(jìn)行科技活化活用,在制造領(lǐng)域迅速擴(kuò)展物聯(lián)網(wǎng)服務(wù),推動(dòng)商業(yè)模式變革。
THK于1979年開始制造銷售滾珠絲杠,目前產(chǎn)品主要以定位滾珠絲杠、運(yùn)輸滾珠絲杠、旋轉(zhuǎn)螺母滾珠絲杠等劃分系列。應(yīng)用于新一代機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人、半導(dǎo)體封裝設(shè)備以及自動(dòng)包裝機(jī)等多種產(chǎn)品。


(5)HIWIN——?jiǎng)?chuàng)新引領(lǐng)產(chǎn)品優(yōu)化,多場(chǎng)景應(yīng)用開啟業(yè)績(jī)回暖
HIWIN創(chuàng)立于1989月,2009年在中國(guó)臺(tái)灣證券交易所掛牌上市。公司推動(dòng)全球布局,在亞洲、歐洲等大洲的34個(gè)國(guó)家完成注冊(cè)登記,在中國(guó)臺(tái)灣、日本東京、德國(guó)歐芬堡等地設(shè)立研發(fā)中心。目前,公司已經(jīng)成為全球范圍內(nèi)傳動(dòng)控制產(chǎn)品與系統(tǒng)科技產(chǎn)品的專業(yè)制造者。
HIWIN具有多方位的產(chǎn)品矩陣。公司主要生產(chǎn)滾珠絲杠、滾珠花鍵、直線導(dǎo)軌、單軸與多軸機(jī)器人、諧波減速器以及醫(yī)療設(shè)備等。在研發(fā)創(chuàng)新方面,HIWIN在世界上首創(chuàng)與工業(yè)4.0連結(jié)之智能型滾珠絲杠-i4.0BS,透過專用之振動(dòng)和溫度復(fù)合式傳感器并搭配專家算法,能有效監(jiān)測(cè)滾珠絲杠效能。其下游應(yīng)用從機(jī)床產(chǎn)業(yè)逐漸拓展到日本射出成型機(jī)及新加坡半導(dǎo)體設(shè)備大廠,具有廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。

2022年,HIWIN受益下游高景氣度,營(yíng)業(yè)收入創(chuàng)歷史次高。2022年,HIWIN實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入293.1億臺(tái)幣和歸母凈利潤(rùn)44.8億臺(tái)幣,分別同比+7.5%/+26.8%。2022年,公司營(yíng)業(yè)收入主要來源于線性滑軌、滾珠螺桿、工業(yè)機(jī)器人,三者占營(yíng)收比例分別64%、22%、7%。2022年公司在受到俄烏沖突、高通脹等外部因素影響的情況下,營(yíng)業(yè)收入創(chuàng)歷史次高,主要得益于公司長(zhǎng)期創(chuàng)新和全球化布局。

(6)Rexroth
Rexroth公司和品牌隸屬于博世力士樂集團(tuán),是一家主要生產(chǎn)液壓系統(tǒng)、減速機(jī)、電控技術(shù)以及機(jī)電一體化產(chǎn)品的大型工業(yè)品公司。在線性傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域,Rexroth提供直線導(dǎo)軌、滾珠和滾柱絲杠、絲杠傳動(dòng)裝置、電動(dòng)缸和直線運(yùn)動(dòng)模組等產(chǎn)品,其滾柱絲杠產(chǎn)品是在近10年內(nèi)推出的新產(chǎn)品,采用軋制成型技術(shù)以滿足追求更高經(jīng)濟(jì)性的客戶需求,但在有高精度和高壽命要求的場(chǎng)景下無法使用。主要產(chǎn)品是PLSA行星滾柱絲杠傳動(dòng)系統(tǒng),也用于其生產(chǎn)的機(jī)電作動(dòng)器,但產(chǎn)品可供選擇的直徑范圍較小,產(chǎn)品系列全面性相較于舍弗勒和SKF有一定差距。
在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)方面,Rexroth產(chǎn)品主要銷售到一般工業(yè)領(lǐng)域中,尤其在注塑機(jī)和伺服壓力機(jī)械等應(yīng)用中業(yè)務(wù)成長(zhǎng)速度快,基本不面向國(guó)內(nèi)航空航天和軍工領(lǐng)域。由于其采用軋制成型技術(shù),其在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)售價(jià)相對(duì)較低,贏得了許多追求高性價(jià)比客戶的肯定。
(7)Moog
成立于美國(guó)的慕格是全球精密運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的領(lǐng)先集成商,主要服務(wù)于航空航天、國(guó)防、工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。在工業(yè)機(jī)械方面,慕格可提供電機(jī)、伺服閥、電動(dòng)靜壓泵裝置、絲杠等系列產(chǎn)品。其中,絲杠相關(guān)產(chǎn)品有滾珠絲杠、行星滾柱絲杠以及倒置滾柱絲杠,在生產(chǎn)和設(shè)計(jì)定制化高精度行星滾柱絲杠領(lǐng)域有超過三十年的經(jīng)驗(yàn)。其提供多種直徑、多種截距、多種長(zhǎng)度選擇,同時(shí)具有高負(fù)載、高啟動(dòng)速度的行星滾柱絲杠。其生產(chǎn)的絲杠主要用于金屬成形與沖壓機(jī)械,尚未針對(duì)人形機(jī)器人等生產(chǎn)專用滾柱絲杠。
2.國(guó)內(nèi)相關(guān)公司
國(guó)內(nèi)目前的絲杠制造商體量偏小,產(chǎn)品主要以中低端為主。業(yè)內(nèi)比較知名的企業(yè)包括漢江機(jī)床(秦川機(jī)床子公司)、南京工藝、山東博特精工、廣東凱特精密機(jī)械、西安華歐、鼎智科技、新劍傳動(dòng)等。
(1)漢江機(jī)床
漢江機(jī)床是國(guó)家第三個(gè)五年計(jì)劃時(shí)期興建的三線建設(shè)重點(diǎn)工程之一,機(jī)械工業(yè)大型骨干企業(yè),國(guó)內(nèi)螺紋磨床主導(dǎo)企業(yè)。公司主營(yíng)產(chǎn)品包括機(jī)床與滾動(dòng)功能部件,滾動(dòng)功能部件滾珠絲杠副、滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副、滾動(dòng)導(dǎo)軌塊、滾珠花鍵、滾珠導(dǎo)套、精密十字工作臺(tái)、自鎖器、線性模組、精密滾柱交叉導(dǎo)軌副、精密滾針交叉導(dǎo)軌副等,具有50年的設(shè)計(jì)制造經(jīng)驗(yàn),擁有規(guī)格、數(shù)量、精度齊全的滾動(dòng)功能部件加工設(shè)備1299臺(tái)(其中金屬切削設(shè)備800多臺(tái))和行業(yè)先進(jìn)的螺紋檢測(cè)儀器、滾動(dòng)直線導(dǎo)軌綜合精度檢測(cè)儀,具備年產(chǎn)各類滾珠絲杠20萬(wàn)副、滾珠直線導(dǎo)軌10萬(wàn)米的生產(chǎn)能力。2022年,漢江機(jī)床實(shí)現(xiàn)收入4億元,國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。
(2)南京工藝
南京工藝在滾動(dòng)功能部件領(lǐng)域具有70年的研究制造歷史,現(xiàn)為高新技術(shù)企業(yè),工信部制造業(yè)單項(xiàng)冠軍示范企業(yè),入選國(guó)務(wù)院國(guó)企改革領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室公布的“科改示范企業(yè)”名單。公司產(chǎn)品為高速、高精中高檔數(shù)控機(jī)床大批量配套,推進(jìn)了國(guó)產(chǎn)滾動(dòng)功能部件的提檔升級(jí)和替代進(jìn)口。
南京工藝目前產(chǎn)品包括滾動(dòng)導(dǎo)軌、滾珠絲杠、滾動(dòng)花鍵、行星滾柱絲杠、數(shù)控精密工作臺(tái)等。根據(jù)公司官網(wǎng)數(shù)據(jù),2022年第三季度公司實(shí)現(xiàn)收入3.79億元,同比增長(zhǎng)11%,我們預(yù)計(jì)公司全年收入超過5億元,收入體量國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。
(3)鼎智科技
鼎智科技成立于2008年,公司專注于直線絲桿步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)品,其產(chǎn)品在50多個(gè)國(guó)家銷售。公司目前主要產(chǎn)品包括主要線性執(zhí)行器、混合式步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)、音圈電機(jī)及其組件等產(chǎn)品。公司線性執(zhí)行器為行業(yè)領(lǐng)先產(chǎn)品,在邁瑞醫(yī)療、深圳新產(chǎn)業(yè)、美國(guó)IDEXX、美國(guó)Adaptas、韓國(guó)三星等企業(yè)產(chǎn)品中得到應(yīng)用;呼吸機(jī)配套音圈電機(jī)打破國(guó)外壟斷,已在邁瑞醫(yī)療呼吸機(jī)中批量應(yīng)用。公司線性執(zhí)行器包括滑動(dòng)絲杠線性執(zhí)行器、滾珠絲杠線性執(zhí)行器和永磁電機(jī)線性執(zhí)行器。
(4)廣東凱特精密機(jī)械
廣東凱特精密機(jī)械成立于1993年,是中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)常務(wù)理事單位、中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)滾動(dòng)功能部件分會(huì)副理事長(zhǎng)和副秘書長(zhǎng)單位,也是我國(guó)專精特新“小巨人企業(yè)”。公司產(chǎn)品包括直線模組、直線導(dǎo)軌、鉗制器、滾珠絲杠等,具有二十多年的行業(yè)制造經(jīng)驗(yàn)。
(5)山東博特精工
山東博特精工前身是山東濟(jì)寧絲杠廠,始建于一九六六年,國(guó)家高新技術(shù)企業(yè),國(guó)內(nèi)滾動(dòng)功能部件骨干專業(yè)化生產(chǎn)廠。公司具有50多年的制造經(jīng)驗(yàn),一直致力于滾動(dòng)功能部件的研究與生產(chǎn),是我國(guó)滾動(dòng)功能部件標(biāo)準(zhǔn)(滾珠絲杠副、直線導(dǎo)軌副)主要起草單位,國(guó)家高速主軸標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位,國(guó)家滾珠絲杠副標(biāo)準(zhǔn)工作組組長(zhǎng)單位,中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)單位。
公司主要產(chǎn)品包括滾珠絲杠、直線導(dǎo)軌、CNC工作臺(tái)、電主軸、機(jī)械主軸、動(dòng)靜壓主軸、梯形絲杠等。公司精密主軸、主軸單元市場(chǎng)占有率全國(guó)第一位,滾珠絲杠副市場(chǎng)占有率居全國(guó)前三位,梯形絲杠為全國(guó)唯一部?jī)?yōu)產(chǎn)品?!案咚倬茈娭鬏S”、“高速精密滾珠絲杠副”被科技部認(rèn)定為“國(guó)家級(jí)火炬計(jì)劃重點(diǎn)新產(chǎn)品”。
近年來,新競(jìng)爭(zhēng)者紛紛入圍,行業(yè)有望進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展階段。近年來多個(gè)上市公司也開始布局絲杠導(dǎo)軌業(yè)務(wù),在絲杠導(dǎo)軌業(yè)務(wù)上投入了大量的資金與人力,結(jié)合民營(yíng)企業(yè)靈活的管理決策優(yōu)勢(shì),有望推動(dòng)行業(yè)更加快速發(fā)展,實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化替代。國(guó)內(nèi)新興的絲杠導(dǎo)軌企業(yè)包括恒立液壓、貝斯特、長(zhǎng)盛軸承、恒而達(dá)、南方精工等。
(6)恒立液壓
恒立液壓成立于2005年,是一家專業(yè)生產(chǎn)液壓元件及液壓系統(tǒng)的公司。公司從液壓油缸制造發(fā)展成為涵蓋高壓油缸、高壓柱塞泵、液壓多路閥、工業(yè)閥、液壓系統(tǒng)、液壓測(cè)試臺(tái)及高精密液壓鑄件等產(chǎn)品研發(fā)和制造的大型綜合性企業(yè)。
2021年,公司定增募資不超過50億元,其中14億元投向線性驅(qū)動(dòng)器項(xiàng)目。該項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后將形成年產(chǎn)10.4萬(wàn)根標(biāo)準(zhǔn)滾珠絲桿電動(dòng)缸、4500根重載滾珠絲桿電動(dòng)缸、750根行星滾柱絲桿電動(dòng)缸、10萬(wàn)米標(biāo)準(zhǔn)滾珠絲桿和10萬(wàn)米重載滾珠絲桿的生產(chǎn)能力。電動(dòng)缸具有更清潔、更簡(jiǎn)單且能效更高的動(dòng)力傳輸能力,在未來將有可能一定程度上替代傳統(tǒng)的液壓缸和氣動(dòng)缸。恒立液壓在資金實(shí)力、制造能力、技術(shù)團(tuán)隊(duì)上具有優(yōu)勢(shì),有望成為國(guó)內(nèi)絲杠領(lǐng)域新進(jìn)參與者中的佼佼者。
(7)貝斯特
貝斯特成立于1997年。公司主營(yíng)業(yè)務(wù)為研發(fā)、生產(chǎn)及銷售各類精密零部件及工裝夾具產(chǎn)品。公司利用在精密零部件加工領(lǐng)域形成的技術(shù)優(yōu)勢(shì)及自動(dòng)化生產(chǎn)線的柔性加工能力,為氣動(dòng)工具和制冷壓縮機(jī)等高端制造領(lǐng)域供應(yīng)精密零部件。
2022年1月,公司設(shè)立全資子公司“無錫宇華精機(jī)有限公司”,全面布局直線滾動(dòng)功能部件,主營(yíng)產(chǎn)品包括高精度滾珠絲杠副、高精度滾動(dòng)導(dǎo)軌副等,瞄準(zhǔn)高端機(jī)床領(lǐng)域、半導(dǎo)體裝備產(chǎn)業(yè)、自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)三大市場(chǎng)進(jìn)行大力開拓。
(8)長(zhǎng)盛軸承
長(zhǎng)盛軸承成立于1995年,公司是專門從事自潤(rùn)滑軸承的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高新技術(shù)企業(yè)。公司直線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用免維護(hù)的滑動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),所有滑動(dòng)單元均采取經(jīng)過耐磨優(yōu)化的CSB-EPB材料制成,而所有的軸或?qū)к壘捎帽砻嬗不幚淼匿X合金或不銹鋼制成。合理的材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了CSB-LMS直線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)長(zhǎng)期免維護(hù)、耐灰塵、抗腐蝕和低噪音。
(9)恒而達(dá)
恒而達(dá)創(chuàng)建于1995年,是一家專注于金屬新材料領(lǐng)域的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè),主要從事模切工具、鋸切工具、裁切工具等金屬切削工具研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,并逐步延伸至產(chǎn)業(yè)鏈下游,為客戶提供配套智能數(shù)控裝備。恒而達(dá)近期開始發(fā)展直線導(dǎo)軌業(yè)務(wù),預(yù)計(jì)年底建成直線導(dǎo)軌業(yè)務(wù)產(chǎn)線,明年上半年有望量產(chǎn)推向市場(chǎng)。作為直線導(dǎo)軌業(yè)務(wù)的新進(jìn)入者,公司將重點(diǎn)提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性,優(yōu)化產(chǎn)品性能,豐富產(chǎn)品規(guī)格型號(hào),力求縮短市場(chǎng)對(duì)公司產(chǎn)品的認(rèn)可時(shí)間。
(10)南方精工
南方精工是一家專業(yè)從事傳動(dòng)領(lǐng)域軸承及其相關(guān)零部件的制造和研發(fā)的公司。公司主要生產(chǎn)滾針軸承、單向離合器和單向滑輪總成,其系列產(chǎn)品已為多家世界500強(qiáng)企業(yè)以及全球諸多著名公司配套。公司滾珠絲杠產(chǎn)品目前主要用于汽車行業(yè)。
(11)匯川技術(shù)
匯川技術(shù)創(chuàng)立于2003年,專注于工業(yè)自動(dòng)化控制產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,定位服務(wù)于高端設(shè)備制造商。2023年5月,匯川技術(shù)正式完成對(duì)韓國(guó)SBC Linear Co.,Ltd.(簡(jiǎn)稱“SBC”)的收購(gòu),SBC公司產(chǎn)品主要包括:滾珠直線導(dǎo)軌(Ball Guide)、滾柱直線導(dǎo)軌(Roller Guide)、軋制絲杠和搬運(yùn)用滑軌,產(chǎn)品在精度保持性、噪聲、剛性等指標(biāo)居于行業(yè)前列。此次收購(gòu)新增了精密直線導(dǎo)軌產(chǎn)品線,將強(qiáng)化匯川技術(shù)的多產(chǎn)品組合方案能力,助力匯川技術(shù)成為領(lǐng)先的精密機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)品及解決方案供應(yīng)商。
(12)五洲新春
五洲新春是一家集研發(fā)、制造和服務(wù)為一體的綜合型企業(yè)集團(tuán),主要生產(chǎn)軸承及汽車配件等高端精密零部件。公司主要產(chǎn)品包括軸承、軸承套圈、風(fēng)電滾子、汽車配件等產(chǎn)品,公司也具備絲杠螺母制造能力。