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 广东省东莞诚川五金钣金加工厂
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机床再制造近百万台市场有待开发
2008/11/3
在机械工业中,机床通常被称为工作母机,是机械制造业的基本加工设备,它的品种、性能、质量和技术水平直接影响着其他机电产品的性能、质量、生产技术水平和企业的经济效益。

机床再制造不同于机床维修,它是将有再制造价值的废旧机床作为再制造毛坯,利用高新技术对其进行修复、性能升级,所获得的再制造机床在技术性能上可以达到甚至超过新机床的水平。机床再制造也不同于机床的再循环,它是将报废机床作为高级资源而最大限度利用的回收方式,其生产成本要远远低于新机床制造的成本。

探究我国机床再制造产业的发展,应首先厘定再制造的内涵。再制造既属于制造的范畴,属于先进制造、绿色制造;也属于维修的范畴,属于绿色维修,是维修发展的高级阶段。所以说,再制造既属于制造业又属于服务业。

机床再制造可充分利用老旧机床所蕴含的附加值,降低制造成本,实现节能节材。同时,老旧机床往往是我国制造业的历史中坚力量,见证着自主制造工艺和制造技术的发展,其再制造价值更体现在其所承载着的自主制造工艺和制造技术的经验和水平。老旧机床绿色再制造与提升工程将有利于继承和发展我国长期以来自主制造工艺和制造技术,对于促进我国制造工艺和制造技术的自主再创具有重要意义。

需求具有多样化特征

机床再制造是对老旧机床进行修复与改造的过程。而受机床类型和用户要求不同的影响,再制造的内容也有所不同。所以,机床再制造既要深入了解原有设备的结构性能,又要充分满足用户新的需求。

从理论上讲,机床再制造是运用先进制造技术、数控及自动化技术等高新技术对老旧机床进行修复与改造的过程。

专家认为,机床再制造主要涵盖机床机械精度的恢复和提升、运动精度的恢复与提升、数控系统和伺服系统的选取、辅助装置的选取,以及整机调试、机床检验等方面内容。

其中,机床机械精度的恢复和提升是指随着机床役龄的增加,机床的主要部件,如导轨、丝杠、拖板、轴承座等都有不同程度的磨损。因此,机床再制造过程中的首要任务是对机床进行类似于通常的大修,以恢复其精度,达到新机床的制造标准。

机床运动精度的恢复与提升是指机床数控化再制造,其对机床精度的要求与普通机床的大修是有区别的,即整个机床精度的恢复与机械传动部分的改进,都要为满足数控机床的结构特点和数控自动加工的要求来进行,并应具有批量大修的特征。

由于数控系统是整个数控机床的指挥中心,在选择时除了考虑各项功能满足要求外,还一定要确保系统的工作可靠性。选择合适的数控系统至关重要,因此选定数控系统和伺服系统就意味着,要根据进行数控化再制造机床的控制功能要求。而伺服驱动系统的选取也由再制造数控机床的性能要求决定。据了解,若采用同一家公司配套供应的数控系统和伺服驱动系统,再制造产品的质量和维修更容易得到保证。而进入整机调试和机床检验阶段后,初步调试完毕的机床还要进行精度检验,一般需达到新机床的出厂标准。

业内专家表示,机床再制造有多种方案,机床类型不同,再制造的内容也不同,用户的要求不同,再制造的内容也会有所不同。所以,机床再制造既要深入了解原有设备的结构性能,又要对用户新的要求有真实的理解,并结合机床实际结构,在改造设计中实现。

我国已具备再制造技术基础

在目前尚需研发的机床再制造的关键技术中,大部分需要在集成现有各项机床维修及改造技术和机床制造技术的基础上,结合原始技术进行创新。目前,我国已经形成一定的技术基础,这意味着,老旧机床的再制造在技术上是可行的。

我国目前的机床再制造技术分为两部分:现有的机床制造和传统大修技术的集成与应用,以及需要研发的机床再制造的关键技术。

其中,现有的机床制造和传统大修技术的集成与应用,涉及机床零部件修复及再制造技术、机床功能恢复及维修技术、利用现有的数控化改造技术三个方面。

而尚需研发的机床再制造的关键技术主要包括废旧机床综合评价与再设计技术,信息化提升技术,包括再制造毛坯质量检测、机床再制造过程的质量控制、再制造机床质量检验在内的质量控制技术,机床寿命预测及剩余寿命评估技术等。这些技术中的大部分都需要在集成现有各项机床维修及改造技术和机床制造技术的基础上,结合原始技术创新,形成机床再制造与提升的专门技术和装备。

现有的技术手段完全可以满足机床再制造的需要。专家表示,特别是近年来先进的机床机械功能部件、驱动系统和控制系统的发展,都为老旧机床的再制造提供了良好的技术支撑和提升空间。也就是说,我国已经形成一定的技术基础,数控技术也已非常成熟,老旧机床的再制造在技术上是可行的。老旧机床再制造的时机已比较成熟。

据了解,对于老旧机床的再制造,首先要恢复或提高其机械精度,修复已经出现缺陷的零部件,其次要配备高性价比的控制系统和伺服系统,并更换与新系统相适应的传动系统等。如利用现有的数控化改造技术提高普通机床的数控化及自动化程度,或对数控机床进行数控装置的升级改造。通过驱动方式优化技术、驱动电机优化匹配技术、传动系统节能性改造技术以及机床新型节能器开发技术,对机床进行节能性优化。采用纳米表面技术、复合表面技术和其他表面工程技术(如喷涂技术、电刷镀技术、高强度纳米修补剂技术等)修复与强化机床导轨、溜板、尾座等磨损、划伤表面,并提高其尺寸、形状和位置精度等。

节省成本高达80%

对于附加价值很高的普通机床或数控机床,通过再制造,平均可比购置同样性能级别的新机床节约成本60%~80%,且可基本达到原有新机床的性能水平。同时,用户还可灵活选取所需要的功能。

由于机床是耐用品,其钢铁材料价值和机械零部件的制造成本价值等附加值较大,具有较高的回收利用价值。专家指出,机床既可以进行整机的再制造,也可以进行零部件的再制造。

在整机的综合再制造方面,可提高普通机床、数控机床、大(重)型机床等的整机数控化、自动化、绿色化水平,实现功能恢复及提升。零部件再制造则是指对主要零部件及元件可以通过修复等方法恢复其性能。

可以说,机床零部件的再制造空间更大,如床身、导轨、工作台、立柱、底座、涡轮蜗杆等零部件可利用高新表面处理技术或刮研、精刨、磨削等机械方法进行处理,恢复其表面性能。这些旧件时效越长稳定性越好,再制造后的机床性能稳定,可靠性好。

据了解,机床重量的75%以上都可以进行再制造。而轴承、液气压系统及冷却润滑系统零部件、离合器及制动装置(闸)、密封圈及垫圈等零部件如果损坏则需要用同种类的新零部件进行替代。同时,机床的再制造很有典型性,因为机床属于标准化产品,功能部件互换性好,可以大大简化再制造工艺。

从经济性角度来看,机床再制造投入资金少,周期短。其成本主要包括机械部分修复费用、电气及数控部分改装费用、购置及安装新功能部件费用、再制造设计及调试费用等。

据统计,对于附加价值很高的普通机床或数控机床,通过再制造充分利用机床的原有零部件,节约制造这些零部件的成本,平均可比购置同样性能级别的新机床节约成本60%~80%,且再制造后的机床可基本达到原有新机床的性能水平。同时,用户可以根据机床的状态及工艺要求来选择数控系统或其他功能,进一步节省成本。

另外,精密机床及大(重)型机床的再制造比制造新机床的周期要短的多,如一台镗杆直径250mm的数控落地铣镗床,如果购买新机床,从下订单到交货至少需要18个月的时间。而如果利用旧机床进行再制造,只需要8~10个月。这期间节省的时间往往可以收回成本。而且,一般大型机床的再制造费用只占新机床购置费用的三分之一。

综合来看,再制造的机床无论是加工精度、加工效率都大大提高,而加工时间,特别是各种辅助时间也将大大减少,加工效率提高30%以上。同时,再制造后的数控机床也可以批量加工精密复杂机床,大大降低加工成本。

市场需求占新机床年产量一半

中国已成为世界最大的机床消费市场,目前机床保有量近700万台。若按3%的年机床报废淘汰率进行估算,每年将有近20万台机床进入再制造行列,约占每年生产新机床产量的一半左右。

机床是机械制造业的基本加工设备,而机械工业是国民经济持续发展的重要基础和支撑,为国民经济各部门提供技术装备的能力和水平,在很大程度上取决于机床的水平。2001年以来,随着我国重大工程的不断建设,机械行业整体都出现了较快的发展,机床行业也迅速发展。

按国家统计局机床工具大行业数据,2007年4291家企业合计完成工业总产值2747.7亿元,同比增长35.5%。金切机床产量606835台,同比增长11.7%,其中,数控金切机床产量123257台,同比增长32.6%。中国机床产值继续保持世界第三,出口上升为世界第八,消费和进口连续6年保持世界第一。中国成为世界最大的机床消费市场,消费了世界机床产值的五分之一。

近几年来,高精度机床、数控机床和大型机床虽然产量增长迅速,但由于基数太小而在机床产品中所占的份额依然不高。专家指出,普通型机床仍是我国的主导机床产品,这一比例在短时间内不会发生巨大变化。

与此同时,我国机床的数控化率还很低。根据中国机床工具协会提供的统计资料,2000~2006年,我国设备生产厂共生产数控设备29.04万台,出口约3万台,销售到国内为26.04万台;共进口数控设备2..2万台。2007年生产数控机床超过12万台。另外,在“十五”期间更新改造约10万台数控设备,再加上2000年前我国约保有数控设备近9万台,由此估计我国目前数控设备保有量约77万台左右。

目前,我国数控化率整体呈逐年递增趋势,据统计,我国的数控化率已由1992年的3.2%递增到2005年13.3%。不过,与日本、美国、德国等发达国家60%~70%的产量数控化率和80%~90%的产值数控化率相比,我国设备产品的数控化率水平还显得太低。

虽然目前我国的机床保有量近700万台,已成为世界上机床保有量最大的国家,但机床整体水平仍然比较落后,很多20世纪80年代以前的产品仍在超期服役,难以满足加工精度的要求。据统计,目前役龄10年以上的机床占60%以上,这些机床在未来5~10年都可能面临大修提升甚至功能性报废或技术性淘汰,从而形成相当规模的可循环利用的再制造潜在资源。

若按3%的年机床报废淘汰率进行估算,每年将有近20万台机床面临报废、闲置、技术性或功能性淘汰,约占每年生产新机床产量(40万~50万台)的一半左右,“十一五”期间将有近100万台机床面临各种形式的报废,这不仅为再制造带来机会,更对再制造和提升提出需求。
此外,我国的许多精密机床及大(重)型机床主要依赖于进口。据不完全统计,1979~1988年,全国引进技术改造项目就有18446项,约达165.8亿美元。这些重大机床设备的价格极其昂贵,从2001年开始陆续面临报废。而面对我国从制造大国转变为制造强国的发展趋势,这些各种形式的报废及老旧机床都将转入机床再制造的行列。

机床再制造在我国的发展和兴起不仅可以实现量大面广的老旧机床设备资源的回收循环再利用,节约资源和能源,减少环境污染,还将形成新兴的机床再制造与服务产业,具有重要的经济、社会和环境效益。

相关报道: 节能节材环保特征突显再制造优势

与传统维修与资源化相比,机床再制造有其独特的优势与特征,包括高科技、性能特征、低价格、节能降耗减排及产业化等多方面特性。

其中,高科技特征主要表现为:机床再制造技术是集精密机械、计算机技术、自动控制技术、测量技术于一体的高新技术。

目前我国企业中所用的数控设备进口比例相对较高,再制造缺乏必需的图纸、资料、备件、材料等。所以,需要拥有技术素质较高、专业化较强的专门人才,并配备专业化的加工、诊断、检测、维修设备和仪器。由于数控技术发展迅速,数控设备更新换代快,几乎每隔三年左右更新一代,因此机床再制造还需要较高的适应性和新技术跟踪性。

产品性能特征体现在:机床的机械部分具有耐久性,特别是床身、立柱等铸件,时效越长,性能越好,适合于循环再制造,再制造后的机床性能稳定,可靠性好。机床再制造并不是简单的翻新,而是要附加很多新的功能,如信息化、自动化、智能化、安全上的装置等,从整个机床的性能上说,完全能够达到甚至超过同型号的新机床。

目前,我国机床再制造的程序是由用户和再制造商先签订技术协议,用户对每台机床需要再制造到什么程度提出要求。由于用户往往希望原有的旧件能用的尽量用,能不更换的尽量不更换,所以,我国现阶段的机床再制造产品性能一般是达到恢复精度、满足用户生产需要的要求。

在价格优势方面:老旧机床一般蕴涵着70%以上的残留价值,包括机床钢铁材料价值和机械零部件的制造成本价值等,机床再制造可以充分利用机床的床身、导轨、工作台、立柱、底座等原有零部件,节约制造这些零部件的成本。

据统计,一般机床的再制造价格相当于新机床的二分之一到三分之一,大型机床再制造费用甚至低于新机购置费用的三分之一。

节能降耗减排特征体现在:机床制造需要消耗大量普通钢铁材料以及部分高档钢材,机床的数控化再制造可以充分利用废旧资源,如机床的主体、基座、铸造大件等。

据统计,机床再制造的资源循环利用率达85%以上,比制造新机床节能80%以上,不仅大大节约资源和能源,还可在实现节能、节材的基础上,减少重新生产铸铁件对环境的污染。

产业化特征体现在:再制造是规模化、批量化的生产。事实上,由于机床产品的吨位比较大(从几吨到几百吨),价值比较高(从几万元到几千万元),在我国还很难做到规模化、批量化。机床的再制造尤其是重型机床的再制造,一般都是单件生产,每一台的型号、规格、系统都不一样,同样的机床用户的要求也不一样。因此要满足用户的特殊需求就必须提供特殊服务,实现产业化难度比较大。

相关链接: 我国再制造产业将有千亿元商机

一段时间以来,制造业领域专家多次提出“再制造产业”这个概念。业内人士认为,当前在我国,发展循环经济成为热点,节能减排被放在经济指标的首位,发展再制造产业在这两方面都将大有可为。而有专家预言,到2010年我国的再制造产业将有千亿元的巨大商机。

再制造,就是通过高技术手段对废旧产品实施修复改造,并形成批量生产。再制造的成本仅为一般制造的50%,可节能60%、节材70%。业内专家表示,由于再制造是通过高技术修复改造,因此可以保证再制造产品的性能和质量不低于新产品,采用一些新技术甚至可以使其质量高于新产品。

在我国,再制造产业还处于刚刚起步的阶段。我国的再制造产业虽然刚起步,但仅汽车再制造规模每年即可达100亿美元。但一直以来,我国循环经济发展踯躅不前的原因就在于回收难,为此很多业内人士呼吁要重视废旧机电产品的资源再生,以完善再制造产业链。

专家指出,再制造是废旧产品高技术修复、改造的产业化,它既是一种节约资源的先进制造,又是一种保护环境的绿色制造。

其实,再制造产业在我国已受到政府的高度重视。2006年4月和2007年6月,有关领导先后在有关报告上批示:“同意以汽车零部件为再制造产业试点,探索经验,研发技术”,“同时要考虑适时修订法律法规”。交通部于2006年发布7号令,明确汽车维修企业可以使用修护件(再制造产品)。当时,国家发改委贯彻国务院领导批示精神,委托中国汽车工业协会将汽车零部件再制造产业发展列为课题,进行研究。

当前中国的再制造产业仍面临一系列挑战,举步维艰。除观念障碍外,国内对再制造产品如何销售仍缺少相关的法律规范,也缺少能够保护客户利益、规范再制造产品安全与质量的有关规定。同时,市场上个别企业的行为也让人担忧,一些小型加工企业的产品不符合技术参数和安全指标。而一些从事翻新技术的企业,则趁机将产品简单贴牌后作为再制造产品投向市场。
业内人士分析认为,我国应加快促进再制造产业发展,培育成功的企业。除了大力宣传外,可以针对再制造从业者制定有关产品质量和可靠性的法规,制定鼓励旧件回收的政策。业内人士指出,由于再制造产品与新产品会面临市场竞争问题,要处理好再制造企业与制造企业的关系有两种方案:一是由现有的制造企业来做再制造;二是由制造商委托有资质的再制造企业对其售出的商品进行再制造。

当前,很多国外再制造企业把目光瞄准中国市场,专家建议国内企业应抓住当前的商机。专家表示,对于一个好的再制造项目,以下四种技术能力必不可少:旧件收集以及分检能力、开发再制造各个环节技术参数和规格的能力、处理工程变更以及将原旧件进行技术升级的能力、修复以及测试再制造零部件的技术和工程能力。

针对废品回收问题,专家建议制造商可将再制造与售后服务挂钩。据了解,目前国内已有一批相关企业开始将目光瞄准再制造产业和再制造市场,准备分食千亿元市场。
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