21世纪初中国急待掌握的五个核心技术

中国在生物制药、精细化工、石油钻探、计算机软硬件等科技领域落后欧美日十几年甚至几十年的差距。不过,中国也有很多国外没有的核心科技,如特高压、高铁、超高桥梁、码头设备等大型机械设备等等很多方面秒杀国外。

中国制造在工业底蕴和技术创新方面,确实还存在较大的不足。除了最近热议的芯片,下面是中国现在急待掌握的五个核心技术,但也只是冰山一角。

1、超高精度机床

超高精度机床的加工精度能够达到0.01-0.001μm(即达到纳米级或接近纳米级),几乎是普通数控机床精度的一千倍,比精密加工还要高出一个数量级。

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超高精度机床技术最先进的是德国和日本。德国拥有哈默、巨浪、DMG、斯塔玛等先进制造企业,日本拥有森精机、丰田、精工、美德龙等优秀企业。

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德日平均每年机床出口值超过100亿美元,技术与销量均领先世界一大截。例如,德国哈默是中小型五轴精密加工领域的绝对专家,其产品在复杂曲面加工、高速高精度加工方面具有极为明显的优势,在德国中小型模具制造五轴机床市场上的占有率位居第一;

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日本精工制造了全世界最高精度的机床主轴,美国F22战机的零部件也离不开日本超高精度机床的加工;全球超精密加工领域中精度最高的母机也是来自日本捷太科特,专为各种光学镜头和蓝光镜片模具进行超精密车削及研磨。

瑞士、意大利、美国等发达国家的超高精度机床也具有相当可观的市场份额,技术水平均处于国际领先地位。

2、工业机器人

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置,它能自动执行工作,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。

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今天的机器人四大家族,分别是日本发那科、安川电机,瑞典ABB,德国库卡。其中最牛的是发那科——全球工业机器人销售记录保持者、利润保持者以及技术领导者。德国库卡最弱,其核心技术基本来自外购,目前已经被中国美的集团收购。

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工业机器人三大核心零部件的关键技术:控制器(控制技术),减速机,机器人专用伺服电机及其控制技术。

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一线厂家包括:发那科(日本)、安川(日本)、ABB(瑞士)、库卡(德国); 二线厂商包括: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、轴承

轴承是当代机械设备中一种重要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体,降低其运动过程中的摩擦系数,并保证其回转精度。

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世界轴承市场70%以上的份额,被十大跨国轴承集团公司所分享。其中占全球市场23%的美国、21%的欧盟以及19%的日本基本由日本NSK 等五大公司、瑞典SKF 公司、德国FAG 等两家公司、美国Timken 等几家公司所主导。

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同时,世界轴承行业的高端市场被上述企业所垄断,而中低档市场则主要集中于中国。而我国瓦轴等10家最大的轴承企业,销售额仅占全行业的24.7%,前30家的生产集中度也仅为37.4%。

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当前我们的设计和制造技术基本上是模仿,产品开发能力低,在某些核心技术的研发领域甚至还是空白。虽然对国内主机的配套率达到80%,但高速铁路客车、中高档轿车、计算机、空调器、高水平轧机等重要主机的配套和维修轴承,基本上靠进口。

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我国轴承工业制造工艺和工艺装备技术发展缓慢,车加工数控率低,磨加工自动化水平低,全国仅有200多条自动生产线。

对轴承寿命和可靠性至关重要的先进热处理工艺和装备,如控制气氛保护加热、双细化、贝氏体淬火等覆盖率低,许多技术难题攻关未能取得突破。

轴承钢新钢种的研发,钢材质量的提高,润滑、冷却、清洗和磨料磨具等相关技术的研发,尚不能适应轴承产品水平和质量提高的要求。

4、顶尖精密仪器设备

全球顶尖精密仪器设备排名前25家企业,美日德基本垄断,其中美国10家,日本6家,德国4家,英国2家 。

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例如:医疗硬件的最高峰,全球仅有的6台投入使用的重粒子癌放疗设备有5套在日本,1套在德国,目前选择不开刀而接受重粒子线放射治疗的患者中有80%是在日本进行的。质子束放疗加速器,也是由日本发明的,这套设备售价达2亿多美元,目前全球装机量不超过15台。

5、

碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。碳纤维"外柔内刚",质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量的特性,在国防军工和民用方面都是重要材料。

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国际碳纤维市场依然以日、美企业为主,日本东丽、东邦以及三菱占据前三甲的位置,日本作为全球最大的碳纤维生产国,碳纤维技术、碳纤维生产质量和数量均在国际独占鳌头。

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波音,空客是东丽的常客,空客在2010-2025期间要从东丽进口价值21-32亿的碳纤维材料,波音也一样。

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在飞机上,主翼和机身等部位将把铝合金改为碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)。从机身的CFRP采用比率来看,欧洲空中客车和美国波音的最新中大型飞机已经超过50%。在CFRP领域,日本企业的市场份额达到约7成。

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中国现在虽然有很多没有的核心科技,但相信不久的将来中国必将获得并掌握,希望有朝一日中国站在世界之巅。



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