——之八:精密铝合金结构制造行业发展状况
一、全球精密铝合金结构制造行业发展状况
(一)行业发展概况
1 行业企业规模
精密铝合金结构自从上世纪在欧洲产生以来得到了迅速发展,产品制造技术、制造工艺及制造设备都得到了长足的发展,企业规模和行业集中度也从最初的小规模、分散化到现在的规模化、精密化制造为主的市场竞争格局,目前已经出现了众多大型的精密铝合金结构制造厂商。国际上精密铝合金结构制造行业内主要厂商有德国凯世曼、欧洲菲斯达、芬兰为Alteams、意大利麦凯实等企业。
2 行业集中度
铝合金结构制造的应用范围也从最初的日常五金、普通机械等向通讯、汽车、航空等对产品精密度要求较高的行业发展,据北美压铸协会(NADCA)统计资料显示:目前世界工业发达国家的铝合金结构制造产品主要应用于四大类:汽车工业、通讯工业、航空及机电工业、电气工业。
目前全球的铝合金结构件的生产消费主要集中在美国、日本、中国、德国、意大利等国家和地区,随着经济的增长及技术的革新,全球对通讯、汽车等的需求也不断增强,尤其是在全球温室气体减排呼声渐涨的大背景下,铝合金结构件由于在轻质化、产品的清洁化生产等方面具有其它金属制造不可比拟的优点而越来越成为世界工业温室气体减排进程的宠儿。
3 行业竞争格局
目前全球精密铝合金结构制造业主要竞争国家和地区有美国、日本、中国、德国、意大利等。近年来,随着我国精密铝合金结构制造业下游需求越来越多,全球铝合金产业开始向我国国内转移,加剧了我国国内的激烈竞争。
(二)行业供需平衡分析
1 行业供给分析
2011-2013年全球精密铝合金结构行业产量情况
据统计数据显示,2011年全球精密铝合金结构行业产量1458万吨。随着国内外中小企业的增多,计2012年全球精密铝合金结构行业产量1672万吨。2013年全球精密铝合金结构行业产量1982万吨。
2 行业需求现状
2011-2013年全球精密铝合金结构行业需求情况
据统计数据显示,2011年全球精密铝合金结构行业需求为1637万吨。随着国内外中小企业的增多,2012年全球精密铝合金结构行业需求为1789万吨左右,2013年全球精密铝合金结构行业需求为2152万吨。
3 行业主要企业分析
国际上精密铝合金结构制造行业内主要厂商有德国凯世曼、欧洲菲斯达、芬兰Alteams、意大利麦凯实等企业。
凯世曼集团是全球领先的汽车底盘类铝压铸件供应商,主要客户包括大众、奔驰、宝马、奥迪等世界知名汽车厂商。长春公司主要为一汽大众、上海大众、一汽轿车、海南马自达等客户提供铝铸件,生产工艺包括高压铝铸造、差压铝铸造、铸件清理、机械加工及模块装配等。公司拥有高压铸造设备28台,差压铸造设备4台,加工中心15台。
迈凯实集团作为全球多元化的生产企业,其客户有西门子,阿尔卡特,ABB,Thales,Areva。
自上世纪70年代到现在,公司与主要的客户企业一起不断发展同时企业之间关系业越来越融洽。迈凯实一直是可靠的供应商,在数量,质量和服务上都稳定可靠;并且为了尽可能保证最好的满足客户的要求,仍然努力改进当前的工艺水平。
(三)市场现状
1 市场规模预测
2014-2019年全球精密铝合金结构行业市场规模预测情况
2 市场发展趋势
随着经济发展,全球对汽车、通讯等的需求也不断增强,及人们对轻量化绿色环保材料的青睐,铝合金结构件尤其是精密度高、产品性能稳定的精密铝合金结构件将逐渐替代其它金属结构件,成为金属结构制造的主流产品。#p#分页标题#e#
二、中国精密铝合金结构制造行业发展状况
(一)行业发展概况
1 行业企业规模
我国铝合金结构制造工业从1956年产生之初的粗放式生产到现在的集约化、清洁式生产;应用领域从最初的日用五金、一般机械、机电等普通行业扩展至现在的通讯、汽车、电子、航空、高速机车等为主的高科技应用领域;制造工艺也朝着精密化、轻量化、集成化方向发展。
2011-2013年我国精密铝合金结构行业企业规模情况
2 行业集中度
精密铝合金结构及其产品主要应用于汽车零部件、通讯设备、航空器材、高速机车等对结构件的加工精度和产品质量精度有严格要求的高精尖领域中。除此之外,还应用于电气设备制造、精密机电设备制造等众多国民经济发展的支柱产业中。
3 行业竞争格局
精密铝合金结构制造行业属于国家大力鼓励发展的行业,尤其是近年来随着国家对节能减排的大力推进,铝合金结构材料凭借其众多优势成为应用领域最为广泛的基础材料,这就使得本行业的市场容量不断扩大,仅应用于通讯领域的精密铝合金结构件的产值(2008年)就已达到84.2亿元。目前我国精密铝合金结构制造行业内企业的竞争特点如下:市场竞争充分,市场化程度高;客户覆盖面逐步扩展;行业内企业向专业化、规模化方向发展。
(二)行业经营模式分析
1 生产模式
目前我国精密铝合金结构制造业主要采用的生产模式为合约制造。所谓合约制造,即为下游企业与精密铝合金结构制造商签订合同,并由该制造商生产产品,而企业负责产品销售的一种合作形式。
2 采购模式
近年来,随着我国精密铝合金结构行业的不断发展,供应商采购模式发展了变化,供应商将为压铸新厂直接提供铝水,有助于公司降低物耗和能源成本。
3 销售模式
目前我国精密铝合金结构制造业主要采用的销售模式为以销定产又称“按需定产”,是指按照市场的需要组织生产。即一方面对商品的数量、品种、花色、规格、质量、包装等要按照市场的需要来安排生产;另一方面还要瞻前顾后,统筹安排,长远规划,使生产能适应市场需要的发展变化。以销定产是企业处理产销关系的重要原则。
(三)行业影响因素分析
1 有利因素
(1)经济稳步增长推动行业发展
我国经济近年来一直保持稳定增长的态势,国内生产总值增长速度维持在年均8%以上。此外,全球经济亦在逐步复苏。经济的持续发展对下游高端电器、电动工具、3C产品、工业配件、LED产品、汽车零部件等行业带来巨大需求。
(2)国家产业政策的有力支持
精密压铸件属于资金密集型和技术密集型产业,同时也是高端制造业,对企业的技术、工艺等方面具有较高的要求,属于国家大力鼓励发展的行业。国家政策的支持包括两个方面
一是对于本行业发展的直接政策支持。国家近年来颁布的《产业结构调整指导目录(2011年本)》、《外商投资产业指导目录(2011年修订)》、《高新技术企业认定管理办法》、《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南(2007年度)》等诸多政策分别将高品质镁合金铸造、镁合金铸件、精密压铸技术生产高性能铝合金、镁合金材及铸件、近净成形加工技术等列为鼓励和优先发展领域,这对本行业的发展提供了有利的政策支持保障。
二是对于下游行业的鼓励政策有效带动本行业的发展。《电子信息产业调整和振兴规划》提出“确保计算机、电子元器件、视听产品等骨干产业稳定增长”;《汽车零部件行业‘十一五’专项发展规划》、《汽车产业调整和振兴规划》等将轻量化汽车、汽车零部件等作为优先发展产业领域;此外,国家近年来在轻轨、高速机车等行业均出台了多项鼓励政策,本行业将获益匪浅。
(3)上游铝合金和镁合金等原材料供应充足
(4)全球产能向中国转移为本行业发展提供良好机会
全球压铸件生产向中国转移是今后一段时间的必然发展趋势,中国具备的资源和劳动力优势在未来仍然是促进该行业发展的重要因素。#p#分页标题#e#
(5)技术进步推动产业升级
随着精密压铸件行业发展和技术进步,产能不断扩大,产品不断优化升级。部分精密压铸件企业掌握了关键生产环节技术,在专利技术、工业设计方面拥有自主创新能力,实现产业的不断升级进步。精密压铸件行业的产业升级将推动整个行业朝着健康有序的方向发展。
2 不利因素
(1)资金来源渠道有限,制约后续发展能力
行业内企业绝大多数为民营企业,资金来源主要为企业留存收益的滚动投入和银行间接融资,融资渠道单一,不能够较好地促进企业规模的持续扩张,使得企业较好的投资项目实施较为困难,行业内企业的后续发展潜力受到制约。
(2)缺乏规模优势及产业链协同效应
目前,我国压铸件制造行业市场集中度较低,大多数企业产能规模均较小,整个行业内具有规模优势的企业相对较少,只有少数企业具备新产品研发、新材料使用、模具设计与制造、精密压铸件制造、数控精加工等多个生产环节的整体制造能力,因此,行业整体难以获得生产和研发上的产业链协同效应,不利于行业整体竞争力的提升。
(3)市场发展对企业管理水平要求的提升
目前,尽管国内压铸件企业众多,分布广泛,但是具备及时跟踪市场变化,增强研发能力、提升生产工艺、引进先进压铸技术和装备,增强公司核心竞争力的企业较少,这就要求企业拥有优秀的管理人才来增强公司整体的管理运营能力。如果不能有效提升管理水平,压铸企业将在未来市场竞争中处于不利地位。
(四)行业供需平衡分析
1 行业供给分析
2011-2013年我国精密铝合金结构行业产量情况
据统计数据显示,2011年我国精密铝合金结构行业产量为128.7万吨,2012年为145.3万吨左右,2013年为162.8万吨。从总体来看。近3年我国精密铝合金结构行业产量呈上浮趋势。
2 行业需求现状
2011-2013年我国精密铝合金结构行业需求情况
(五)行业利润水平发展趋势
1 行业利润水平影响因素
未来随着行业内产品的技术含量越来越高,原材料价格波动对产品的影响程度也逐渐减轻,行业利润水平未来变动趋势主要取决于产品品质及精密度、产品增值服务、下游客户行业等因素。
精密铝合金结构制造行业的利润水平主要取决于以下因素:
(1)产品品质及精密度:一般下游行业对产品品质及精密度要求越高,产品的技术含量和管理资源耗费就越多,产品增值空间也较大。如用于通讯基站滤波器的铝合金结构件在制造中需要采用多项精密数控加工技术才能保证结构件功能面的内壁表面光洁度;用于高速机车领域的铝合金结构件在生产中需要采用搅拌摩擦焊技术才能保证产品符合无气孔、裂纹及变形较小的高质量焊缝要求,而搅拌摩擦焊技术需要投入较多技术资源、管理资源及配套设施,这就为产品预留了较大的增值余地。
(2)产品增值服务:行业内产品的一个典型特征为非标准化,一般制造企业会在产品的制造环节嵌入较多的技术增值服务,如产品的结构设计、产品工艺设计、数控精加工程序设计等产品设计类的增值,还有如设计特殊用途的模具、夹具、刀具等产品制造相关的增值。一个产品中所包含的技术增值服务越多,其利润水平也相应越多。
(3)下游客户行业:不同的客户行业对产品的工艺流程、设计思路、材料品质,甚至加工设备都有不同的要求,这就使得企业的资源耗费水平不同,进而影响到产品的利润水平。一般下游通讯设备、汽车零部件、航空器材、高速机车等客户行业由于对企业资源耗费较多,供应这些下游领域的产品利润水平较高。
(4)上游铝合金锭价格:铝合金锭作为精密铝合金结构件所用到的主要原材料,价格水平存在一定波动,如果企业没有采取必要的措施(如套期保值等),该因素就会对行业内企业的利润水平产生影响。
2 行业利润水平发展趋势#p#分页标题#e#
总体而言,未来随着行业内产品的技术含量越来越高,原材料价格波动对产品的影响程度也逐渐减轻,行业利润水平未来变动趋势主要取决于产品品质及精密度、产品增值服务、下游客户行业等因素。行业内具备较强技术实力、拥有高端客户资源优势以及具备管理优势的企业将在未来激烈的竞争中获取行业内较高的利润水平。
(六)行业工艺及技术发展分析
1 行业工艺流程
(1)熔炼工艺
熔炼为压铸成形的前置工艺环节,具体指利用燃气熔炉在高温下将原材料铝合金锭从固态溶解成液态的物理熔化过程。熔化成液态的铝合金在力的作用下以较高的速度充填模具型腔,并成型和凝固后获得铝合金结构件。熔炼工艺不属于重污染工艺。
(2)加工工艺
硅对硬质合金有腐蚀作用。虽然一般将超过12%Si的铝合金称为高硅铝合金,推荐使用金刚石刀具,但这不是绝对的,硅含量逐渐增多对刀具的破坏力也逐渐加大。因此有些厂商在硅含量超过8%时就推荐使用金刚石刀具。
硅含量在8%-12%之间的铝合金是一个过渡区间,既可以使用普通硬质合金,也可以使用金刚石刀具。但使用硬质合金应使用经PVD(物理镀层)方法、不含铝元素的、膜层厚度较小的刀具。因为PVD方法和小的膜层厚度使刀具保持较锋利的切削刃成为可能(否则为避免膜层在刃口处异常长大需要对刃口进行足够的钝化,切铝合金就会不够锋利),而膜层材料含铝可能使刀片膜层与工件材料发生亲合作用而破坏膜层与刀具基体的结合。因为目前的超硬镀层多为铝、氮、钛三者的化合物,可能会因硬质合金基体随膜层剥落时少量剥落造成崩刃。
2 行业技术水平及技术特征
虽然我国是世界上重要的铝合金结构件生产国,而且也拥有了一批具备较高技术水平的企业,但是在技术水平上与发达国家相比还有一定的差距,在与下游行业技术同步发展,铝合金新材料的研发、制造工艺、制造过程控制、模具的设计制造、设备的性能改进等方面均在不断地进步,上述行业技术特征具体表现在:
(1)必须与下游行业保持技术同步发展
本行业的一个重要特点就是下游覆盖行业众多,而且以需求精密产品的企业为主,下游企业的产品技术水平处于日新月异的变化中,这就促使为其提供精密制造服务的本行业企业的技术水平必须保持同步发展。
例如:下游通讯行业在通讯基站集约化小型化的驱使下,对于滤波器及散热器等基站设备中关键器件的制造及维护成本越来越敏感,两种器件集成的一体化设计将成为本行业的一个最新研发方向;在汽车领域,随着下游汽车轻量化的推进,世界铝材委员会制定了“在世界范围内的轿车和轻型卡车制造领域大量推广铝材的应用,包括铝合金结构件的应用”的目标,而轻量化的一个重要手段就是采用厚板加工成复杂的整体结构部件代替以前用很多零件装配的部件,这就要求本行业企业具备进行整体结构件的制造技术水平。
(2)铝合金新材料的持续研发
为了适应通讯、汽车、航空、高速机车等一些特殊行业的需要,以及为了发展一系列可以满足不同条件、用途及高精度要求的精密铝合金结构件,需要就铝合金新材料进行持续的研发,以改善传统铝合金的综合性能,以及采用新的加工方法和设备研制和开发一批新型铝合金材料。具备良好韧性、抗腐蚀性、抗疲劳性和抗断裂性等综合性能的新型铝合金材料将成为未来铝合金新材料的研发方向,从而适应下游行业所需产品的较高性能(高机动性、高抗压和高耐疲劳、高速与高可靠性等)要求。
(3)制造工艺技术
制造工艺技术对于精密铝合金结构件制造的效率和质量至关重要,以压铸工艺技术为例来说明精密铝合金结构制造工艺技术的发展。压铸工艺中最为基本的压射技术既从最初速度为1m~2m/s的一个速度压送液体金属(缺点:结构件内部气孔多,组织疏松);发展到包括慢速和快速的2级压射(解决了气密性的问题);后为增加结构件的致密度又发展到了包含慢压射、快压射和增压3个阶段在内的3段压射技术。目前,行业内领先企业又发展了真空压铸法的压铸工艺,与普通压铸法相比,真空压铸具有以下特点:
气孔率大大降低;
真空压铸的结构件的硬度高,微观组织细小,力学性能较高。真空压铸法的实现大大增强了铝合金结构件的物理性能,提高了产品质量的稳定性。此外,半固态压铸技术、电磁泵低压铸造等新工艺技术也逐渐得到实践运用。#p#分页标题#e#
(4)制造过程控制技术
为了适应现代制造业对于快速反应的柔性化制造体系的需求,信息技术以及由信息技术所支撑的精密铸造工艺程序、数控精加工工艺程序的控制技术成为本行业企业发展的必备。企业资源集成控制技术、并行工程(既在产品设计阶段就同时进行工艺设计,考虑产品整个生产周期的所有因素,大大缩短了产品投放市场的时间)控制、自动化系统控制技术、柔性化设备控制技术、快速原型制造控制技术等诸多先进的现代制造过程控制技术的发展和运用,大幅提高了行业内先进企业的竞争实力和创造力。
(5)模具的设计制造
模具作为铝合金结构件性能的一个重要保障,其设计制造至关重要。随着精密铝合金结构件市场的繁荣,我国的模具市场也发展迅速,近十年来的年均增长率超过10%,模具市场满足率为80%左右,但其中以中低档模具为主,大型、复杂的精密模具,在生产技术、模具质量和寿命以及生产能力方面均不能满足市场需要。研究及发展应用于通讯、汽车、航空、高速机车等领域相关的模具,将为精密铝合金结构件在相关领域的发展奠定扎实基础。特别是近年国内大部分厂商都采用了计算机设计及模拟充填技术,使模具生产质量大大提高,生产期大大缩短。
(6)制造设备的性能改进
通过近年的发展,中国铸造设备及精密数控设备的设计水平、技术参数、性能指标和制造质量等都有不同程度的提高,特别是冷室压铸机,由原来的全液压合型结构改为曲肘式合型结构,同时还增加了自动装料、自动喷涂、自动取件、自动切边等,控制系统也由普通电源控制改为计算机控制,操控水平大大提高,有的已经达到国际水平,正在向大型化、自动化和单元化进军。但在可靠性及设备配套能力上仍需要不断改进,以丰富产品品种规格,提高平均无故障运行时间,进而提高精密铝合金结构件产品的生产效率和产品质量稳定性。
(七)市场现状
1 市场规模预测
2014-2019年我国精密铝合金结构行业市场规模预测情况
2 市场发展趋势
未来中国精密铝合金结构制造行业或将受益于全球产能向中国转移,主要基于以下几点:
(1)下游行业对华采购的增加将直接带动本行业的产能向中国转移;
(2)中国的铝材制造优势将为本行业的发展提供基础动力;
(3)我国发展精密铝合金结构制造行业的优势及与国外的差距。