小模数齿轮大规模制造产业化加速齿轮零部件国产替代进程

过去几年我国MIM技术已经接近国际先进水平，但受制于技术工艺的特性，在部分领域仍无法规模化应用MIM技术，如超小、超大型MIM产品及多种材料结合的MIM产品等领域，仍存在较大技术发展空间。近日，广东省 科技 创新大会在广州召开，大会颁发了2021年度广东省科学技术奖。此次大会设置五个奖种，共收到提名1031项。兆威机电以《小模数粉未冶金齿轮（MIM/PM）高质高效大规模制造成套技术及产业化》项目获得广东省科技进步奖一等奖打破了这一个格局。

所谓小模数是指模数小于2mm的齿轮，一般称为小模数齿轮。在高端精密的装备领域，对于小模数齿轮的应该十分广泛。小模数齿轮的加工方法，其基本原理与大、中模数齿轮的加工原理相同，高精度小模数齿轮的加工制造水平也是装备制造业水准的一个体现。而MIM被誉为“国际最热门的金属零部件成形技术”之一，已成为国际粉末冶金领域发展迅速、最有前途的一种新型近净成形技术。全球MIM市场稳步增长，行业发展潜力较大。根据立鼎产业研究中心预计，2026年国内MIM市场规模将达到141.4亿元。随着5G智能 手机 、多摄像头智能手机、折叠屏手机等智能手机的兴起和发展，以及智能手表、TWS耳机等可穿戴设备的发展，消费电子设备内部结构不断朝着精密化、小型化的趋势发展，而MIM工艺在制造高复杂度、高精度、高强度、外观精美的精密结构零部件方面具有较为明显的优势，因此MIM行业的总体市场空间仍有望保持着一定的增长。MIM的应用领域广泛，在全球范围内，MIM工艺已广泛应用于除手机和可穿戴设备以外的 汽车 、电子产品、医疗器械、消费品等诸多领域。然而，世界各地MIM应用结构具有明显差异：MIM工艺在亚洲市场主要用于电子产品行业，在北美市场主要用于医疗器械等领域，在欧洲则更加偏重于汽车与消费品行业。MIM厂家目前全球有数百家，亚洲作为全球MIM的重要集结地区和主要产品产地，聚集了全球大部分MIM厂商，其中，大多数厂商年营收规模在2亿元人民币以下，客户数量较少或主要服务中低端品牌，在行业竞争中处于弱势地位，而年营收规模在5亿元人民币以上的MIM行业第一梯队企业全球仅有极少数。但随着MIM技术逐步为市场所认可，近年来，MIM行业的市场竞争环境也出现了较大变化，消费电子行业内下游大型组装厂、部分上市公司纷纷对上下游行业进行垂直化整合，并加入了MIM产业的竞争行列，使得规模化竞争主体进一步增加。

两会期间“增强制造业核心竞争力”首次被写入政府工作报告，与去年“保持制造业比重基本稳定”的定位相比方向更加明晰。早在 2015年，我国就提出《中国制造 2025》国家行动纲领，划定了相关领域国产替代的路线和时间表。在经历了中美贸易摩擦和疫情导致的供应链断裂之后，制造升级和国产替代的 重要性愈发凸显，从中央到地方的“十四五”规划中也列入了多个产业升级的发力方向，主要包括集成电路、航空航天、船舶与海洋工程装备、机器人、先进轨道交通装备、先进电力装备、工程机械、高端数控机床、医药及医疗设备等。随着我国制造业的转型升级，其内部结构也发生着重要变化。

此次兆威机电（003021）获奖项目以金属粉末注射成形（MIM）和粉末冶金压制成形（PM）技术为突破口，创建了小模数齿轮模具设计制造体系，攻克了小模数齿轮的精度、性能、工艺稳定性等难题，突破了小模数齿轮精密测试技术，实现了小模数MIM和PM齿轮高质高效大规模制造，广泛应用于汽车、家居、3C电子、机器人、工业设备、医疗、通讯等领域。MIM微小齿轮巨量生产和小模数齿轮模具制造技术处于国际领先水平；无需后序热处理和精加工的小模数PM齿轮精密制造技术水平处于国际前列。微小齿轮是微小传动系统的核心零件,其高质高效大规模生产是世界性难题，已被发达国家列为影响产业竞争力的关键技术。实现了小模数齿轮“中国制造”的高端化，促进了我国微小传动零件进入国际领先行列，有助于加快齿轮零部件国产替代。

寻找我国制造业的优势赛道，加速产业升级和国产替代，我国齿轮行业结构分化明显，高端产能稀缺，中低端产能过剩。据齿轮行业协会统计，高、中、低端产品的比例大约为 25%、35%和 40%；按照生产高、中、低端产品的企业来分，其比例大约为 15%、30%和55%，其中汽车自动变速器、机器人精密减速器、350km/h 以上高铁用齿轮传动装置还不能满足需求，仍大量依赖进口。减速机国产化有望进一步推动我国制造业发展，2025 年国内减速机市场空间预计超过 100 亿。受制造业升级和疫情催化影响，新能源汽车、3C 电子等领域“机器换人”需求持续释放，减速电机零部件需求量大增，并逐步向医疗、光伏、金属制品、仓储物流、 家电 等应用领域渗透，市场潜在增量空间可观，“小齿轮”可推动制造业“大进步”。