如何看待五轴联动数控机床渗透率情况？

五轴联动数控机床渗透率持续提升。

性能： 五轴机床通过更高加工效率、更小占地面积与能耗带来经济性，对三轴机床具有一定替代性。5 轴 加工中心刀具在 X、Y 和 Z 轴上线性移动，并可绕 X 和 Z 轴旋转，可以从任何方向接近工件，同时进行 刀具直线运动，在整个路径上都可保持最佳切削状态；三轴加工由直线进给轴 X、Y、Z 进行加工，切削刀具 方向在沿着整个切削路径运动过程中保持不变，刀尖的切削状态不可能实时达到完美。

由于在加工过程中刀具对于工件的角度可以随时调整，避免了刀具的加工干涉，因此五轴联动数控机床可以 完成三轴联动机床不能完成的许多复杂加工。对于航空航天、汽车等领域的企业，新产品零件及成型模具形状日益复杂，精度要求也快速提高，因此具备高柔性、高精度、高集成性和完整加工能力的五轴数控联动机 床可以更好地解决新产品研发过程中复杂零件加工的精度和周期问题，大大缩短研发周期和提高新产品的成 功率。

新产品更新周期缩短，成本被迫降低，传统工艺不能满足交期要求。从汽车工业开始，几乎所有的工业领域 都面临着提高交货速度和降低生产成本的要求。在汽车制造业、家用电器行业、电子制造行业、纺织行业和 化妆品制造业的客户，都期望得到最精良的产品以及尽可能短的交货期。全球市场变化日新月异，为了及时 满足市场要求，供应链成员企业越来越注重柔性和灵活性，在选择合作伙伴时，将交货期看作关键因素，往 往选择那些能对市场需求进行快速反应的企业。而且，在全球供应链中，跨国公司纷纷实行“0 库存管理” 和“JIT 生产”（JIT 的基本原则是在正确的时间，生产正确数量的零件或产品，即时生产），要求我国出口制 造企业的交货周期越来越短、速度越来越快。

五轴联动大幅提升加工效率和质量。五轴可以从以下几个角度提升工件的表面加工质量：1） 使用长径比较 短的刀具，提升加工稳定性；2）减少放电的工艺，整个表面更均匀；3） 使用球刀的侧刃加工，提升工件 表面质量。用放电加工方法需要 6 个小时才能完成的部件，现在用五轴切削机床进行加工，只需要 77 分钟。 五轴联动数控机床加工效率相当于普通三轴机床的 2~3 倍。由于只需要一次装夹，无需等待操作人员频繁操 作，大幅缩减操作人员劳动强度。同时五轴机床还可以使用更短的刀具进行加工，提升系统刚性，减少刀具 的数量，避免了专用刀具的产生，大幅降低刀具成本。根据全球五轴机床龙头德马吉森精机披露数据，其使 用 10 台五轴机床替换 50 台立式五面加工机床，带来了更高加工量、更小占地面积，并且节约能耗 42%。 价格方面：五轴机床高价格、高成本基于其采用的数控系统、摆头等核心部件成本较高。目前国产数控系统、 功能部件技术成熟度不断提升，随着未来产量上升带来的规模效应，国产五轴联动数控机床成本将不断降低。 以科德数控为例，其自研数控系统对外售价低于西门子 840D 平均价格的 50%。公司的五轴机床定价约为 国外可对标产品售价的 1/2 到 2/3。同时，公司针对民用领域客户，打造了高性价比、高加工效率、高国产 化率的德创系列五轴机床，产品价格对标国外三轴机设备。全面的规格型号，能够满足民用市场对加工效率、 占地面积、节约人员等多样化经济性需求。

从技术成熟度和国内产业配套来看，国内已经实现从 0 到 1 突破。目前中国的机床行业已经出现了一批领 头羊企业，中国与机床制造强国的差距也在逐渐减小。科德数控率先突破了高端五轴联动加工中心，并且实 现了自主可控，公司各类型机床设备均配套自主研制的高档数控系统、伺服驱动、电机、电主轴、摆头、转 台等关键功能部件，整机自主化率 85%，国产化率 95%。科德数控在代表复杂精密零件制造能力的五轴联 动数控机床领域已经实现批量销售，且精度等性能指标不输国外先进水平。

从下游应用看，更新换代需求将提供抗周期动力，驱动行业从 1 到 100。新能源汽车、航空航天等领域对高 端金属切削机床需求旺盛，有望为国内企业带来成长机遇。五轴数控机床下游主要应用在航空航天、汽车、 军工等领域。根据 QY Research 数据，五轴机床在航空航天、汽车、军工三个行业的销量占比分别为 39.9%/24.3%/13.3%。其中汽车领域主要用于生产气缸缸体以及汽车零部件；航空航天领域主要生产飞机叶 盘、发动机等精密零部件。

受加工需求精细化、复杂化、定制化驱动，机床更新换代有望加速。目前大多数国内制造企业所使用的机床 仍以 2-3 轴为主（有趣的是，挖掘机不仅底盘可以前后行走，上面的驾驶室，挖斗和大臂组成的工作机构也可以绕着底盘旋转，具有 5 个自由度；而装载机装载机的底盘为四轮驱动底盘，前轮可以拐弯，后轮为固定 轴桥，驾驶舱和工作装置无法旋转，只有 3 个自由度。挖掘机、装载机结构上的差别与五轴、三轴机床十分 相似）。 且数控化率仍处于相对较低的水平，因此往往难以满足日益增长的加工精细度需求。现有设备的加 工水平与下游加工需求的不匹配，将推动机床的更新换代加速。

五轴联动数控机场渗透率：根据 MIR 数据：2021 年数控金属切削机床的市场规模 679 亿元。据观研天下数 据，2021 年国内五轴联动数控机床市场规模 80.3 亿元，占比达 11.83%，以此作为五轴联动数控机床渗透 率预测起点值。 五轴联动数控机床龙头市占率：2020 年国产五轴联动机床市占率前五厂商合计占比约 43%，单家厂商平均 占比约 8.6%，假设其 2021 年以挖掘机龙头市占率提升速度 2.38%增长，则 2021 年行业龙头市占率约为 10.98%。 五轴联动数控机床国产化率：根据科德数控招股说明书：2019 年国产五轴加工中心销售量为 780 台，若以 每年 10%的增速增长，则 2021 年国产五轴加工中心销售量约为 944 台，对应五轴联动数控机床国产化率约 为 17%。

根据我们的测算，2025 年中国数控金属切削机床市场规模将达到 890 亿元。五轴联动机床国内渗透率提升 至 22.95%，对应市场规模 204.26 亿元，其中国产占比 36.84%。国产五轴联动机床市场规模达到 75.25 亿 元，其中龙头市场占有率达 20.50%，对应营收规模约 15.43 亿元。

五轴联动数控机床作为金属切削机床中高端代表，随着国产化进程推进，性价比优势将逐渐显现，有望加速 替代以 2~3 轴为主的国内市场，预计渗透率将持续攀升。同时，随着行业集中度的持续提升，具有自主研发 优势的龙头本土制造商有望加速强占国内外竞争对手市场份额，步入高速增长轨道。