21世紀初中國急待掌握的五個核心技術

中國在生物製藥、精細化工、石油鑽探、計算機軟硬件等科技領域落後歐美日十幾年甚至幾十年的差距。不過,中國也有很多國外沒有的核心科技,如特高壓、高鐵、超高橋樑、碼頭設備等大型機械設備等等很多方面秒殺國外。

中國製造在工業底蘊和技術創新方面,確實還存在較大的不足。除了最近熱議的芯片,下面是中國現在急待掌握的五個核心技術,但也只是冰山一角。

1、超高精度機床

超高精度機床的加工精度能夠達到0.01-0.001μm(即達到納米級或接近納米級),幾乎是普通數控機床精度的一千倍,比精密加工還要高出一個數量級。

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超高精度機床技術最先進的是德國和日本。德國擁有哈默、巨浪、DMG、斯塔瑪等先進製造企業,日本擁有森精機、豐田、精工、美德龍等優秀企業。

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德日平均每年機床出口值超過100億美元,技術與銷量均領先世界一大截。例如,德國哈默是中小型五軸精密加工領域的絕對專家,其產品在複雜曲面加工、高速高精度加工方面具有極為明顯的優勢,在德國中小型模具製造五軸機床市場上的佔有率位居第一;

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日本精工製造了全世界最高精度的機床主軸,美國F22戰機的零部件也離不開日本超高精度機床的加工;全球超精密加工領域中精度最高的母機也是來自日本捷太科特,專為各種光學鏡頭和藍光鏡片模具進行超精密車削及研磨。

瑞士、意大利、美國等發達國家的超高精度機床也具有相當可觀的市場份額,技術水平均處於國際領先地位。

2、工業機器人

工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器裝置,它能自動執行工作,是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。

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今天的機器人四大家族,分別是日本發那科、安川電機,瑞典ABB,德國庫卡。其中最牛的是發那科——全球工業機器人銷售記錄保持者、利潤保持者以及技術領導者。德國庫卡最弱,其核心技術基本來自外購,目前已經被中國美的集團收購。

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工業機器人三大核心零部件的關鍵技術:控制器(控制技術),減速機,機器人專用伺服電機及其控制技術。

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一線廠家包括:發那科(日本)、安川(日本)、ABB(瑞士)、庫卡(德國); 二線廠商包括:Comau(意大利)、OTC(Daihen旗下 日本)、川崎(日本)、那智不二越(日本)、松下(日本)等等。

3、軸承

軸承是當代機械設備中一種重要零部件。它的主要功能是支撐機械旋轉體,降低其運動過程中的摩擦係數,並保證其迴轉精度。

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世界軸承市場70%以上的份額,被十大跨國軸承集團公司所分享。其中佔全球市場23%的美國、21%的歐盟以及19%的日本基本由日本NSK 等五大公司、瑞典SKF 公司、德國FAG 等兩家公司、美國Timken 等幾家公司所主導。

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同時,世界軸承行業的高端市場被上述企業所壟斷,而中低檔市場則主要集中於中國。而我國瓦軸等10家最大的軸承企業,銷售額僅佔全行業的24.7%,前30家的生產集中度也僅為37.4%。

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當前我們的設計和製造技術基本上是模仿,產品開發能力低,在某些核心技術的研發領域甚至還是空白。雖然對國內主機的配套率達到80%,但高速鐵路客車、中高檔轎車、計算機、空調器、高水平軋機等重要主機的配套和維修軸承,基本上靠進口。

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我國軸承工業製造工藝和工藝裝備技術發展緩慢,車加工數控率低,磨加工自動化水平低,全國僅有200多條自動生產線。

對軸承壽命和可靠性至關重要的先進熱處理工藝和裝備,如控制氣氛保護加熱、雙細化、貝氏體淬火等覆蓋率低,許多技術難題攻關未能取得突破。

軸承鋼新鋼種的研發,鋼材質量的提高,潤滑、冷卻、清洗和磨料磨具等相關技術的研發,尚不能適應軸承產品水平和質量提高的要求。

4、頂尖精密儀器設備

全球頂尖精密儀器設備排名前25家企業,美日德基本壟斷,其中美國10家,日本6家,德國4家,英國2家 。

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例如:醫療硬件的最高峰,全球僅有的6臺投入使用的重粒子癌放療設備有5套在日本,1套在德國,目前選擇不開刀而接受重粒子線放射治療的患者中有80%是在日本進行的。質子束放療加速器,也是由日本發明的,這套設備售價達2億多美元,目前全球裝機量不超過15臺。

5、

碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。碳纖維"外柔內剛",質量比金屬鋁輕,但強度卻高於鋼鐵,並且具有耐腐蝕、高模量的特性,在國防軍工和民用方面都是重要材料。

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國際碳纖維市場依然以日、美企業為主,日本東麗、東邦以及三菱佔據前三甲的位置,日本作為全球最大的碳纖維生產國,碳纖維技術、碳纖維生產質量和數量均在國際獨佔鰲頭。

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波音,空客是東麗的常客,空客在2010-2025期間要從東麗進口價值21-32億的碳纖維材料,波音也一樣。

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在飛機上,主翼和機身等部位將把鋁合金改為碳纖維增強樹脂基複合材料(CFRP)。從機身的CFRP採用比率來看,歐洲空中客車和美國波音的最新中大型飛機已經超過50%。在CFRP領域,日本企業的市場份額達到約7成。

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中國現在雖然有很多沒有的核心科技,但相信不久的將來中國必將獲得並掌握,希望有朝一日中國站在世界之巔。



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