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我国刀具行业关键技术亟待加强

2012/3/4   浏览:3081

 在数控机床生产线上,与被加工零件最直接亲密接触的就是切削加工刀具,它可以切削各种金属,堪称“工业上的牙齿”,对机械制造业的发展起着至关重要的作用。也正是得益于这些性能日趋优异的切削加工刀具,航空航天、汽车制造、医疗器械、电子产品等行业,才创造出一个个工业奇迹,加工效率更高、生产成本更低、产品性能更优。
    据国家知识产权局2011年度专利分析普及推广项目《切削加工刀具行业专利分析报告》(下称《报告》)显示,中国切削加工刀具行业起步虽晚,但发展迅速,在技术方面已取得一些成绩,共提交相关发明专利申请1000多件。随着中国坐上世界机械制造业第一大国的交椅,中国切削加工刀具市场需求不断扩大,引来众多国外刀具大鳄的争相涌入。瑞典三特维克在华提交了250多件发明专利申请,日本住友电工在上海成立了销售公司,以色列伊斯卡与中国企业打起了专利侵权官司……目前洋刀具已占到中国市场份额的1/3,洋品牌在中国高端刀具领域占据了主导地位。
    与国外相比,我国在切削加工刀具领域专利申请总量较少,在关键技术方面竞争实力较弱。对此,专家建议,中国申请人应密切关注国外主要申请人的专利申请动向,加大对现代高效刀具技术的研发投入,同时,加强与最终用户企业的研发合作。
    现状外企抢食高端市场
    据相关资料显示,2010年我国切削加工刀具消费达330亿元,居全球第一;2011年我国刀具市场依然保持高速增长,比国际刀具市场容量增速快了3倍以上。“中国已成为全球最具发展潜力的刀具大市场。”中国机床工具工业协会工具分会名誉理事长沈壮行指出。
    诱人蛋糕自然吸引了国外众多刀具企业的抢食。据笔者了解,目前国内刀具市场1/3份额被国外企业所占有。“放眼中国刀具行业,活跃着大大小小世界知名的外资企业,尤其是高端刀具市场,国外企业占据绝对优势。其中,来自瑞典、日本和德国的刀具在中国进口刀具中占到62%的份额,而且这些刀具企业在华提交了大量的专利申请。”《报告》课题组负责人在接受中国知识产权报笔者采访时说。
    课题组分析发现,2000年以来,各国刀具巨头开始加强在华专利布局,其中瑞典和日本的专利申请量增长最为迅速,截至目前,瑞典三特维克在华已提交250多件发明专利申请,瑞典山高和美国肯纳的发明专利申请量均有110多件,以色列伊斯卡和日本三菱材料也均有80多件。
    《报告》还对国外在华主要申请人的专利申请进行了技术分析,结果显示,瑞典山特维克在切削加工刀具的铣刀、孔加工刀具、车刀、涂层、硬质合金等众多细分技术领域具有明显优势;瑞典山高和美国肯纳在铣刀、涂层领域占据一席之地,以色列伊斯卡和日本三菱则分别在铣刀和涂层方面具有一定的技术实力。
    问题关键技术有待加强
    国产数控机床只能配洋刀了吗?
    事实上,作为全球机械制造业第一大国和世界公认的刀具大国,中国虽然在现代切削加工刀具领域的起步晚于国外,但行业发展步伐较快,研发投入和专利申请量也在不断加大。

    《报告》显示,中国从上世纪90年代开始提交相关专利申请,从2001年开始,国内申请人在该领域的专利申请量年均增幅超过国外申请人的年均增幅;2008年,国内申请人的专利申请总量超过国外申请人的申请总量;截至2010年年底,国内申请人的专利申请总量已达1000多件。
    与此同时,我国一些企业和科研院校在先进高效刀具领域迈出了可喜的一步:他们重视技术进步和创新,生产的产品质量稳定,正在逐步替代进口刀具产品。
    “国内申请人虽然在自主创新能力和专利申请量上提升较快,但与国外相比,总量仍然偏少,在关键技术上的实力也不强。”据课题组负责人介绍,中国结合自身资源进行的自主研发较多,如在高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石等刀具基体材料方面,中国具有专利申请数量上的优势,这是因为中国在刀具基体材料上的原料储量丰富,如硬质合金的主要原材料钨矿中国储量第一,世界上80%的人造金刚石也产于中国。
    相比之下,中国申请人在涂层、铣刀、孔加工刀具等刀具重要技术分支的专利申请量与国外申请人差距较大,中国目前还缺少在各重要技术分支占据优势地位的申请人。“技术的优劣决定了市场地位的高低,在国内机械制造业亟需的现代高速高效刀具中,国产刀具所占份额仅为10%至20%。”沈壮行指出。
    关键技术缺乏,再加上国外刀具大鳄日渐周密的专利布局,难怪株洲钻石切削刀具股份有限公司总经理李屏感慨,“国内企业应该走创新之路,但比较难,要回避人家的专利。”
    建议加强研发合作力度
    对于中国刀具行业目前面临的困境,应该采取哪些切实可行的研发策略和专利策略?《报告》指出,中国申请人应当加大对先进刀具技术的研发投入,特别是在用途广、技术更新和改进速度快的刀具技术方面,加大专利申请的速度和力度,加快追赶步伐。如以铣刀和孔加工刀具为主的刀具结构设计技术、以涂层技术为主的刀具制备技术和以硬质合金为主的刀具材料技术。
    对此,课题组负责人指出,“充分借鉴国外刀具技术是中国相关企业追赶国外先进技术的一条重要捷径。”他说,可以从专利申请人优先权所属国的数量分布上了解各个国家在该领域的技术实力,例如,日本申请人在铣刀和孔加工刀具技术、刀具材料领域具有研发优势,德国申请人在刀具成型技术和后处理工艺方面研发实力较强,而他们生产的刀具产品也都具有一定的技术参考价值。
    在专利申请方面,国内申请人可以对引进技术进行消化吸收,形成“引进—消化吸收—创新—输出”的良性循环机制,提交外围专利申请。此外,国内申请人还可以结合近期技术发展需求,对各技术分支进行深入研究,找出具备可行性的技术空白点,先选择一点进行突破,走“小而精或小而专”的研发思路,与竞争对手形成差异化的专利申请。
    《报告》还指出,我国刀具企业在刀具研发过程中普遍缺少了一个环节,即刀具生产企业与最终用户企业没有形成研发合力。
    笔者在采访中了解到,其实早在上个世纪,我国刀具企业就在合作研发方面进行了初步尝试,如成都工具研究所与一汽大众合作,对一汽大众使用的汽车专用刀具进行研发,最终成都工具研究所开发出了一批新的刀具。

    上述负责人告诉笔者,在制造业,最终用户企业就是自主创新的“源头”,我国刀具企业应主动寻找下游厂商结为合作伙伴,加强与汽车、航空航天、医疗器械、电子设备等企业的研发合作,提升刀具在高速、高效和专用化方面的性能,同时逐渐扩大市场份额。