中國未掌控的53項核心技術5~8:工程機械、光學、軸承、碳纖維

在上一篇文章中介紹了中國未掌控的53項核心技術的前4項,分別是半導體制造、數控機床、工業機器人和精密儀器,感興趣的網友可以翻閱我之前的文章。

本篇文章繼續介紹第5~8項,上一篇文章中我已經說明,發佈這種“崇洋媚外”的文章我也是經過了“激烈”的思想鬥爭的,但是現在的中國並不缺乏讚美的聲音,但缺少人潑適量的冷水,為了幫助大家找到差距認清前進方向,我還是決定把文章分享給大家,希望中國製造繼續向高端闊步邁進!

5/ 高端工程器械

工程機械是裝備工業的重要組成部分。概括地說,凡土石方施工工程、路面建設與養護、流動式起重裝卸作業和各種建築工程所需的綜合性機械化施工工程所必需的機械裝備,稱為工程機械。它主要用於國防建設工程、交通運輸建設,能源工業建設和生產、礦山等原材料工業建設和生產、農林水利建設、工業與民用建築、城市建設、環境保護等領域。

中國未掌控的53項核心技術5~8:工程機械、光學、軸承、碳纖維

在這個領域美國卡特彼勒/terex分列第一/第三;日本小松/日立分列第二/第四;中國徐工排名第五,由於徐工的存在,使得中國在這個領域好在沒有缺席,但是前四被美國、日本企業霸佔,可見中國還有很大提升潛力。

中國未掌控的53項核心技術5~8:工程機械、光學、軸承、碳纖維

徐州工程機械集團有限公司成立於1989年3月,目前位居世界工程機械行業第5位,中國500強企業第150位,中國製造業500強第55位,是中國工程機械行業規模最大、產品品種與系列最齊全、最具競爭力和影響力的大型企業集團。

中國2016年大力發展基建,讓日本小松銷售額同比暴漲97%,日立暴漲42%,神鋼則增長了29%,什麼叫搭乘中國經濟發展的快車,這就是。如果這些工程機械能夠大部分由中國企業製造,也許中國GDP的增長速度還會更快一些!

歷史上最大擁有量產記錄的動臂塔吊(動臂自升式起重機)由日本株式會社IHI生產,在此之前IHI曾將起重力矩為5600tm的“前世界第一大”塔式起重機用於明石海峽大橋的主塔施工,動臂塔吊相比水平臂塔吊雖然造價昂貴起升變幅速度慢,但由於具有臂架在作業時變幅面積可控,不會對他物造成干擾,平衡穩定性高,起重量大,適合吊裝鋼筋混凝土等重型構件的優勢,成為當今大規模建築現場的主流母機。

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其實在此領域,IHI在本世紀初為自己的母工廠造過一臺起重力矩達到近20000tm(65m-300t)的巨無霸,不過僅此一臺不量產。

6/ 高端軸承

全球十大著名軸承企業排行榜:

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這個領域是日本、瑞典、德國、美國

的天下,中國目前雖然是全球最大的軸承生產和銷售基地,但還是老問題,生產廠家主要集中在中低端,高端軸承中國再次缺席。

軸承(Bearing)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(friction coefficient),並保證其迴轉精度(accuracy)。

我們的軸承和其他機械產品一樣,在尖端產品、可靠性、壽命等方面,與西方發達國家有著相當大的差距。以高速軸承來說,國內主機廠生產的動車組所用的軸箱,軸承品牌都來自歐洲、日本,中國自己生產的真空脫氣軸承鋼,無論質量穩定性還是疲勞壽命,都與國外高品質真空脫氣鋼存在一定差距。

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(美國空軍地勤人員正在維護F15戰鬥機的F110發動機風扇軸承)

哪怕是最常見的深溝球軸承——也就是兩個鋼圈中間套一圈鋼珠的軸承,國外先進產品的實際壽命一般為計算壽命的8 倍以上,最高可達30 倍以上,可靠性為98%以上。而國產軸承的壽命一般為計算壽命的3~5倍,可靠性為96%左右。差距還是很顯著的。這對於普通的運動機械來說,問題不算太大。但是在高端領域就很難接受了,因此國內航空軸承、高鐵軸承、機器人軸承等基本以進口軸承為主。無論運20、C919,離開了進口軸承都是很難飛起來的。

作為機械產品,軸承是無法取巧的基礎性零部件。軸承的性能主要取決於材料性能和加工工藝。作為世界第一鋼鐵大國,我們雖然在多數鋼鐵產品上已經碾壓了全世界,但在高強度、高耐磨軸承鋼的冶煉上,依然顯著落後於歐美和日本。在高精度機械加工方面的差距同樣是顯著的。

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(用來支撐渦扇發動機壓氣機轉軸的軸承)

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(航天飛機上使用的宇航軸承)

中國製造2025我們正在發力,中國軸承產業基礎要比芯片製造要好一些,按照國家規劃,到2025年,高速精密數控機床和高速動車組自主化率要達到90%,到2030年,大飛機軸承的自主化率要達到90%,中國軸承產業發展也還存在著巨大的挑戰和不確定性。

7/ 炭纖維行業

全球碳纖維企業排行,日本為主:

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炭纖維在新世紀和未來發揮著越來越重要的作用,高端軍事,工業,生活,汽車,飛機等等都離不開。炭纖維技術基本被日本東麗,東邦,三菱麗陽壟斷,目前中國T800還不能完美量產,東麗目前已經在發展T1100G了。

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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21-32億的炭纖維材料,波音也一樣。

繼碳纖維之後,源自日本的新材料SIC纖維將又一次推動世界技術革新,新一代飛機的發動機核心零部件將採用日本開發的新材料。美國通用電氣(GE)將在最新型發動機上採用日本廠商製造的重量輕、且具備高耐熱性的

碳化硅(SiC)纖維,宇部興產等日本2家廠商供應。

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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通用電氣GE將和日本石川島播磨重工,宇部興產聯合開發,以高壓氣體推動飛機前進的渦輪機的風扇葉片等4種零部件,從以往的鎳合金改為SiC材料。通過尖端材料的採用和設計調整,使GE9X的燃效比此前提高10%。

8/ 光學

我國光學鏡頭產業的發展與軍工技術密不可分,二十世紀六七十年代,我國光學企業主要為雲南、 四川、 福建等地的軍工企業。 國產民用光學鏡頭產業起步較晚, 2000年後才有部分光學企業涉足民用光學鏡頭市場。2008 年之前國內光學鏡頭市場基本上被日本、德國品牌所壟斷。

世界先進光學玻璃製造商有日本保谷光學Hoya,日本小原光學Ohara,日本住田光學Sumita,德國肖特光學Schott。

其中日本住田光學Sumita保有精密模壓而成的光學玻璃的,世界最高折射率,世界最低成形熔點,世界最多品種數量記錄。日本住田光學的光學玻璃無論在製造工藝,還是在產品種類上全面領先其他同行。

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光學領域最重要母機之一的大型衍射光柵刻劃機,全球只有3-4個國家有能力造,日立保有最高刻劃精度10000g/mm,直接影響光學領域的研究。

再舉個例子,世界第一行星探測能力的日本斯巴魯subaru昴星為世界最大單一主鏡片光學紅外天文望遠鏡,在目前發現的距地球最遙遠的10顆星系中有9個是科學家利用它發現的,其中包括最遠的那顆,並在2012年打破了新銀河的最遠觀測記錄。

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經吉尼斯世界紀錄認定的世界最精密光學天象儀——來自日本五藤光學。當今世界上最先進的光學天象儀能準確投影1億4千萬顆恆星,並且五藤光學和柯尼卡美能達加起來在此領域已握有全球7成左右份額。

近幾年來光學鏡頭產業迅速向中國大陸轉移,中國大陸正逐步成為世界光學鏡頭的主要加工生產地。成像像素升級的放緩, 給中國大陸的光學鏡頭企業留下追趕空隙,國產化替代正在加速。

在中高端光學鏡頭方面,以舜宇光學、聯合光電、宇瞳光學等為代表的國內企業經過持續研發積累,逐步打破了日本、德國技術壟斷,迎來發展良機,但距離真正成為世界頂尖企業還有比較長的路要走。

以上就是本文介紹的中國未掌控的53項核心技術第5到第8個,剩下的技術將在後續發文中逐步跟大家探討,感興趣的網友可以關注我,後續發文將陸續奉獻給大家,謝謝。


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