全球化布局制造研发,寻求海外市场增量机遇

随着全球化进程的稳步推进,我们公司在国际化经营布局上取得了显著进展,已积累了丰富的海外运营管理经验。我们早先成功成为美国卡特彼勒的合格供应商,正式跻身全球高端工程机械配套体系。此后,我们在日本、美国和印度设立了子公司,并收购了日本服部精工和德国哈威InLine液压公司。近年来,我们还投资建立了墨西哥工厂。目前,全球范围内,我们拥有4个液压研发中心和9个生产制造基地,服务于全球2000多家顶级客户,业务覆盖20多个国家和地区,致力于为全球客户提供高效便捷的本土化服务。

在海外市场上,我们公司的营收持续增长,毛利率更是领先国内同行。2022年,我们实现了17.53亿元的海外收入,同比增长了41.9%,自2015年以来,我们的海外业务复合增长率高达28.54%,展现了高速的发展态势。从海外收入占比来看,2022年海外收入占比达到了21.4%,与2021年相比提升了8.1个百分点。虽然2015-2020年期间海外营收占比有所下滑,但这是因为国内工程机械市场进入了上行周期,其增速远超海外业务。在毛利率方面,我们公司的海外业务毛利长期稳定在35%左右,这远远超过了同行艾迪精密的8-10个百分点,凸显了我们在经营管理、成本管控和品牌效益方面的行业领先地位。

墨西哥项目即将投产,预计将为公司带来显著的业绩提升。在2021年,我们非公开发行募资50亿元,其中14.12亿元用于该项目的建设投资。该项目投产后,将具备生产工程机械用油缸200,440根、延伸缸和其他特种油缸62,650根以及液压泵和马达150,000台的能力。我们预计该项目将在2024年上半年逐步投产,这将有助于公司深入拓展美洲市场,避免贸易关税壁垒,提高交期和售后服务速度。据预测,项目达产后将为公司带来17.03亿元的业绩增量,占2022年总营收的20.8%,为公司的长期发展注入新的活力。

外延拓展滚珠丝杠业务,多元化发展打造第三成长曲线

丝杠主要分为三种类型:滑动丝杠、滚珠丝杠和滚柱丝杠。其中,滑动丝杠依靠滑动摩擦传递推力,无滚动体,传动效率较低。相比之下,滚珠丝杠和滚柱丝杠则配备了钢球或螺杆型滚动体,通过滚动摩擦传递推力,传动效率更高。特别值得一提的是,滚珠丝杠在传动效率、定位精度、传动可逆性、使用寿命以及同步性能等方面均优于滑动丝杠,因此,滚珠丝杠在行业中逐渐成为主流产品。

滚珠丝杠副是一种由丝杠、螺母和滚珠等部件组成的机械元件,它通过电机驱动丝杠旋转,利用内部滚珠螺旋传动将旋转运动转化为直线运动。为了精确控制丝杠副的位置和速度,通常会对电机进行闭环驱动控制。目前,滚珠丝杆传动和行星滚柱丝杆传动是两种常用的传动方式,这两种丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器中,以满足高精度、高效率的传动需求。

行星滚柱丝杠的传动方式与滚珠丝杠不同,它采用螺柱代替钢球进行传动。标准式的行星滚柱丝杠主要由丝杆、滚柱、内齿圈、保持架和螺母等关键部件组成。其工作原理是,当丝杆旋转时,滚柱会围绕丝杆的轴向进行公转,并同时围绕自身的轴线进行自转,通过这种方式将旋转运动转化为直线运动。

行星滚柱丝杠相较于滚珠丝杠,具备显著的优势。其高承载能力使得在相同体积下,滚柱丝杠拥有更大的接触面积,分散了承载力,从而减小了摩擦力并显著提高了使用寿命。此外,行星滚柱丝杠能够承受更高的输入转速,实现更高的直线速度,最高线速度可达2000mm/s,输入旋转转速可达5000rpm或更高。在体积方面,相同承载能力下,滚柱丝杠的体积比滚珠丝杠小2/3。同时,由于其独特的非圆弧螺纹设计,行星滚柱丝杠能够实现高精度的导程,适用于精密微进给的应用场景。值得一提的是,行星滚柱丝杠在运行时的振动和噪音更低,为用户提供了更加安静和稳定的工作环境。因此,行星滚柱丝杠已被广泛应用于航空航天、高精密机床、汽车、船舶与机器人等国家重点发展领域,成为这些行业中不可或缺的关键元件。

高端丝杠工艺复杂壁垒深厚,关键高端磨床仍由国外把控

丝杆的精度直接决定了其应用领域,而高精度丝杆则需要采用磨削工艺进行制造。精度的表示方法通常是通过在丝杆上任取一段300mm的长度,并确保这段长度内的误差都在指定的等级精度范围内。不同等级的精度对应着不同的应用领域。普通机械设备通常采用C7或C10级精度的丝杆,而数控设备则多使用C5或C3级精度,其中C5级精度在国内的数控机床中应用较为广泛。对于更高精度的要求,如航空制造设备、精密投影以及三坐标测量设备等,则常采用C3或C2级精度的丝杆。值得注意的是,C7和C10级精度的丝杆通常采用冷轧方法制造,而C5级及以上精度的丝杆则采用磨削方法制造,以确保更高的精度和质量。研磨级丝杆因其高精度特性,特别适合应用于对精度要求极高的场合。

滚珠丝杠按照工艺过程可分为冷轧滚珠丝杠和磨削滚珠丝杠两类。冷轧滚珠丝杠采用冷加工模具进行制造,这种生产方式具有高效率、低成本的特点,生产周期仅需几天。然而,由于制造过程中的一些限制,其精度相对较低,大约在P7级左右,因此更适用于对装备精度要求不高的传动部位。相比之下,磨削滚珠丝杠则注重产品的一致性和标准化,经过热处理、车削、磨削等多道工序的精细加工,其精度可以达到高达P1级。尽管生产周期较长,需要30天以上,但由于其高精度特性,更适合用于高精度设备的定位部件。

高端磨床是确保磨削工艺精度的核心设备,其技术主要掌握在国外主要厂商手中。在丝杠螺纹的加工中,磨削工艺能提供最高的精度,使得丝杠的精度可以达到最高的P0级。相比之下,旋风铣削和冷轧等方法更多用于粗加工阶段。目前,高端磨床市场主要由德国、日本等发达国家的厂商占据主导地位,而国内的产品主要集中在中低端市场,厂商众多,竞争激烈。然而,值得注意的是,西方国家在高档机床和技术出口方面对我国实施了严格的管制措施,这使得我国的高档机床行业面临着“卡脖子”的难题,限制了国内厂商生产高端产品的能力。

表面热处理工艺对丝杠的寿命具有决定性的影响,而丝杠不同部位所需的热处理工艺也存在较大的差异。热处理过程主要通过改变工件内部的显微组织结构或表面化学成分来增强其使用性能,这一过程通常不会改变工件的形状。其独特之处在于能够显著提升工件的表面内在质量,尽管这种提升往往无法通过肉眼直接观察。例如,在螺纹部分,热处理能够显著增强其表面硬度和耐磨性,这对于丝杠的长期运行至关重要。然而,热处理过程对设备稳定性、工艺流程的经验积累和技术人才的需求极高。如果设备技术落后或热处理工艺参数选择不当,可能会导致热处理质量不佳,甚至引发较大的变形。对于行星滚柱丝杠副来说,其主要损坏形式为接触疲劳磨损,不当的热处理工艺会显著缩短其使用寿命。因此,确保热处理工艺的精准性和可靠性是提升丝杠性能和寿命的关键。

滚珠丝杠市场是一个价值千亿级别的竞争赛道,而当前国内的需求与供给之间的缺口仍在不断扩大。滚珠丝杠的应用领域相当广泛,尤其在数控机床和机器人产业中得到了大量应用。作为关键的机械传动元件,滚珠丝杠的下游应用市场涵盖了工业机器人技术、管道场景等多个领域,而其终端市场则主要面向航空、制造、能源和公共事业等行业。随着制造业向数字化、智能化方向的转型升级与深入发展,数控机床和机器人产线的应用普及度日益提高。同时,滚珠丝杠在其他传统主要终端如航空航天军工、汽车、轨道交通、3C消费电子等领域的应用也在不断提升,其应用趋势正朝着多元化和不断扩大的方向发展。

国内滚珠丝杠市场的需求与供给之间存在显著的缺口。据华经产业研究院的数据显示,从2014年至2021年,我国滚珠丝杠的产需量缺口已从307万套扩大至423万套,而预计2022年的产需缺口将达到455万套。在这段期间,产需缺口的年均复合增长率约为4.69%。目前,国内滚珠丝杠的产量增长速度正在逐渐放缓,由之前的高速增长转变为中低速增长,而需求量却持续保持增长态势。随着我国高端装备制造业的不断发展,相关设备对精密传动的需求将不断增长,这将进一步提高对滚珠丝杠大规模量产能力的要求,并可能继续刺激产能的释放。

滚珠丝杠市场是一个规模庞大的千亿级别赛道。2022年,全球滚珠丝杠市场的总价值已超过千亿元人民币,相当于约230.5亿美元。展望未来,据观研天下数据中心的预测,到2030年,全球滚珠丝杠市场的规模有望膨胀至405.78亿美元,展现出巨大的增长潜力。在这其中,中国市场在全球滚珠丝杠市场中占据重要地位,其市场规模占全球总量的20%。截至2022年,中国滚珠丝杠市场的规模已达到47.5亿美元,显示出强劲的市场活力和广阔的发展前景。

滚珠丝杠市场主要由日本和欧洲的企业所主导。在全球滚珠丝杠市场的格局中,日本和欧洲企业共同占据了约70%的市场份额,其中前五大企业更是占据了市场份额的46%。这些主要制造商包括日本的NSK、THK,以及德国的博世力士乐等。在国内,虽然有一些知名的品牌如来自中国台湾的HIWIN、银泰,以及中国大陆的南京工艺、秦川机床等,但国内滚动部件制造商众多,多数还处于研发阶段,且大多数只具备单件生产能力。与海外的大规模量产企业相比,国内企业在生产能力和技术水平上仍存在一定的差距。

人形机器人产业的快速兴起为滚柱丝杠市场带来了显著的增长空间。尽管滚柱丝杠市场长期受到制造工艺的挑战、高端设备的稀缺以及市场需求的限制,其市场规模相对较小,但据Persistence Market Research的数据显示,全球滚柱丝杠市场规模在2022年约为2.85亿美元,并预计在2023年将增长至3亿美元。随着特斯拉Optimus人形机器人功能的不断迭代和升级,国内众多公司如优必选、小米、腾讯、字节跳动等纷纷涉足该领域,推动了人形机器人产业的蓬勃发展。这一趋势对滚柱丝杠市场的需求产生了积极影响,作为人形机器人相关产业链的重要零部件,滚柱丝杠的市场空间有望得到显著提升。

目前,我国滚柱丝杠市场的主要厂家以海外企业为主,其中Rollvis(瑞士)、GSA(瑞士)、Rexroth(德国)和Ewellix(瑞典)在市场份额上占据主导地位,分别占据了27%、26%、13%和12%的市场份额。尽管国内厂商南京工艺也有一定的市场份额,达到了8%,但在整体上,国产厂商的市场占有率仍有待提升。然而,从国产替代的预期来看,国内厂商在未来有望逐渐扩大市场份额,实现更广泛的国产替代。

国内滚珠丝杠生产技术在逐步追赶国外先进水平。国外滚珠丝杠技术起步比国内早了90年,经过上百年的积累,技术已经相当成熟,并且在高端应用领域有着广泛的应用。在高端丝杠制造和高端市场上,欧美和日本长期占据垄断地位。然而,随着国内制造业的快速发展,我们正逐渐从低端产业向高端产业转型。滚珠丝杠的下游应用领域,如新能源汽车、工业母机、工业机器人等正在逐渐兴起,同时新兴的人形机器人产业也为滚珠丝杠创造了新的应用场景和需求量。这些新兴领域的发展将有效促进国内丝杠产品技术水平的提升,推动国内滚珠丝杠产业向更高水平发展。

全球液压行业的领军企业博世力士乐是滚珠丝杆领域的重要参与者之一。除此之外,主要厂商还包括来自中国台湾的Hiwin Technologies、日本的黑田精密工业、NSK以及德国的舍弗勒等公司。尽管中国拥有众多滚动功能部件的制造厂商,但大部分企业的产品主要集中在中低档,品种相对单一,且技术含量不高。与国外相比,这些企业的制造工艺水平存在一定差距,目前尚未形成具有国际影响力的品牌。因此,中国自主品牌的突破仍待进一步努力。

拓展滚珠丝杠产业,开启第三成长曲线

丝杠项目预计将于明年逐步投产,根据公司的最新报道,新工厂的建设已经完成,目前各项基础设施建设正在进行最后的收尾工作。一旦全面完成,这座工厂将具备年产标准滚珠丝杆66万米、精密滚珠丝杆42.2万米、行星滚珠丝杆1万米、直线导轨100万米、标准滚珠丝杠电动缸10.4万根、重载型滚珠丝杆电动缸2.5万根以及行星滚柱丝杆电动缸1750根的生产能力。根据公司在公告中提供的单价预测,整个丝杠项目有望为公司带来至少62.96亿元的营收,这一数字占据了公司2022年营收的76.8%。预计从2024年上半年开始,该项目将逐步投产,并有望开启公司的第三增长曲线。

公司凭借先进的制造设备和深厚的精密加工制造积累,已在滚珠丝杠制造领域奠定了坚实基础。我们投资引进了全球领先的生产制造设备,并运用了先进的工艺技术,确保能够生产出高质量的精密部件。同时,我们拥有十余年的高精密液压件成型经验,良品率居行业前列。由于高精密液压件和滚珠丝杠在机加工和工艺流程上存在一定的重叠性,因此我们的精密加工制造能力和基础为滚珠丝杠产品的生产提供了有力的支撑。这些优势使得我们有能力在滚珠丝杠市场上脱颖而出,为客户提供卓越的产品和服务。

我们的高性能电动缸已经成功实现生产并交货,这标志着我们在电动缸技术与相关产品研发创新方面取得了重要突破。我们推出的CPA系列集成一体化电动推杆,以其卓越的设计和性能,能够应对极端严苛的工作环境。该系列产品具备过流、过压、温度等多重过载保护功能,确保了其稳定性和可靠性。CPA系列可广泛应用于农业机械、高空作业车平台、轨道交通、智能物流、能源发电等多个行业领域,能够有效替换原有的手动、气动及液压系统的执行机构。其高效、精准、快速的特点将大幅提高生产效率,满足客户的各种控制需求,为各个行业带来革命性的变革。

(恒立佳创是恒立集团在上海成立的一站式客户解决方案中心,旨在为客户提供恒立全球12个生产制造基地生产的液压元件、气动元件、导轨丝杆、密封件、电驱电控、精密铸件、无缝钢管、传动控制与系统集成等全系列产品的技术支持与销售服务。)

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