超高压水切割行业分析报告.doc

超高压水切割行业分析报告 超高压水切割行业超高压水切割行业 分析报告分析报告 超高压水切割行业分析报告 目目 录录 一 超高压水切割产品介绍一 超高压水切割产品介绍 7 1 超高压水切割技术原理 7 2 超高压水切割机的组成 7 1 超高压系统 7 2 数控水切割平台 9 3 超高压水切割技术的优点 10 4 超高压水切割与其他切割技术的对比及其比较优势 12 二 超高压水切割技术的实际应用领域二 超高压水切割技术的实际应用领域 16 1 金属材料加工领域 17 1 机械设备制造业 18 2 不锈钢制品业 19 3 建筑装饰业 19 4 轨道交通行业 20 5 压力容器行业 21 6 电力设备行业 22 7 航空航天业 23 2 玻璃加工行业 24 3 石材 陶瓷加工行业 26 4 汽车内饰件加工行业 26 5 复合材料加工行业 28 6 广告标识制作行业 29 7 其他领域 30 1 造纸行业 30 2 服装行业 31 3 制鞋行业 31 三 行业管理体制及相关政策三 行业管理体制及相关政策 32 超高压水切割行业分析报告 1 行业管理体制 32 2 行业政策 32 1 产业结构调整指导目录 2011 年本 33 2 2010 年度科技型中小企业技术创新基金若干重点项目指南 33 3 国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见 33 四 行业发展概况四 行业发展概况 34 1 全球超高压水切割机行业发展概况 34 2 国内超高压水切割机行业发展概况 35 1 产品研发及试应用阶段 1996 年 2002 年 35 2 市场导入阶段 2003 年 2007 年 36 3 成长的初期阶段 2008 年 2015 年 36 3 不同切割技术的产业化进程及对比 38 五 市场容量及市场前景分析五 市场容量及市场前景分析 40 1 超高压水切割机在切割领域的市场份额情况 40 2 超高压水切割机占切割市场份额不高的原因 42 1 水切割作为切割设备的产业化周期较长 发展时间相对较晚 42 2 超高压水切割机的压力等级存在进一步提升的空间 43 3 超高压水切割机的未来发展趋势及市场前景 43 1 超高压水切割机将不断向新的应用领域持续拓展 43 2 超高压水切割机在细分市场的应用将进一步深化 44 4 超高压水切割机的潜在市场容量分析 45 六 行业竞争格局六 行业竞争格局 46 1 国际竞争情况 46 1 高端市场 46 2 中低端市场 47 2 国内竞争情况 47 超高压水切割行业分析报告 七 行业市场化程度 所处的发展阶段七 行业市场化程度 所处的发展阶段 48 1 行业的市场化程度 48 2 行业所处的阶段 48 八 进入本行业的主要障碍八 进入本行业的主要障碍 49 1 技术壁垒 49 2 人才壁垒 49 3 品牌壁垒 50 4 市场推广及销售服务壁垒 50 九 影响行业发展的有利因素和不利因素九 影响行业发展的有利因素和不利因素 51 1 影响行业发展的有利因素 51 1 政策支持 51 2 应用范围较广 51 3 对传统切割方式的替代 52 2 影响行业发展的不利因素 52 1 行业推广成本高 周期长 52 2 产品认知度不高 53 十 行业技术水平 技术门槛及技术替代十 行业技术水平 技术门槛及技术替代 53 1 行业技术水平及技术门槛 53 2 行业技术未来发展方向 54 1 大功率超高压系统 54 2 高精度的数控切割机床 54 3 水射流技术在清洗领域的延伸 55 十一 行业经营模式及行业特点十一 行业经营模式及行业特点 56 1 行业经营模式 56 2 行业利润水平的变动趋势及原因 56 3 行业特征 57 超高压水切割行业分析报告 十二 上下游行业与本行业的关联性及其影响十二 上下游行业与本行业的关联性及其影响 57 1 上游行业与本行业的关联性及其影响 57 1 机械制造业 57 2 电子器件制造业 58 3 软件开发业 58 2 下游行业与本行业的关联性及其影响 58 1 金属材料加工领域 59 机械设备制造行业 59 不锈钢制品业 59 建筑装饰业 59 轨道交通行业 60 压力容器行业 61 电力设备行业 61 航空航天业 62 2 玻璃加工行业 62 3 石材加工行业 63 4 陶瓷加工行业 64 5 汽车内饰件加工行业 64 6 复合材料加工行业 65 7 广告标识制作行业 65 十三 行业内主要企业简况十三 行业内主要企业简况 66 1 国外主要企业 66 1 福禄国际 66 2 美国 OMAX 66 3 瑞典 KMT 67 4 瑞士百超 67 2 国内主要企业 67 1 沈阳奥拓福科技有限公司 67 超高压水切割行业分析报告 2 佛山永盛达陶瓷机械有限公司 67 3 广州华臻机械设备有限公司 68 4 南京大地水刀股份有限公司 68 超高压水切割行业分析报告 一 超高压水切割产品介绍一 超高压水切割产品介绍 1 超高压水切割技术原理 超高压水切割技术原理 超高压水切割技术属于先进制造技术 超高压水切割机 俗称 水刀 是一种基于超高压水射流高能量射流束应用于切割加工的新 型冷态切割设备 该项技术国际上起源于20 世纪70 年代 80 年代 开始进入商业应用 90 年代以后在发达国家逐步得到发展 超高压水切割机的工作原理是 超高压系统内增压器通过两级 增压 将普通水加压至300MPa 以上 由高压钢管将高压水输送至 切割头处 经过切割头内直径为0 1 0 3mm 左右的宝石喷嘴 形成 一束速度高达800 1000m s 具有极大动能的高速水射流 切割头 在数控机床的驱动下可对材料进行各种形状的切割加工 其中纯水 射流可直接切割软基性材料 如 纸 布 皮革 塑料等 若在水 射流中导入细砂 增加其质量 则加砂射流几乎可切割任何材料 如金属 石材 玻璃 陶瓷等 2 超高压水切割机的组成 超高压水切割机的组成 超高压水切割机主要由超高压系统和数控水切割平台两大部分 所组成 并配合水切割专用软件使用 1 超高压系统 超高压系统 超高压系统是水切割的动力来源 由增压器 主电机 液压系 超高压水切割行业分析报告 统 高低压水路系统 高压蓄能器和电气控制系统等组成 其中 增压器是超高压系统的心脏部件 其功能类似于人体的心脏 该部 件通过低压活塞的往复运动将液压能传递给高压活塞杆 由于低压 活塞比高压活塞杆面积大20 倍 因此该增压过程可使压力升高20 倍 高压活塞杆对水的不断推送最终产生连续的高压水流 增压器的核心零件包括高压缸 高压密封圈 高压进排水阀 陶瓷活塞杆等 其中高压缸是高压水的容器 高压密封圈的作用是 将高压水的水压保持并不泄露 高压进排水阀的作用是在低压状态 关闭高压排水阀 开启进水阀让低压水流入充满高压缸 而在高压 时则关闭进水阀 开启高压排水阀让高压水输出工作 陶瓷活塞杆 是高压水的活塞 该类高压零件都是直接承受高压水压力的零件 既要具有承受高压力而产生的的机械拉力 又要具有极好的耐脉动 变形的韧性 因此是高压系统的关键零件 由于增压器的工作压力在300Mpa 以上 且工作频率可达80 次 分钟 每天往复工作11 万多次 在极端压力和频率的工作环境之下 对高压缸 高压密封圈 高压进排水阀 陶瓷活塞杆等关键零件的 强度和耐疲劳性要求非常高 上述增压器零件均属于易损件 其设 计 加工制作的工艺成为增压器制造的核心技术 下图为增压器结构示意图 超高压水切割行业分析报告 液压系统是将电能转化为液压能 超高压蓄能器利用容积空间 吸收压力波动起稳压作用 使得输出高压水更为稳定 电气控制系 统的作用是保证超高压系统自身的稳定运行 同时负责与数控切割 平台的协调工作 2 数控水切割平台 数控水切割平台 数控水切割平台既是水切割的执行机构 又是工件支撑平台 数控水切割平台由床身 横梁 升降装置 工作台 数控系统 电 气控制系统 控砂阀 高压水开关和切割头等组成 切割头的作用 是通过小孔喷嘴释放高压水 实现压力能向动能的转变 从而形成 高速水射流束进行切割 在数控系统的控制下 切割刀头按照指定 程序运动 从而对工作台上的工件进行任意曲线的切割 高压水开 关的作用是控制切割头喷射的高压水快速开启 关断 控砂阀的作 用是根据切割过程的需要 在瞬间开启和关断磨料的供给 超高压水切割行业分析报告 3 超高压水切割技术的优点 超高压水切割技术的优点 超高压水切割作为一种新兴的冷态切割工艺 与其他切割方式 相比的最大特点是通过非热源的高能量射流来加工 切割中无热过 程 对所有材料的切面均不产生热效应 可以切割几乎所有的金属 和非金属材料 特别是对各种热切割方法难以或不能加工的材料 水切割的技术优势更为显著 具体而言 水切割主要具有以下优点 1 冷态切割品质优异 加工质量高 水切割是一种先进的冷 态切割工艺 加工时几乎不产生热量 对工件材料无热影响 因而工件 不会产生热影响区和热变形 不会造成材料的组织结构变化或变质 这对加工热敏感材料如钛合金尤为有利 切缝窄 提高材料利用率 一般而言 纯水切割其切缝为0 1 1 1mm 加砂切割其切缝在 0 8 1 5mm 之间 切面质量好 无飞边 仅在对韧性材料切割时会 残留细小毛刺 切面光滑 平整 无裂缝 无浮渣 水刀在工件上所 产生的横向及纵向的作用力极小 对材料不产生直接的表面压力 几乎 超高压水切割行业分析报告 不存在机械应力与应变 无工件变形 切割精度较高 可一次直接切割 成形 不需或易于二次加工 2 切割材料的广泛适应性 水切割是迄今为止适用性最强的 切割加工工艺方法 超高压水切割机几乎可以切割任何材料 因此 被誉为 万能水切割机 水切割可以分为纯水切割和加砂切割两大类 纯水切割主要用 于一些软基材料如泡沫 塑料等 加砂切割是在喷嘴处加入细砂 形成水砂混合射流 从而增加射流质量 提高射流的动能 实现对 硬质材料的切割 实践证明 超高压水切割机可用于各种软基与硬 质材料 导电与非导电材料 金属与非金属材料 塑性与脆性材料 复合材料等切割加工 可以切割200mm 以内的钢板或坚硬的大理石 花岗岩等 对于其它方法难以切割的材料如钛合金及各种复合材料 更是非常理想的加工手段 3 高度柔性化 自动化 水切割机可切割任意平面曲线和空间 轮廓 切入点和终结点可选在工件表面的任意一点 可作全方位的切 割 无切割方向的限制 能切割出任何复杂的图形 完成包括各种形 状 角度或斜度各种异形加工 另外 水切割机切割头体积小 移动方便 便于实现自动化控 制 操作方便 所有操作均可使用软件控制 降低工人劳动强度 4 具有绿色制造工艺特点 超高压水切割因其工作介质是水 在 切割加工过程中无尘埃 无污染 噪音低 无废气排放 有降温 灭 尘 润滑等作用 能够减少粉尘对于环境的污染 也不会损害人体健 超高压水切割行业分析报告 康 操作环境整洁 符合环保要求 提高了操作的安全性 5 加工成本低 与传统的冲 剪 车 铣加工方式相比 采 用水切割自动化加工 至少可节省4 5 道工序 从而减少加工时间并 降低制造成本 由于加工工具为高速高压水流 因此与传统刀具切 割相比 既减少了刀具准备 刃磨等时间 同时切割质量好而稳定 工艺一致性好 效率高 易于控制产品切割质量 除此之外 因为水切割加工工件所产生的边角料通常是整片形 式而非碎屑 可以再一次利用 采用计算机自动编程和自动排版套 料 提高材料利用率可达20 40 能有效的降低材料损耗 提 高经济效益 6 适合特殊环境切割 与热切割技术相比 超高压水切割不 会产生火花和有毒气体 可以有效地避免火灾的发生 同时 由于 水的冷却作用 工件温度较低 对于严禁明火作业以及易燃易爆材料 的加工 如核原料 废弹药 海洋石油钻井 地下煤矿 油田 大 型油 气储罐区以及油气输送管道 水下 泥浆 火灾救援 地震 救援等场合 激光 火焰 电脉冲 等离子等热切割方式明显不能 胜任 而水切割则可以做到安全切割 4 超高压水切割与其他切割技术的对比及其比较优势 超高压水切割与其他切割技术的对比及其比较优势 各种金属和非金属材料的切割加工是现代工业生产的重要工序 之一 工业生产中零件的几何形状和尺寸 绝大多数是通过切割工 艺来实现的 超高压水切割行业分析报告 近年来 切割技术的开发和应用取得了长足的发展 切割技术 也从传统的机械切割 火焰切割发展到包括等离子切割 激光切割 超高压水切割等在内的现代切割技术 现代工程材料切割的方法 大致都可以归纳为冷切割和热切割两大类 热切割基本原理是利用 高温使材料局部融化分离 最常见的有火焰切割 等离子切割 激 光切割 此外还有电脉冲线切割等 冷切割是在常温下利用机械方 法使材料分离 常见的包括刀具加工和新兴发展起来的超高压水切 割 超高压水切割与常用的切割技术对比情况如下 超高压水切割行业分析报告 激光切割 属于热切割工艺 原理是利用激光的热能束快速熔 融进行材料切割 该工艺切割精度较高 切割速度快 主要适用于 某些非金属材料 如塑料 皮革 纺织品 家俱 电子芯片 包装 印刷等 以及薄金属材料 主要适用于20 毫米以下 而对于较厚 金属以及陶瓷 石材 玻璃等热敏 脆性 耐高温材料则很少采用 另外像铜 铝等有色金属和复合材料 由于这类材料对光的反射 折射以及熔点不同等多种原因也不宜采用激光切割 相比之下 水 切割具有广泛的适用性 几乎不受材质的限制 目前可以切割厚达 200 毫米以内的金属及非金属材料 对于切割热敏 脆性 耐高温 材料以及有色金属 复合材料 软基材料等均能胜任 火焰切割 属于热切割工艺 其原理是利用燃气与氧的燃烧产 生高温束使金属材料融化而进行切割 是最常用 最简单的传统切 割技术 设备投资成本低 火焰切割目前主要适用于单件和零星材料的下料切割 其热变 形以及切割面的热效应问题不易解决 并且切缝宽 切割误差大 导致材料消耗和二次加工成本增高 等离子切割 属于热切割工艺 其原理是利用气体氛围中所发 生的等离子弧的热能熔化金属而进行熔割 等离子切割的自动化和 精度优于火焰切割 使得二次加工量略小于火焰切割 但热变形 热效应 废气排放等问题依然存在 等离子切割目前主要适用于中 板 碳钢的批量切割加工 电脉冲线切割 属于电加工工艺 原理是利用金属钼丝在绝缘 超高压水切割行业分析报告 性油中脉冲放电对金属材料的腐蚀作用进行切割 该方法切割精度 最高 但切割速度慢 切割效率非常低 且只适用于切割导电材料 目前主要用于金属模具的精密加工 水切割与之相比 速度快 效 率高 切割材料广泛 刀具加工 是一种机械加工工艺 刀具又称为刃具 在机械力 的作用下可用于材料的切割和加工 而用模具冲剪也是刀具的一种 其缺点是模具制造周期长 成本高 缺乏灵活性 目前主要适用于 单品种 大批量的材料平面切割 水切割与之相比的优势在于适用 于多品种 多规格的材料切割 且无需模具 不同切割技术在切割精度和切割材料适用范围的对比如下图 此外 在设备价格方面 激光切割 超高水切割 等离子切割 火焰切割 电脉冲线切割等切割设备均有多种配置水平的不同机型 各机型之间价格差异较大 其中 激光切割设备总体价格较高 目 超高压水切割行业分析报告 前常用的大功率机型价格一般在200万左右 中小功率机型 切割 5mm 以下 价格一般在20 50 万元之间 常用的数控等离子切割机 台面较大 因此设备价格也相应较高 一般在70 100 万元之间 火 焰切割机价格相对较低 常用机型价格在15 万元左右 电脉冲线切 割设备常用机型价格在8 20 万元之间 刀具加工设备主要分为冲床 和剪板机 数控冲床价格大约在70 100 万元之间 数控剪板机价格 约为15 万 20 万元 超高压水切割机中350Mpa 压力等级产品常用 机型价格在20 50 万元之间 大台面机型价格与等离子切割设备价 格相当 根据上述价格比较 激光切割设备投资成本最高 其次为等离 子切割 超高压水切割和刀具加工 电脉冲线切割及火焰切割设备 价格相对较低 综合以上分析 各种切割技术由于不同的特点及适用性 在切 割领域均各自占据一定的市场份额 由于材料切割的下游涉及各行 各业 不同行业的产品加工特性及要求千差万别 从而对切割加工 工具的选择呈现多样化特征 超高压水切割作为一种新型的冷态切 割工艺 与其他切割技术相比 材料切割适用范围最为广泛 在不 锈钢 有色金属 合金材料 复合材料等多种材料的切割领域展现 出独特的技术优势 客户使用比例逐步提高 而在玻璃异型加工 石材陶瓷拼花 汽车内饰件加工等领域 超高压水切割则由于其冷 态工艺 高度灵活性及自动化等优势显著 已呈现出逐渐替代传统 切割技术的趋势 超高压水切割行业分析报告 二 超高压水切割技术的实际应用领域二 超高压水切割技术的实际应用领域 作为一项真正的多功能 高效率冷态切割技术 超高压水切割 机凭借其独特的加工优势 目前已在许多工业领域得到了广泛应用 1 金属材料加工领域 金属材料加工领域 金属材料主要包括碳钢 不锈钢 有色金属 合金材料等 金 超高压水切割行业分析报告 属材料的切割 加工方法众多 各种加工手段并存 包括刀具加工 激光切割 火焰切割 等离子切割 电脉冲线切割 超高压水切割 等 各种切割手段各有优势 又都存在一定的局限性 各自占领了 一部分市场 其中超高压水切割属于冷态切割 具备热切割无法比 拟的优势 如不产生高温 不改变被切割材料的应力结构 不影响 切割材料的理化性能 不产生热反应区 不产生废油废气 适于复 杂形状和任意图案工件的加工等 在众多需进行金属切割加工的行 业中有着广泛的运用 用于各类机械制造行业中金属材料的下料和 成形加工 目前 超高压水切割机在金属材料切割领域应用较多的 行业包括 1 机械设备制造业 机械设备制造业 在制药机械 食品机械 包装机械 印刷机械 染整机械 环 保机械 烟草机械 电梯设备 农业机械等机械设备制造业 超高 压水切割机用于面板 支架构件及其他部件的切割和成形加工 该 类机械设备制造过程中呈现出所需材料多样 产品外观及精度要求 较高 非标件多等特点 传统切割方式在材料材质以及加工方式上 多存在一定的弊端 如小批量加工不经济 切割精度差等 而超高 压水切割技术克服了以上不足 水切割材料材质不受限制 可切割 各种平面异型图案 产品精度要求不是很高的工件 水切割可以一 次成型加工 精度要求高的工件 水切割加工后易于二次加工 超高压水切割行业分析报告 2 不锈钢制品业 不锈钢制品业 不锈钢制品是采用不锈钢材料为主要原料加工而成的生活 工 业用品 随着社会的进步和科技的发展 不锈钢制品在工业 以及 人们的生活各个领域的运用越来越广泛 常见的不锈钢制品如不锈 钢餐具 厨房器具 卫生洁具 五金配件 展柜货架 医疗器械等 不锈钢制品在制作前期需要大量的切割 裁剪工序 随着生活水平 的提高 人们对不锈钢制品的美观要求越来越高 传统的热切割工 艺 做工较为粗糙 会产生弧印 大大影响了不锈钢制品的美观程 度 而利用水切割技术 首先可以通过计算机编程 一次完成切割 与打孔的全部工序 切口 切面质量好 精确 无热变形 不需或 者利于二次加工 超高压水切割行业分析报告 3 建筑装饰业 建筑装饰业 应用于装饰领域的金属材料对切割表面和边缘的质量要求较高 要求切割平整 不变色 不变形 热切割工艺难以胜任 而水切割 是冷态工艺 完全能满足上述要求 因此水切割是金属装饰切割领 域的首选工艺 目前 家庭装修 工程装饰中使用大量的金属件 如金属门 金属字牌 铜字 艺术门窗 金属镂空装饰品以及楼梯 扶手等 在这些应用中 水切割的优势主要体现在 水切割可以切 割各种金属装饰材料 通过数控技术可以完成平面任意曲线的切割 可以一次成型加工出字体以及各种复杂 美观的地面图案和墙面壁 画 建筑装饰行业水切割应用图示 超高压水切割行业分析报告 4 轨道交通行业 轨道交通行业 主要用于高铁 地铁 动车组机车转向架 车体结构件以及金 属内饰等部件下料切割和加工 高速机车内部部件一般采用高强度 的优质钢材制造 均要求具有很高的动负荷承载能力和耐疲劳性 因此 所有这些零件的切割和加工均不采用热切割方式 因为任何 热切割工艺都会使材料边缘因过热而产生微裂纹 从而大大降低零 件的疲劳寿命 水切割因其冷切割的特点 不产生高温 不会改变 被切割材料的应力结构 不会使切割工件的切口产生裂纹 因而能 保证切割加工工件符合强度和耐疲劳性要求 使机车的安全性能得 到保证 同时铝材也是高速机车广泛采用的材料之一 目前高速机车车 体的材料主要为铝板 由于反光的原因 若采用激光切割铝板 易 损伤激光器镜片 从而大大增加激光切割加工的成本 且目前激光 切割机切割铝板的最大厚度在10mm 左右 而水切割不存在上述的反光等问题 水刀可以切割的铝板最大 超高压水切割行业分析报告 厚度可达200mm 同时水切割属于冷态切割 方便后续的二次加工 或者不需二次加工 5 压力容器行业 压力容器行业 压力容器应用于石油化工 海洋工程 热核电 纺织印染等广 泛领域 一般由热交换器 筒体 封头 法兰 密封元件 开孔和 管路 支座等部分构成容器本体 其中耐腐蚀压力容器制作的主要 材料多为钛合金 不锈钢 以及钛合金与普通钢板的复合体 容器 两端的圆形封头 以及封头面上的孔加工是关键工序之一 传统热 切割加工留余量大 热变形由此造成工序多 后续需要刀具再加工 且材料浪费较大 加工成本高 而采用超高压水切割工艺 运用常 见的机械制图软件进行图形的绘制 以及结合水切割专业软件完成 编程阶段 就可实现快速切割下料与开孔等工序 同时水切割还有 着无热变形 切缝窄 可一次成形等优势 大大提高了生产效率和 材料利用率 有效降低生产成本 超高压水切割行业分析报告 6 电力设备行业 电力设备行业 在电力设备行业中 大型变压器及高压开关柜的导电排 绝缘 骨架以及钣金制作中 需要大量的切割工艺 该类切割的特点是 加工零件大 批量小 形状变化多 开孔位置多变 而且多为铜材 和非金属绝缘材料 采用传统热切割存在在众多的不足 由于铜材 的反光性和贵重性以及绝缘材料的易熔性 激光 等离子和火焰切 割均不适用 水切割在切割过程中不受铜材反光的影响 切割绝缘 材料不会产生熔化 因此切割效果良好 精度较高 电力设备行业水切割应用图示 超高压水切割行业分析报告 7 航空航天业 航空航天业 航空航天制造业一直在不断追求飞行体的高强度 轻型化 相 应地对于硬性材料的切割需求不断增强 超高压水切割机在航空航 天领域 适用于切割钛及其合金 铬镍铁合金 黄铜 铝及其合金 不锈钢等材料 可用来切割飞机机身 机尾 机翼节 涡轮叶片 配电板以及厚度高达20mm 的钣金零件 凭借着无热影响 无飞边 仅会残留细小毛刺且易于清除 不用进行二次加工的优良特性 超 高压水切割机逐渐成为航空航天设备切割 加工的首选方案 此外 航空航天业中还使用水切割机来切割软性材料 比如飞 机的内饰件 包括软塑料 地毯 泡沫和织物座椅等 超高压水切割行业分析报告 2 玻璃加工行业 玻璃加工行业 当今 玻璃在各行各业中的使用越来越多 一方面促进了玻璃 行业的发展 另一方面也为玻璃行业 玻璃制品提出更多样化的需 求 水切割技术的加入 为玻璃制品的多样性 提供了一种快速方 便的解决方案 玻璃易碎 采用机械切割方式存在大量浪费材料的 现象 而激光 等离子等热切割方式则较少使用 人工切割方式则 效率较低 难以进行曲线切割 复杂图形切割更是无法胜任 而水 切割有着如下的优点 对于平面的玻璃 水刀切割可以加工出的任 何几何图形 切割尺寸精确 美观 切口处为磨砂状 切割时不产 生热量 切缝处不会引起划痕 安全 环保 易于甚至无需再加工 可进行任意曲线的切割加工和打孔 不需要模具 灵活方便 工件 不需特殊装夹 操作简单方便 切缝仅1mm 切面光洁 圆滑 无 爆边 切割范围宽 切割玻璃的厚度可达100mm 因水切割属非接触 式切割 不会造成玻璃破碎 特别对于夹胶玻璃 即两层玻璃中间 超高压水切割行业分析报告 夹一层塑料 的切割 传统用金刚石刀具加工方法由于上下玻璃切 缝难对齐 玻璃中夹胶层难以切割 切面胶层拉伸收缩变形等原因 难以在该种材料加工中应用 而用超高压水切割机切过三层的不同 材料却没有偏差 且不影响材料的性能 较好的克服了上述技术难 题 目前水切割已在家电玻璃 汽车玻璃 卫浴玻璃及建筑装饰玻 璃等领域有着大量的应用 在家电玻璃行业 水刀被用来切割油烟 机面板 煤气灶灶台 冰箱 空调显示器玻璃 微波炉面板 电视 机面板边框等 在汽车玻璃行业 水切割可以用于小汽车 大客车 卡车甚至农用车的前后挡风玻璃 车窗玻璃 车门玻璃等的切割和 开孔加工 在建筑装饰玻璃行业 水切割机可用于幕墙玻璃 门窗 玻璃 阳光房玻璃 玻璃门门夹 淋浴房玻璃门拉手孔 玻璃台盆 等的下料开孔 在室内装饰中各类异形 复杂形状和图案的玻璃也 大量采用水切割机进行切割加工 玻璃加工行业水切割应用图示 超高压水切割行业分析报告 3 石材 陶瓷加工行业 石材 陶瓷加工行业 在石材 陶瓷加工行业中 传统的切割方式通常为锯片切割 一般只能切割直线 需要切割曲线时 首先制作符合尺寸要求的模 板 经过初步切割后通过人工打磨的方式实现 灵活性不高 且噪 音大 粉尘多 效率较低 水切割加工石材陶瓷的优势明显 首先 切口平整 切割品质高 切割后不会在切口上边缘形成 爆边 现象 其次切割精度高 切割精度达到0 1mm 拼缝均匀 可以用来制作非 常复杂 美观的拼图和壁画 同时切割效率快 产品一致性 互换 性好 可实现自动套料功能与改善劳动环境 减少粉尘和噪音对操 作人员的影响 超高压水切割可以一次完成任意复杂形状的切割 为实现艺术创作提供了有效的工具 在大型的建筑以及家庭装饰中 广泛使用 大大提高了装修的档次 4 汽车内饰件加工行业 汽车内饰件加工行业 汽车内饰件包括汽车顶棚 地毯 仪表台 轮罩 门板内饰等 超高压水切割行业分析报告 通常是由PU PET EVA PVC 等热塑性板材和无纺毛毡热压成形 其材质对热敏感 加热后会产生变形 而且燃烧时会产生有毒气体 所以只能采用冷切割方法 汽车内饰件形状比较复杂 由不规则的空间曲线和曲面构成 并且在工件上往往要开多个安装孔 且开孔形状和孔的分布也不规 则 传统方法主要采用模具冲压成型后通过手工切割 开孔然后打 磨的方式进行加工 效率较低 且切割精度和一致性无法保证 尤其 是手工开孔时此问题更加突出 此外切割 打磨过程中易产生粉尘 噪音 需要模具 投资大 不适合现代汽车改型快的要求 而采用 超高压水切割机进行切割 具有高速 准确 一致性好的优点 最 大切割速度可达200mm s 切缝只有0 1mm 左右 并且大大提高生 产线的加工柔性 可以满足汽车行业改型快 批量小的特点 根据 实际对比 采用手工方式加工一只汽车仪表台 3 人需耗时45 分钟 而使用一台超高压水切割机自动化操作 且仅需八至十分钟即可完 成 超高压水切割行业分析报告 5 复合材料加工行业 复合材料加工行业 复合材料是由人造纤维 玻璃或碳等 和基体 塑料 陶瓷或 金属 组成的材料 常见的有玻璃纤维复合材料 碳纤维复合材料 芳纶纤维复合材料 超高分子量聚乙烯纤维复合材料 热固性树脂 基复合材料等 复合材料有硬基体复合 如以钛和普通钢等金属 陶瓷和塑料 玻璃纤维 碳纤维等常见 也有软基体复合 如塑料 和人造纤维等 复合材料具有非均匀性 各向异性的层复合结构 因此对复合 材料的切割是加工中的棘手问题 由于复合层中的材料热熔点不一 致 明显不宜用热切割的加工法 而传统的加工方法一般采用机械 切割 即用砂轮片和锯片进行切割 该方法容易产生两种缺陷 一 是切口损伤 即切口边缘附近产生出切口分层 撕裂 毛刺 拉丝 等现象 二是层间分层 即复合材料层与层间发生的分离 使构件 超高压水切割行业分析报告 内部组织变松 降低构件强度和其他性能 激光虽可以用于切割部 分复合材料 但激光切割会使热影响区纤维与基体脱粘 材料出现 焦化和热裂现象 切口宽度不均 切割端面会形成碳化层 损伤复 合材料 使材料局部破坏而造成性能降低 超高压水切割是解决上述问题的理想工艺 水切割由于是非接 触式冷加工工艺 加工中没有分层现象 材料也不会出现焦化和热 裂 超高压水切割速度快 实现瞬间切断 且加砂切割中的细砂还 有磨削的功效 使切面更平滑 光洁 尺寸精确 因此 水切割技 术是复合材料切割的最佳选择 6 广告标识制作行业 广告标识制作行业 水切割机在广告标识制作行业主要用于加工广告字体与异型图 案 包括铜 铝 不锈钢 PVC 有机玻璃等多种材料 广告标识 制作行业的特点是材料种类广泛 个性化制作要求较高 传统的加 工手段主要为冲床 雕刻机加工等 冲床加工需要事先开好模具 超高压水切割行业分析报告 但由于广告标识制作的多品种 小批量特点 导致该种方法的模具 成本较高 雕刻机工艺对所加工的材料范围较小 需要配套其他设 备 且会产生难闻气味和粉尘 而超高压水切割机在材料加工范围 方面几乎不存在限制 一般规模的广告标识制作厂商只需采购一套 水切割设备 即可以完成对各种材料以及各种复杂图形的加工 将 复杂工艺简单化 从而大大降低制作商的设备投资成本 7 其他领域 其他领域 除上述已广泛应用的领域之外 超高压水切割机在橡胶 塑料 皮革 布料 纸板 泡沫材料 竹木以及食品等材料的切割 加工 方面 同样具有独特的竞争优势 并在造纸 服装 制鞋等行业开 始得到初步的推广和应用 1 造纸行业 造纸行业 采用纯水切割机切割纸张 国外已有成功的运用 福禄国际 超高压水切割行业分析报告 KMT 都有用于纸张切割的水切割机销售 水切割机切割纸制品时 材料仅瞬间与水射流束接触且水射流非常细 仅切缝处轻微受潮 在造纸行业 水切割机主要用于纸板 纸箱 波纹纸板 瓦楞纸 纸衬垫板等包装用纸以及印刷用纸 壁纸 一次性纸尿片 卫生用 品等纸制品的修边 切尾和切割 与传统刀具切割相比 切割时被 切割材料不发生移位 切割过程中也不会产生灰尘 可以改善工作 环境 易于切割各种曲线 复杂形状 水切割纸张的效率也很高 如切一次性纸尿布 以往采用专机切割 速度为200 250 片 分钟 改用水切割机切割后提高到600 片 分钟 2 服装行业 服装行业 裁剪是服装加工工艺的前道关键工序 直接影响着后道工序的 效率以及服装成品的品质 以前 服装企业依靠手工作业的方式裁 剪物料 裁剪精度和裁片品质受人工技能水平的影响较大 且裁剪 效率相对低下 无法满足标准化 大规模服装生产的需要 制约了 服装企业生产效率和产品品质提升 近年来出现的数控裁剪机 包括数控机械裁剪机 以刀具为裁 切工具 数控激光裁剪机和数控水切割裁剪机等 推动了整个服 装产业的升级 发展 其中 数控水切割裁剪机的特点是切割中不 产生热量 对面料无损伤 无粉尘污染 可进行图形复杂的裁片 它克服了激光 刀具裁剪中难以消除的多层切割粘连的缺点 切割 厚度可达40 毫米 适宜于粘合衬 无纺布 化纤料等材料切割 超高压水切割行业分析报告 3 制鞋行业 制鞋行业 在制鞋行业 水切割机主要用于切割 裁剪有花样外形要求的 鞋底 鞋面 制鞋行业以前主要采用机械或手工裁剪方式 效率低 刀具易磨损 难于适应复杂图形的切割 用激光裁剪虽能获得很高 的效率 也能满足复杂图形的切割要求 但由于局部高温 材料会 热损 粘连 还会发出恶臭 使工作环境恶劣 使用水切割机裁剪 可以有效克服采用机械 激光裁剪存在的弊病 目前 广东 浙江等地已有制鞋企业从国外引进了水切割机 国内也有厂商开始研发用于切割皮革的水切割机 三 行业管理体制及相关政策三 行业管理体制及相关政策 1 行业管理体制 行业管理体制 超高压水切割机隶属于机械设备制造业 行业主管部门为国家 发改委 其针对本行业的主要职责有 组织拟订综合性产业政策 组织拟订高技术产业发展 产业技术进步的战略 规划和重大政策 协调解决重大技术装备推广应用等方面的重大问题 本行业由于在国内属于发展初期 目前行业整体规模较小 因 此尚未成立行业协会组织 本行业的学会组织是中国机械工程学会 流体工程学会喷射分委员会 其职责是作为政府与企事业单位之间 的桥梁与纽带 收集行业信息 进行产业发展的政策 环境 技术 和市场等方面的研究 为政府部门决策和制定产业政策提供参考 超高压水切割行业分析报告 2 行业政策 行业政策 超高压水切割是一种新型切割工艺 产品技术含量高 该行业 属于先进制造业 根据 国务院关于加快培育和发展战略性新兴产 业的决定 超高压水切割机作为数控机床类产品 属于战略性新 兴产业中的高端装备制造产业的范畴 1 产业结构调整指导目录 产业结构调整指导目录 2011 年本 年本 根据 产业结构调整指导目录 2011年本 规定 超高压水 切割机属于鼓励类中第十四类第30项 高能束流焊割设备 搅拌摩擦 复合热源等焊接设备 数字化 大容量逆变焊接电源 为国家产业 政策鼓励发展的行业 2 2010 年度科技型中小企业技术创新基金若干重点项目指南年度科技型中小企业技术创新基金若干重点项目指南 2010年度科技型中小企业技术创新基金若干重点项目指南 四 三 类第2项规定 本年度重点支持 1 可靠的数控系统和 驱动器的开发 2 高性能加工编程软件和应用软件的开发 3 中高档数控成套设备的开发 4 关键配套零部件 如 刀 库 机械手 转塔刀架 高速主轴单元 高速滚动元件 高速切削 工具等 的开发 第3项规定 本年度重点支持 1 工业机器人 的开发 2 有良好市场前景的服务机器人的开发 3 水切割 机器人 激光切割机器人的开发 4 AGV以及制造工厂的仓储 超高压水切割行业分析报告 物流设备的开发 5 其他机器人周边设备的开发 超高压水切割 机符合上述两项规定所重点支持的范畴 3 国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见 2006 年2 月13 日国务院印发的 关于加快振兴装备制造业的 若干意见 要求发展大型 精密 高速数控装备和数控系统及功 能部件 改变大型 高精度数控机床大部分依赖进口的现状 满足 机械 航空航天等工业发展的需要 以结构调整为主线 优化 装备制造业产品和产业结构 重点发展具有自主知识产权的重大技 术装备和重要基础装备 在立足自主研发的基础上 通过引进消化 吸收 努力掌握核心技术和关键技术 实现再创新和自主制造 大 力发展高新技术产业装备 通过与国外具有先进技术水平的企业合 作 广泛开展联合设计 联合制造 逐步实现自主制造的目标 全 面提升一般机械装备的制造水平 充分运用市场机制 进一步提高 装备的产品质量和技术含量 降低生产成本 增加产品的附加值 积极发展高效 节能 低 零 污染的优势产品及清洁制造技术 逐步淘汰落后产品及制造技术 在立足自主研发的基础上 通过引 进消化吸收 努力掌握核心技术和关键技术 合理规划确定我国 装备制造产业布局 形成一批重点突出的产业集群和装备制造集中 地 调整进口税收优惠政策 加大对重大技术装备企业的资金 支持力度 超高压水切割行业分析报告 四 行业发展概况四 行业发展概况 1 全球超高压水切割机行业发展概况 全球超高压水切割机行业发展概况 十九世纪中叶 人们就开始进行高压纯水射流的研究和利用 但早期的技术发展缓慢 1936 年美国和苏联的采矿工程师成功地利 用高压水射流方式进行采煤和采矿 到1956 年 前苏联利用 200MPa 压力的高压水流切割岩石 1971 年世界第一台高压纯水射 流切割设备研制成功 人们开始利用水射流进行精密加工 1979 年 Mo haned Hashish 博士发明了在普通水刀中添加石榴石作为砂料的 工艺 凭借这种工艺 含有砂料的水刀能够切割几乎任何材料 此 后 加砂水刀开始被用于切割金属 玻璃和混凝土 并逐步推广到 其他各个领域 水射流加工技术得到飞速的发展 在市场推广方面 1983 年 世界上第一套商品化的加砂水切割 系统问世 被用于切割汽车玻璃 20 世纪90 年代以来 超高压水 切割机开始在全球范围内得到大力推广 逐步实现了商业化 目前 已有20 000 多台超高压水切割机在数十个国家几十个行业应用 可 切割500 余种材料 产品市场销售年增长率超过20 参考资料 金属加工 2008 年第3 期 2 国内超高压水切割机行业发展概况 国内超高压水切割机行业发展概况 1 产品研发及试应用阶段 产品研发及试应用阶段 1996 年年 2002 年 年 20 世纪70年代 南京理工大学 中国矿业大学等国内高等院校 超高压水切割行业分析报告 开始超高压水射流技术的实验室研究 最初的研究方向主要是用于 地矿开采 20世纪90年代中期开始了商业化研究和应用 1996年 大地水射流自主研发的国内第一台商品化 超高压数控万能水切割机 问世 被誉为 中国第一水刀 1996年 2000年期间 超高压水切割 机主要应用领域是石材 陶瓷加工及装饰行业 2000年以后开始逐 步应用于不锈钢 玻璃等材料切割 但早期由于技术不成熟 系统 压力在300Mpa以下 且产品性能不稳定 市场接受程度不高 因此 1996年 2002年期间 国内超高压水切割机行业大体仍处于产品研发 和试应用阶段 下游行业的用户大多数仍持观望态度 市场推广进 程缓慢 2 市场导入阶段 市场导入阶段 2003 年年 2007 年 年 随着超高压水切割机在石材陶瓷 玻璃等行业的成功应用 其 逐渐向金属加工各个领域以及软基材料 复合材料加工等多个行业 延伸 此外 中国的制造业在加入WTO 以后整体进入快速成长期 也为该项新工艺 新装备的广泛应用创造了良好的基础 市场应用 前景逐渐明朗 2003年以来 超高压水切割技术良好的市场前景吸引了国内多 家厂商先后进入该行业 纷纷研发和生产适用于不同应用领域的超 高压水切割机产品 同时 福禄国际等国外厂商认识到中国巨大的 市场潜力 纷纷在国内设立子公司或办事处 以占领市场先机 上 述厂商共同推动了超高压水切割机在中国市场的产业化进程 为超 超高压水切割行业分析报告 高压水切割技术的持续提升 市场应用领域的不断扩大发挥了积极 作用 由此 国内超高压水切割机行业开始进入市场导入阶段 3 成长的初期阶段 成长的初期阶段 2008 年年 2015 年 年 2008 年以来 随着技术的进一步成熟 市场认知程度不断提高 该产品的竞争优势逐步显现 从而在金属材料 软基材料 复合材 料等更多的下游行业被广泛接受 目前 全国已有6 000 多台超高 压水切割机投入使用 应用领域包括机械制造 不锈钢制品 轨道 交通 建筑装饰 压力容器 玻璃 石材 陶瓷 复合材料 汽车 广告标识制作 航空航天等数十个行业 国内超高压水切割行业已 进入成长的初期阶段 在该发展阶段 超高压水射流切割技术较为成熟 系统最高压 力已提升至420Mpa 达到国际先进水平 产品性能稳定 在整个切 割设备领域呈现出与其他切割技术互补和部分替代的特征 并被绝 大多数的制造和加工行业广泛接受 但由于超高压水切割机对于下 游用户来说属于固定资产投资 切割设备的更新替代是一个渐进过 程 因此 虽然该阶段整个行业的成长性明显高于导入期 每年的 增长速度均能保持在30 以上 但总体市场规模仍然不大 在国内 切割设备市场的占比不到5 未来市场空间巨大 2003 年 2010 年国内超高压水切割机市场销量及其增长情况 超高压水切割行业分析报告 上图显示 2003 年以来国内超高压水切割机行业保持良好的发 展趋势 产品市场销量年均增长率达到39 随着超高压水切割机国家标准于2011 年7 月1 日正式执行 超 高压水切割技术创新的持续升级 应用领域的进一步深入拓展 市 场认知度的不断提高 预计2015 年以后国内超高压水切割机行业将 进入快速发展期 国内超高压水切割机行业成长与发展历程如下图所示 超高压水切割行业分析报告 3 不同切割技术的产业化进程及对比 不同切割技术的产业化进程及对比 在当前众多的切割技术中 刀具加工和火焰切割属于传统的切 割技术 应用时间较早 目前仍是机械制造中常用的两种切割方法 市场培育较为成熟 等离子切割最早出现于1955 年 美国Linder 公司第一次将钨 极氢弧焊枪改装成切割铝板的切割枪 标志等离子切割工艺在工业 生产中应用的开始 我国的等离子切割技术起步于20 世纪80 年代 当时主要是为解决不锈钢和有色金属的切割 先后开发了氢 压缩 空气 氮 氧等多种气体等离子弧切割及水再压缩等离子切割等多 种工艺方法 以适应不同的需要 90 年代以后 随着产品质量和使 用性能的提升 等离子切割市场得到了快速发展 参考资料 我国切割技术的应用现状及发展趋势 机械工人 热加工 2004 年第5 期 电脉冲线切割技术自20 世纪60 年代以来经过30 多年的不断发 超高压水切割行业分析报告 展和完善 现已成为模具加工不可缺少的装备 也是中国模具生产企 业中装备数量最多的电火花加工机床 参考资料 浅谈电火花 线切割加工 机械工程与自动化 2009 年第3 期 激光切割的工业应用始于20 世纪70 年代初 20 世纪80 年代 以后 随着经济全球化的发展 越来越多的工业化国家发现激光加 工在替代传统制造技术上有着巨大的潜在需求 纷纷发展激光产业 日本及欧洲地区尤其是德国在激光产业上迅速崛起 激光的商用日 趋广泛 近十年来 随着激光加工技术的逐渐成熟 激光加工突出 的优势在各行业的逐渐体现 全球激光设备制造业实现了较快的增 长 根据 工业激光解决方案 ILS 统计 2008 年全球激光设 备销售规模约为63 6 亿美元 参考资料 武汉金运激光股份有限 公司招股说明书 前文所述 超高压水切割机的最初商业应用开始于20 世纪80 年代初 经过近30 年的产业化发展 2010 年左右进入快速成长阶 段 等离子切割 电脉冲线切割 激光切割及超高压水切割技术的 全球产业化进程对比如下 由于切割机属于固定资产投资类设备 产品更新换代周期较长 超高压水切割行业分析报告 导致新技术的产业化进程总体较慢 上表显示 不同切割技术从最 初开始应用到快速成长都经历了30 40 年较长的产业化周期 与等 离子切割 电脉冲线切割 激光切割等相比 超高压水切割技术的 应用时间相对较晚 因此该行业目前的市场规模较小 仍处于快速 成长的初期阶段 五 市场容量及市场前景分析五 市场容量及市场前景分析 1 超高压水切割机在切割领域的市场份额情况 超高压水切割机在切割领域的市场份额情况 根据GIA1发布的 WaterJet Cutting Machines A Global Strategic Business Report 超高压水切割机 全球战略产业报告 目 前全球切割工具市场总量约在110 亿美元左右 其中以激光切割为 主 占比达65 8 电脉冲切割和等离子切割分别占比12 7 和 8 8 而超高压水切割设备所占切割市场份额仅为5 1 2008 年全球切割工具市场不同切割技术所占份额对比 超高压水切割行业分析报告 2010年超高压水切割机全球销售总额约5 6亿美元 市场销售区 域具体分布如下 根据福禄国际公告的 2011 年投资者情况说明 超高压水切 割机未来在切割领域的潜在市场份额可以达到25 以上 即全球超 高压水切割未来市