北京零件cnc精密加工定做助力大飛機，放飛“強國

時間：2022-09-03 10:12:27 點擊：466次

2015年11月2日，我國自主研制的國產大型客機C919正式下線，標志著我國正式躋身世界上少數(shù)幾個具有大型客機研制能力的******。其中，機頭、中機身-中央翼和后機身等部段大量采用鈦合金材料，有效提升了機頭的強度和零部件連接的緊固性。

一代材料，一代飛機，新材料產業(yè)對航空技術的發(fā)展具有重要的意義，可謂是航空產業(yè)發(fā)展的基礎。與傳統(tǒng)材料相比，鈦合金具有密度小、比強度高、導熱系數(shù)低、耐高溫低溫性能好、耐腐蝕能力強、生物相容性好等突出性特點，被廣泛應用在航空、航天、艦船、兵器、電子、醫(yī)療等軍用、工業(yè)和民用領域。隨著航空業(yè)的發(fā)展，鈦合金在飛機和發(fā)動機上的用量越來越多，近年發(fā)展尤其迅速。如***新型波音777鈦合金材料占比僅有8%，***新型的波音787客機鈦合金材料占比已經(jīng)達到15%。此外，鈦合金獨有的抗炮擊、斷裂韌性高、疲勞裂紋速度慢等特點，使其在軍用飛機的應用更加廣泛。如美國F-22戰(zhàn)斗機鈦合金用量已經(jīng)高達41%。

目前，全球范圍內與鈦合金相關專利申請共計20526項，來自39個******或地區(qū)的總計5839位申請人，并在1999年后進入新的增長期，持續(xù)至今。

1．鈦合金全球專利申請穩(wěn)步增長，中國地區(qū)專利申請拉動明顯增速更快。

全球鈦合金技術起步較早，發(fā)展至今已經(jīng)經(jīng)歷了兩次發(fā)展階段。其中******發(fā)展階段開始于上世紀八十年代初，在1990年達到頂峰，隨后受到美國經(jīng)濟衰退與日本經(jīng)濟泡沫破裂的影響，鈦合金產業(yè)開始下滑，在從1997年亞洲金融危機中走出來不久，全球鈦合金技術的發(fā)展進入新一輪增長期。

圖1鈦合金技術領域全球首次申請的專利申請趨勢變化

中國鈦合金技術起步較晚，自1999年開始進入快速增長期，國內申請占據(jù)主導地位。在鈦合金技術領域，共有4752件中國專利申請，從1985年至2014年間，中國專利申請先后經(jīng)歷了萌芽期與發(fā)展期兩個階段，在此期間，中國專利申請的增長率呈正增長趨勢。自1999年開始，中國鈦合金技術的專利申請量逐年大幅度提高，年申請量增長率保持在40%-50%，2012年申請量達到峰值859件。

圖2鈦合金技術領域中國專利申請趨勢變化

2．全球鈦合金技術專利98%集中在日、中、美、歐；專利布局的重點區(qū)域是日本、中國、美國及德國，其中日本的本土布局***多，歐洲的外來布局***多；中國的鈦合金產業(yè)初步在國內形成一批技術優(yōu)勢區(qū)域。

鈦合金技術的來源和布局呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域性，以日、美、中為主要專利產出國和目標國。其中日本的技術原創(chuàng)能力明顯強于其它******。由于各國原創(chuàng)申請都會首先選擇在本國布局，因此，日本的布局申請量也位居全球******。

圖3鈦合金技術領域全球專利首次申請的申請量排名前十的******申請量份額

國內申請量排名前十的省市，均屬于在鈦合金產業(yè)鏈上中下游中具有自身明顯優(yōu)勢的地區(qū)，例如四川、河南為鈦資源聚集產地；黑龍江、貴州為海綿鈦生產地；陜西、遼寧為鈦材加工地；北京、上海則是具備較強的科研實力；江蘇、廣東則憑借雄厚的資金優(yōu)勢與中小企業(yè)發(fā)展下游應用產業(yè)，由此可見，國內鈦合金技術專利申請量的區(qū)域分布狀況與產業(yè)實際情況基本相吻合，也間接反映出鈦合金產業(yè)的參與者在專利方面都具有較高的保護意識。排名前十的省市所擁有的申請量占到國內申請總量的77%左右，表明國內已初步形成一批技術優(yōu)勢區(qū)域，但從各省市的申請量份額來看，除陜西省具有明顯的優(yōu)勢外，其他區(qū)域之間的份額差異都并不大，這也表明該領域當前在國內發(fā)展相對均衡，競爭與合作的空間巨大。

圖4鈦合金技術領域專利申請量排名前十的國內省市申請量份額

如表1所示，歐洲的外來布局明顯多于本土，說明其他******的申請人對歐洲市場的重視。中國盡管在總體布局申請量上排名靠前，但從國外來華布局量上可見，國外來華布局鈦合金技術專利的申請量并不多，遠遠落后于中國本土申請量，表明國外申請人目前對中國鈦合金市場并不看好，這也為我國發(fā)展自主技術創(chuàng)造了機會。

表1主要技術原創(chuàng)國和布局國的專利申請狀況

3．全球排名前十的申請人中，日本企業(yè)占******優(yōu)勢，鋼鐵企業(yè)成為日本鈦合金技術發(fā)展主導者，美國僅占一席，應用型企業(yè)引領美國鈦合金產業(yè)發(fā)展，全球整體專利集中度不高，中國缺乏優(yōu)勢企業(yè)。

日本企業(yè)明顯領先，并形成集團優(yōu)勢，在全球申請量排名前十的申請人中，日本企業(yè)占據(jù)九席，美國占據(jù)一席，值得注意的是，盡管日本企業(yè)具有集團優(yōu)勢，但各申請人申請量所占份額均未達到壟斷該行業(yè)技術的程度，排名******的神戶制鋼所與其他申請人之間的申請量份額相差并不大。此外，鋼鐵企業(yè)在排名前十的申請人中占有近半數(shù)名額，其中，前三名全部為日本知名鋼企，可見，日本鈦合金產業(yè)的主導者與推動者為大型鋼鐵企業(yè)，這也是日本選擇的一條與其他******不同的發(fā)展道路。近年來，除神戶制鋼與東邦鈦之外，其他企業(yè)的申請活躍度均處在低于平均水平的等級，這也從一個側面反映出全球對鈦合金技術的研發(fā)熱情可能出現(xiàn)下降，這是由于申請量排名靠前的這些企業(yè)中，相當一部分為鋼鐵企業(yè)，其主營業(yè)務并不在鈦合金領域，因此短期內的申請活躍度降低尚不能得出行業(yè)前景看空的結論。

圖5主要申請人重點區(qū)域專利布局

公司發(fā)展至今已擁有一批******的進口設備 : 進口高精密CNC加工銑床，CNC高精密加工車床，北京精密零件加工，進口模型批量真空制作機，高亮度uv機，噴漆房，烤漆柜，圖標文字絲印機，鐳雕激光機，噴砂機，打孔攻絲機、火花機、線切割設備等等。

在中國專利申請中，國外來華申請人的申請量普遍不高，相互之間的差異也并不顯著，從申請人來源來看，日本與美國的企業(yè)仍是申請主力，其中，日本的鋼鐵企業(yè)與鈦材專業(yè)公司各占一半，美國則是鈦材專業(yè)公司與產品類公司各占一半，這也正好與兩者所選擇的鈦合金產業(yè)發(fā)展模式相吻合，前者依托大型鋼鐵企業(yè)重點開展鈦合金材料以及鈦基材技術，而后者則依靠******扶持，重點發(fā)展軍用鈦合金產品，同時兼顧民用產品。

圖6鈦合金領域專利申請量排名靠前的國外來華申請人申請量變化趨勢

國內重點申請人則主要為大專院校以及科研院所，同時也有鋼鐵企業(yè)與鈦材專業(yè)公司，整體而言，國內申請人結構相對合理，但由于企業(yè)在其中的占比偏少，因而導致專利技術轉化率偏低。從國內外申請人近年來在華申請量活躍度指數(shù)可以看出，國內申請人研發(fā)投入熱情普遍較高，這也反映出國內鈦產業(yè)發(fā)展正向著好的方向發(fā)展；國外申請人中盡管有相當一部分出現(xiàn)申請量明顯降低的趨勢，甚至有必和必拓、富士烏茲克斯以及國際鈦金屬粉末三家公司出現(xiàn)幾年間基本無相關專利申請的現(xiàn)象，但仍有在華專利布局呈現(xiàn)相對活躍的，尤其是一些專業(yè)從事鈦金屬加工生產的企業(yè)，這也反映出國外鈦合金企業(yè)仍看好我國市場。

圖7鈦合金技術領域專利申請量排名前十的國內申請人申請量趨勢變化

4．鈦基材制備技術是研發(fā)的重點；海綿鈦技術前期研發(fā)較少，近期受價格上漲影響，關注度有所提升；鈦合金材料技術已發(fā)展相對成熟；醫(yī)療、石化、航空等領域的鈦部件制備技術目前是產業(yè)關注的熱點。

全球范圍內，鈦基材制備技術目前仍是鈦合金領域重點發(fā)展方向，其申請量占到全球總申請量的40%左右，而其中又以板帶箔材***受關注，與之形成對比的是，與基材成品缺陷檢測相關的檢測技術目前的關注度尚顯不足；鈦粉、棒線絲材以及管材總體申請量保持在適當水平；相比而言，海綿鈦制備技術的專利申請量***少，海綿鈦的提取與冶煉技術多由掌握鈦礦資源的企業(yè)主導進行，因此其發(fā)展受到資源存量的限制，但近些年海綿鈦價格持續(xù)上漲，全球產量突破13萬噸，誘發(fā)投資熱潮，同時帶動了一輪海綿鈦制備技術的快速發(fā)展；在鈦及鈦合金材料制備技術中，與鈦合金構成成份相關的申請占到2/3，表明通過合金成份的配比達到特定性能，并實現(xiàn)不同用途的發(fā)明仍是當前鈦合金材料研發(fā)的關鍵；在鈦部件制備技術中，醫(yī)療器材與設備的申請量***大，這其中主要包括采用鈦合金制造的人體植入裝置與假體，石油化工與航天航空領域的專利申請量也較多，主要是利用了鈦合金耐腐蝕、耐高溫與輕質高強的特性。總體來看，日本在鈦合金各分支技術領域均占據(jù)著領先優(yōu)勢，神戶制鋼與新日鐵申請量全面領先于其他申請人。中國在海綿鈦制備以及醫(yī)療器械領域的申請量排名靠前，具有一定的技術優(yōu)勢。

5．國內申請人關注鈦合金產業(yè)鏈中游技術研發(fā)，嘗試向下游拓展；國外來華******布局技術重點各有側重，下游技術布局值得我國企業(yè)關注。

在中國的鈦合金技術申請中，更加重視鈦基材制備技術與鈦合金材料技術的研發(fā)，這與國內申請人以大專院校及科研院所為主有關，相比于鈦部件制備技術研究而言，其更適合于開展基礎性實驗技術的研究工作；與全球技術分布狀況有所區(qū)別的是，國內申請人目前在鈦部件制備技術方面的投入偏低；我國鈦資源儲備量在全球排名靠前，盡管擁有的海綿鈦制備技術專利申請量并不多，但相比于其他******而言仍具有數(shù)量優(yōu)勢；總體來看，我國申請人對于鈦合金產業(yè)中游的技術關注較大，而對于產業(yè)鏈上游與下游相關技術的關注不足，這種狀況不利于我國未來整個鈦合金產業(yè)的健康發(fā)展。國內申請人近年來在鈦合金技術的各分支技術上均保持了一定的研發(fā)熱情；國外來華申請人僅對鈦合金材料制備與鈦基材制備技術維持了與歷年平均水平相當?shù)纳暾垷崆椋鴮τ诤＞d鈦制備及鈦部件制備技術正在逐步放棄專利布局；同時，國內申請人在構成結構上過于偏重高校及科研院所，從而造成與鈦合金材料及鈦基材相關的基礎性研究過多，即便存在一些鈦材應用領域的技術創(chuàng)新，也難以轉化為現(xiàn)實產品，不利于推動產業(yè)鏈的整體發(fā)展；國外則以產品類公司主導鈦部件制備技術的創(chuàng)新研發(fā)與專利布局，在發(fā)展鈦材應用技術的同時也能衍生出一定量有關材料構成與制造工藝領域的發(fā)明，促進全產業(yè)鏈發(fā)展。

圖文：孫瑋、陳飚

來源：鈦合金加工和制造專利分析和預警研究報告

（王澄、陳燕、王京、孫全亮、馬克、侯艷嬪、李曉麗、陳飚、陳麗麗、郝桂亮、孫瑋、趙哲、王瑞陽）

編輯：孫瑋、王瑞陽