我国滚珠丝杠行业分析：供需缺口不断扩大应用场景落地拉动需求扩张

2023-08-01 09:34

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1、滚珠丝杠是数控机床核心零部件

滚珠丝杠，又名滚珠丝杠副，是工业精密机械中常用的传动元件，是数控机床核心零部件，其主要结构包括滚珠丝杠、滚珠螺母、滚珠三部分。滚珠丝杠轴为螺母运动的导向轴，其表面具有螺纹，滚珠在螺纹内运动。螺母由预压片、反向器、防尘器等组成，是直线运动的移动体，带动滚珠循环机制；其端部密封件用于封装润滑零件、防止异物进入。滚珠是利用低摩擦系数维持整个零部件运转的媒介，存在外循环、内循环两种循环方式。

滑动丝杠、滚珠丝杠、滚柱丝杠性能对比

类别	滑动丝杠	滚珠丝杠	滚柱丝杠
传动效率	低，仅26%-24%	高，可达92%-98%，可显著节能	较高，摩擦力较小时可达90%
转速	慢，滑动摩擦发热严重，一般转速不超过3000RPS	较快，点接触滚动摩擦热效应小，额定转速在3000-5000RPS	快，线接触滚动摩擦热效应小且承载力强，转速可达6000RPS
导程精度	低，品质参差不齐	较高，受滚珠直径限制，常为毫米级的滚珠丝杠	高，可通过调整螺纹头数等因素使导程达到更小的微米级
使用寿命	短，滑动摩擦对元器件的损伤大	长，滚动摩擦损伤小，保持清洁、润滑即可	很长，是滚珠丝杠的10倍以上，荷载运动可达1000万次以上
微进给	难以实现，滑动运动存在爬行现象	可实现，滚珠运动的启动力矩小	可实现，滚柱运动的启动力矩小
自锁性	有，与导程角大小和工作面粗糙度有关	无，需加装制动装置	无，需加装制动装置
国产化率	充分	达60%以上	仍处于起步阶段

数据来源：观研天下整理

2、政策利好高端制造行业发展，滚珠丝杠将极大拓展应用范围

近年来，工信部等国家部门不断推行相关政策，促使高端装备制造业等发展，例如2022年3月工信部发布《先进装备制造业高质量发展三年行动计划（2022-2024年）》，提出了先进装备制造业高质量发展等具体目标和重点任务，推动装备制造业等升级转型，2023年2月，工信部发布《智能检测装备产业发展行动计划（2023—2025年）的通知》，要求各企业着力突破核心技术、增强高端供给、加快推广应用、壮大市场主体，打造适应智能制造发展等智能检测装备产业体系，以支撑制造强国、质量强国、数字中国建设。而高端制造行业包括智能制造装备、轨道交通装备、航空航天装备、汽车制造装备等子行业，对滚珠丝杠有广泛应用。

2020-2023年我国高端制造行业相关政策情况

颁布日期	文件名称	相关内容
2023年4月	《关于推动铸造和锻压行业高质量发展的指导意见》	到2025年，铸造和锻压行业总体水平进一步提高，保障装备制造业产业链供应链安全稳定的能力明显增强。产业结构更趋合理，产业布局与生产要素更加协同。
2023年2月	《智能检测装备产业发展行动计划(2023-2025年)》	到2025年，智能检测技术基本满足用户领域制造工艺需求，核心零部件、专用软件和整机装备供给能力显著提升，重点领域智能检测装备示范带动和规模应用成效明显，产业生态初步形成，基本满足智能制造发展需求。
2022年11月	《中小企业数字化转型指南》	贯彻落实党中央国务院决策部署，加强政策协同、强化科学指引、深化转型认知、凝聚工作合力，以中小企业数字化转型促进实体经济高质量发展。(1)多措并举推动中小企业科学高效开展数字化转型，对于经济高质量发展至关重要。(2)助推中小企业专精特新发展(3)强化中小企业数字化转型路径指引。
2022年9月	《关于深化电子电器行业管理制度改革的意见》	发挥政府投资基金引领作用，鼓励地方投资基金和社会资本投资，着力培育行业优质企业，支持产业链“链主”企业、制造业单项冠军企业和“专精特新”中小企业发展。四是完善基础电子产业研发配套环境。
2021年12月	《“十四五”智育制造发展规划》	规划提出了一系列具体目标，其中到2025年的具体目标为：(1)转型升级成效显著，70%的规模以上制造业企业基本实现数字化网络化，建成500个以上引领行业发展的智能制造示范工厂。(2)供给能力明显增强，智能制造装备和工业软件市场满足率分别超过70%和50%，培育150家以上专业水平高、服务能力强的智能制造系统解决方案供应商。(3)基础支撑更加坚实，完成200项以上国家、行业标准的制修订，建成120个以上具有行业和区域影响力的工业互联网平台。
2021年11月	《“十四五”信息化和工业化深度融合发展规划》	到2025年，信息化和工业化在更广范围、更深程度、更高水平上实现融合发展，新─代信息技术向制造业各领域加速渗透，范围显著扩展、程度持续深化、质量大幅提升，制造业数字化转型步伐明显加快，全国两化融合发展指数达到105。
2021年11月	《“十四五”大数据产业发展规划》	强化大数据在制造业各环节应用;以制造业数字化转型为引领，培育专业化、场景化大数据解决方案。
2021年6月	《关于加快培育发展制造业优质企业的指导意见》	推动产业数字化发展，大力推动自主可控工业软件推广应用，提高企业软件化水平。依托优质企业组建创新联合体或技术创新战略联盟，开展协同创新，加大基础零部件、基础电子元器件、基础软件、基础材料、基础工艺、高端仪器设备、集成电路、网络安全等领域关键核心技术、产品、装备攻关和示范应用。
2020年7月	《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》	坚持把发展经济着力点放在实体经济上，加快推进制造强国、质量强国建设，促进先进制造业和现代服务业深度融合，强化基础设施支撑引领作用，构建实体经济、科技创新、现代金融、人力资源协同发展的现代产业体系。

数据来源：观研天下整理

3、滚珠丝杠行业产能端有望加速释放，但供需缺口仍然较大

根据观研报告网发布的《中国滚珠丝杠行业发展深度研究与投资前景预测报告（2023-2030年）》显示，目前，我国滚珠丝杠行业量产厂商数量稀少，产能供给较少，而需求量持续保持增长，行业供需缺口仍然较大。但是，随着国内高端装备制造业持续向好发展，相关设备的精密传动需求进一步扩大，对于滚珠丝杠大规模量产能力要求也随之提高，有望刺激行业产能释放。

目前，我国滚珠丝杠行业量产厂商数量稀少，产能供给较少，而需求量持续保持增长，行业供需缺口仍然较大。但是，随着国内高端装备制造业持续向好发展，相关设备的精密传动需求进一步扩大，对于滚珠丝杠大规模量产能力要求也随之提高，有望刺激行业产能释放。

数据来源：观研天下整理

4、新兴应用场景正在落地，推动滚珠丝杠行业需求扩张

而从应用市场来看，机床为滚珠丝杠行业最大的应用领域，约占总市场规模的21.6%，其次在专用设备领域（包含半导体、电池制造及其他专用设备）、工业自动化（机器人）、医疗器械、汽车领域，分别占总市场规模的约30.3%、10.8%、15.1%、3.2%。并且，随着人形机器人等新兴应用场景相继出现，推动滚动功能部件需求的持续扩张。

数据来源：观研天下整理

（1）机床领域

滚柱丝杠在机床中的主要功能为将回转运动转化为直线运动或将直线运动转化为回转运动。一套滚珠丝杠副由一根丝杠、一根螺母、多个钢球组合。一般情况下，在机床中的一整套运行机构由两道滚动直线导轨及一根滚珠丝杠副组成，驱动运动部件实现精确移动。假设按照滚动功能部件在机床中价值量占比10%计算（考虑成形机床传动系统要求低于金切机床），2022年中国机床消费额274.1亿美元，对应滚动功能部件市场空间27.41亿美元，折合184.36亿元。

数据来源：观研天下整理

（2）人形机器人领域

人形机器人关节中主要由执行器驱动，执行器包括旋转执行器、线性执行器和手关节执行器，其中滚珠丝杠主要应用在直线执行器中，保证了机器人的稳定性和可靠性，以及关节传动的精准控制，为人形机器人的运动控制和姿态调整提供了可靠的传动解决方案，进而能够执行更复杂和精细的任务。对Tesla Optimus的成本拆分，可以得到滚珠丝杠占到机器人总制造成本的12.07%，其中行星滚柱丝杠占比9.85%，滚柱丝杠占比2.22%，仅次于电机的成本占比，成为诸多零部件中价值量较高的一环。根据相关资料粗略估计，在中性情境下未来10-15年人形机器人60亿美元的全球市场，有望为滚珠丝杠带来约7亿美元（约合人民币50亿元）新增需求（全球市场口径）。

5、应用驱动下成长空间广阔，滚珠丝杠行业百亿级市场规模扩大

因此，下游应用驱动下，我国滚珠丝杠行业成长空间广阔，百亿级市场规模不断扩大。根据数据显示，2021年我国滚珠丝杆行业市场规模为25亿元，预计2022年市场规模达28亿元。