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北京零件cnc精密加工定做助力大飞机,放飞“强国

时间:2022-09-03 10:12:27 点击:20次

2015112日,我国自主研制的国产大型客机C919正式下线,标志着我国正式跻身世界上少数几个具有大型客机研制能力的******。其中,机头、中机身-中央翼和后机身等部段大量采用钛合金材料,有效提升了机头的强度和零部件连接的紧固性。

一代材料,一代飞机,新材料产业对航空技术的发展具有重要的意义,可谓是航空产业发展的基础。与传统材料相比,钛合金具有密度小、比强度高、导热系数低、耐高温低温性能好、耐腐蚀能力强、生物相容性好等突出性特点,被广泛应用在航空、航天、舰船、兵器、电子、医疗等军用、工业和民用领域。随着航空业的发展,钛合金在飞机和发动机上的用量越来越多,近年发展尤其迅速。如***新型波音777钛合金材料占比仅有8%,***新型的波音787客机钛合金材料占比已经达到15%。此外,钛合金独有的抗炮击、断裂韧性高、疲劳裂纹速度慢等特点,使其在军用飞机的应用更加广泛。如美国F-22战斗机钛合金用量已经高达41%

目前,全球范围内与钛合金相关专利申请共计20526项,来自39个******或地区的总计5839位申请人,并在1999年后进入新的增长期,持续至今。

1.钛合金全球专利申请稳步增长,中国地区专利申请拉动明显增速更快。

全球钛合金技术起步较早,发展至今已经经历了两次发展阶段。其中******发展阶段开始于上世纪八十年代初,在1990年达到顶峰,随后受到美国经济衰退与日本经济泡沫破裂的影响,钛合金产业开始下滑,在从1997年亚洲金融危机中走出来不久,全球钛合金技术的发展进入新一轮增长期。

1钛合金技术领域全球首次申请的专利申请趋势变化

中国钛合金技术起步较晚,自1999年开始进入快速增长期,国内申请占据主导地位。在钛合金技术领域,共有4752件中国专利申请,从1985年至2014年间,中国专利申请先后经历了萌芽期与发展期两个阶段,在此期间,中国专利申请的增长率呈正增长趋势。自1999年开始,中国钛合金技术的专利申请量逐年大幅度提高,年申请量增长率保持在40%-50%2012年申请量达到峰值859件。

2钛合金技术领域中国专利申请趋势变化

2.全球钛合金技术专利98%集中在日、中、美、欧;专利布局的重点区域是日本、中国、美国及德国,其中日本的本土布局***多,欧洲的外来布局***多;中国的钛合金产业初步在国内形成一批技术优势区域。

钛合金技术的来源和布局呈现出明显的区域性,以日、美、中为主要专利产出国和目标国。其中日本的技术原创能力明显强于其它******。由于各国原创申请都会首先选择在本国布局,因此,日本的布局申请量也位居全球******。

3钛合金技术领域全球专利首次申请的申请量排名前十的******申请量份额

国内申请量排名前十的省市,均属于在钛合金产业链上中下游中具有自身明显优势的地区,例如四川、河南为钛资源聚集产地;黑龙江、贵州为海绵钛生产地;陕西、辽宁为钛材加工地;北京、上海则是具备较强的科研实力;江苏、广东则凭借雄厚的资金优势与中小企业发展下游应用产业,由此可见,国内钛合金技术专利申请量的区域分布状况与产业实际情况基本相吻合,也间接反映出钛合金产业的参与者在专利方面都具有较高的保护意识。排名前十的省市所拥有的申请量占到国内申请总量的77%左右,表明国内已初步形成一批技术优势区域,但从各省市的申请量份额来看,除陕西省具有明显的优势外,其他区域之间的份额差异都并不大,这也表明该领域当前在国内发展相对均衡,竞争与合作的空间巨大。

4钛合金技术领域专利申请量排名前十的国内省市申请量份额

如表1所示,欧洲的外来布局明显多于本土,说明其他******的申请人对欧洲市场的重视。中国尽管在总体布局申请量上排名靠前,但从国外来华布局量上可见,国外来华布局钛合金技术专利的申请量并不多,远远落后于中国本土申请量,表明国外申请人目前对中国钛合金市场并不看好,这也为我国发展自主技术创造了机会。

1主要技术原创国和布局国的专利申请状况

3.全球排名前十的申请人中,日本企业占******优势,钢铁企业成为日本钛合金技术发展主导者,美国仅占一席,应用型企业引领美国钛合金产业发展,全球整体专利集中度不高,中国缺乏优势企业。

日本企业明显领先,并形成集团优势,在全球申请量排名前十的申请人中,日本企业占据九席,美国占据一席,值得注意的是,尽管日本企业具有集团优势,但各申请人申请量所占份额均未达到垄断该行业技术的程度,排名******的神户制钢所与其他申请人之间的申请量份额相差并不大。此外,钢铁企业在排名前十的申请人中占有近半数名额,其中,前三名全部为日本知名钢企,可见,日本钛合金产业的主导者与推动者为大型钢铁企业,这也是日本选择的一条与其他******不同的发展道路。近年来,除神户制钢与东邦钛之外,其他企业的申请活跃度均处在低于平均水平的等级,这也从一个侧面反映出全球对钛合金技术的研发热情可能出现下降,这是由于申请量排名靠前的这些企业中,相当一部分为钢铁企业,其主营业务并不在钛合金领域,因此短期内的申请活跃度降低尚不能得出行业前景看空的结论。

5主要申请人重点区域专利布局

公司发展至今已拥有一批先进的进口设备 : 进口高精密CNC加工铣床,CNC高精密加工车床,北京精密零件加工,进口模型批量真空制作机, 高亮度uv机,喷漆房,烤漆柜,图标文字丝印机,镭雕激光机,喷砂机,打孔攻丝机、火花机、线切割设备等等。

在中国专利申请中,国外来华申请人的申请量普遍不高,相互之间的差异也并不显著,从申请人来源来看,日本与美国的企业仍是申请主力,其中,日本的钢铁企业与钛材专业公司各占一半,美国则是钛材专业公司与产品类公司各占一半,这也正好与两者所选择的钛合金产业发展模式相吻合,前者依托大型钢铁企业重点开展钛合金材料以及钛基材技术,而后者则依靠******扶持,重点发展军用钛合金产品,同时兼顾民用产品。

6钛合金领域专利申请量排名靠前的国外来华申请人申请量变化趋势

国内重点申请人则主要为大专院校以及科研院所,同时也有钢铁企业与钛材专业公司,整体而言,国内申请人结构相对合理,但由于企业在其中的占比偏少,因而导致专利技术转化率偏低。从国内外申请人近年来在华申请量活跃度指数可以看出,国内申请人研发投入热情普遍较高,这也反映出国内钛产业发展正向着好的方向发展;国外申请人中尽管有相当一部分出现申请量明显降低的趋势,甚至有必和必拓、富士乌兹克斯以及国际钛金属粉末三家公司出现几年间基本无相关专利申请的现象,但仍有在华专利布局呈现相对活跃的,尤其是一些专业从事钛金属加工生产的企业,这也反映出国外钛合金企业仍看好我国市场。

7钛合金技术领域专利申请量排名前十的国内申请人申请量趋势变化

4.钛基材制备技术是研发的重点;海绵钛技术前期研发较少,近期受价格上涨影响,关注度有所提升;钛合金材料技术已发展相对成熟;医疗、石化、航空等领域的钛部件制备技术目前是产业关注的热点。

全球范围内,钛基材制备技术目前仍是钛合金领域重点发展方向,其申请量占到全球总申请量的40%左右,而其中又以板带箔材***受关注,与之形成对比的是,与基材成品缺陷检测相关的检测技术目前的关注度尚显不足;钛粉、棒线丝材以及管材总体申请量保持在适当水平;相比而言,海绵钛制备技术的专利申请量***少,海绵钛的提取与冶炼技术多由掌握钛矿资源的企业主导进行,因此其发展受到资源存量的限制,但近些年海绵钛价格持续上涨,全球产量突破13万吨,诱发投资热潮,同时带动了一轮海绵钛制备技术的快速发展;在钛及钛合金材料制备技术中,与钛合金构成成份相关的申请占到2/3,表明通过合金成份的配比达到特定性能,并实现不同用途的发明仍是当前钛合金材料研发的关键;在钛部件制备技术中,医疗器材与设备的申请量***大,这其中主要包括采用钛合金制造的人体植入装置与假体,石油化工与航天航空领域的专利申请量也较多,主要是利用了钛合金耐腐蚀、耐高温与轻质高强的特性。总体来看,日本在钛合金各分支技术领域均占据着领先优势,神户制钢与新日铁申请量全面领先于其他申请人。中国在海绵钛制备以及医疗器械领域的申请量排名靠前,具有一定的技术优势。

5.国内申请人关注钛合金产业链中游技术研发,尝试向下游拓展;国外来华******布局技术重点各有侧重,下游技术布局值得我国企业关注。

在中国的钛合金技术申请中,更加重视钛基材制备技术与钛合金材料技术的研发,这与国内申请人以大专院校及科研院所为主有关,相比于钛部件制备技术研究而言,其更适合于开展基础性实验技术的研究工作;与全球技术分布状况有所区别的是,国内申请人目前在钛部件制备技术方面的投入偏低;我国钛资源储备量在全球排名靠前,尽管拥有的海绵钛制备技术专利申请量并不多,但相比于其他******而言仍具有数量优势;总体来看,我国申请人对于钛合金产业中游的技术关注较大,而对于产业链上游与下游相关技术的关注不足,这种状况不利于我国未来整个钛合金产业的健康发展。国内申请人近年来在钛合金技术的各分支技术上均保持了一定的研发热情;国外来华申请人仅对钛合金材料制备与钛基材制备技术维持了与历年平均水平相当的申请热情,而对于海绵钛制备及钛部件制备技术正在逐步放弃专利布局;同时,国内申请人在构成结构上过于偏重高校及科研院所,从而造成与钛合金材料及钛基材相关的基础性研究过多,即便存在一些钛材应用领域的技术创新,也难以转化为现实产品,不利于推动产业链的整体发展;国外则以产品类公司主导钛部件制备技术的创新研发与专利布局,在发展钛材应用技术的同时也能衍生出一定量有关材料构成与制造工艺领域的发明,促进全产业链发展。

图文:孙玮陈飚

来源:钛合金加工和制造专利分析和预警研究报告

(王澄、陈燕、王京、孙全亮、马克、侯艳嫔、李晓丽、陈飚、陈丽丽、郝桂亮、孙玮、赵哲、王瑞阳)

编辑:孙玮、王瑞阳

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