新中國剛剛成立的時候,國家的工業(yè)基礎(chǔ)非常薄弱。
那是在1949年,我們能自己生產(chǎn)的機床數(shù)量很少,一年只有一千五百多臺,而且種類不多,大部分都是結(jié)構(gòu)比較簡單的車床。
機床被稱為“工業(yè)之母”,因為幾乎所有的機器零件都需要用它來加工,沒有機床,現(xiàn)代工業(yè)就無從談起。
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當時,以美國為首的一些西方國家對中國采取了嚴格的技術(shù)封鎖。
他們成立了一個叫做“巴黎統(tǒng)籌委員會”的組織,把中國列入禁運名單,特別是像高端機床這樣的產(chǎn)品,被當作戰(zhàn)略物資,完全禁止向中國出口。
既然從國外買不到先進的設(shè)備,而國家建設(shè)又急需,我們只能依靠自己的力量從頭開始。
國家投入資金改造了一些原有的機械修理廠,在沈陽、上海、昆明等地,工人們?nèi)找箠^戰(zhàn),努力制造出一些基礎(chǔ)的皮帶車床和臺鉆,勉強滿足最初的生產(chǎn)需求。
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到了1953年,我國開始實施第一個五年計劃。在這個時期,蘇聯(lián)向我們伸出了援手,在它援助的156個重點項目中,包括了18家機床廠的建設(shè)。
像沈陽第一機床廠、北京第二機床廠、濟南第二機床廠、昆明機床廠等一批骨干企業(yè)就是在這個階段建立起來的。
在蘇聯(lián)專家的指導和技術(shù)的支持下,這些工廠逐漸發(fā)展起來,每家廠都有明確的分工,有的專門生產(chǎn)車床,有的專注于齒輪加工機床,有的鉆研精密磨床,在全國范圍內(nèi)形成了一個機床制造的網(wǎng)絡。
到了1957年,我國的機床年產(chǎn)量迅速增長到兩萬八千臺,能制造的品種也超過了兩百種,工業(yè)能力得到了顯著的提升。
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然而,這樣的好局面并沒有持續(xù)太久。
1960年,蘇聯(lián)單方面撤走了全部在華專家,并中止了所有技術(shù)合作項目。圖紙被帶走了,正在進行的項目突然中斷,這對剛剛起步的中國機床工業(yè)是一個沉重的打擊。
盡管通過自己的努力,到1963年機床年產(chǎn)量甚至達到了十幾萬臺,但許多核心技術(shù)和關(guān)鍵部件仍然依賴外部,存在著很大的隱患。
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面對嚴峻的形勢,全國各地的機床廠和工程師們開始了更為艱苦的自力更生之路。
在沈陽,工程師們對著殘留的圖紙反復研究;在濟南,工人們用土辦法煉制重要的機床部件;
在上海,技術(shù)人員在簡陋的環(huán)境下調(diào)試設(shè)備;在昆明,為了達到精度要求,工人們甚至在山洞里依靠手工一點點地刮研機床的導軌。
雖然當時造出來的機床看起來比較粗糙,但正是這些設(shè)備,支撐了包括“兩彈一星”在內(nèi)的國家重點工程的零部件加工任務。
到1965年,我們已經(jīng)能夠掌握二十六種高精度機床的制造技術(shù),年產(chǎn)量達到五百臺,逐步穩(wěn)住了陣腳。
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改革開放以后,我們希望能夠引進國外的先進技術(shù)來加快發(fā)展的步伐,但發(fā)現(xiàn)技術(shù)壁壘反而更高了。
例如,日本出口給中國的機床都安裝有特殊的“黑匣子”,用來記錄機床的所有運行數(shù)據(jù),防止被用于其他用途。
德國的先進機床則內(nèi)置了GPS定位系統(tǒng),如果移動超過一定范圍,機床就會自動鎖死無法使用。
1996年,包括主要發(fā)達國家在內(nèi)的三十三個國家又簽署了《瓦森納協(xié)定》,進一步協(xié)調(diào)對包括中國在內(nèi)的國家的技術(shù)出口管制。
像五軸聯(lián)動數(shù)控機床這樣高精度的設(shè)備,只要其精度超過一定標準,就嚴格禁止向中國出口,理由是擔心會被用于軍事用途,比如加工導彈的精密部件。
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在那個時期,我們的航空、航天、能源等關(guān)鍵領(lǐng)域想從國外購買一臺高端機床非常困難。
即使對方同意出售,也往往要簽訂非常苛刻的協(xié)議,比如不允許中方人員接觸機床的核心操作系統(tǒng),不允許靠近機床一定范圍內(nèi),機床的加工數(shù)據(jù)還要實時傳回國外供對方審核。
在最困難的時候,我國高端機床的進口依賴度高達93%。
這直接導致了像大飛機C919的起落架等關(guān)鍵部件研制進度拖延,而核電站需要的特種大型鋼板,則不得不以極高的價格從國外購買。
直到2010年,美國、日本、德國等國家仍然掌控著全球高端機床市場超過70%的份額,對中國企業(yè)的圍堵和限制持續(xù)不斷。
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然而,外部的壓力越大,國內(nèi)特別是民營企業(yè)的突破動力就越強。
當大型國有企業(yè)在技術(shù)封鎖下艱難前行時,在廣東珠三角等地區(qū),許多小型機械廠像雨后春筍一樣冒了出來,找到了一條獨特的發(fā)展路徑。
1998年,在東莞長安鎮(zhèn)的一個小作坊里,一位姓黃的機械專業(yè)畢業(yè)生,通過拆解一臺日本品牌的機床,用熱風槍融化封裝膠來研究電路板,
然后從電子市場購買零件進行仿制,最終以不到原裝十分之一的成本,制造出了功能相似的機床驅(qū)動板。他組裝的機床運行穩(wěn)定,很快就獲得了市場的訂單。
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2008年全球金融危機時,許多國外工廠倒閉或縮減規(guī)模,大量設(shè)備被當作廢品處理。
在東莞的厚街等地的廢品回收站,堆滿了來自日本等地的二手機床。
有眼光的技術(shù)人員,比如姚志剛,帶領(lǐng)幾個技術(shù)工人,從這些廢品中拆解出還能使用的精密導軌、軸承等部件,再搭配其他渠道購買的零件,僅用幾周時間就能拼裝出一臺可用的專用機床,
其加工精度足以滿足當時蓬勃發(fā)展的手機外殼等產(chǎn)品的生產(chǎn)需求,而價格只有進口新機的七分之一甚至更低。
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廣州的一家公司不甘心只做仿制,他們花費巨資購買了一款德國先進的磁懸浮軸承作為樣品,
然后通過CT掃描等技術(shù)對其進行反向研究和測試,經(jīng)過數(shù)百種不同方案的嘗試,最終研發(fā)出了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的磁懸浮主軸,其轉(zhuǎn)速更高,振動更小。
當他們在德國漢諾威工業(yè)展上展出這款產(chǎn)品時,許多外國參展商都不敢相信這是中國制造的產(chǎn)品。
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曾經(jīng)在中國市場占據(jù)主導地位的日本品牌,其市場份額從2016年的65%下降到2021年的28%。
而像蘇州寶馨這樣的國內(nèi)企業(yè),其生產(chǎn)的五軸加工中心能夠?qū)⒑娇樟慵膯渭庸こ杀敬蠓档停瑑H為歐洲同類報價的四分之一。
更具有象征意義的是,到了2023年,曾經(jīng)限制對華出口的德國高端機床制造商,反而開始向中國的寶馨公司采購關(guān)鍵部件——轉(zhuǎn)臺。
因為中國產(chǎn)品交貨期短(45天對比德國自己生產(chǎn)需要的半年),精度完全滿足要求。
當?shù)聡镜牟少彺碓诤贤虾炞郑粗ㄜ噷⒅袊圃斓霓D(zhuǎn)臺運走時,以往嚴苛的出口限制顯得形同虛設(shè),中國自己建立的產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)打破了壟斷。
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這些事例聽起來非常令人振奮。
中國的民營企業(yè)雖然沒有大型國企那樣的資源和政策支持,但它們憑借靈活的市場機制和強大的學習能力,
通過研究、仿制再到創(chuàng)新,以更低的成本和更快的迭代速度,硬是在高端機床領(lǐng)域撕開了一個口子。
從組裝單一功能的專用機床,到能夠提供整條生產(chǎn)線,中國的機床產(chǎn)業(yè)鏈逐漸從低端向高端爬升。
國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的主軸、轉(zhuǎn)臺等關(guān)鍵功能部件性能不斷提升,不僅滿足了國內(nèi)需求,甚至開始吸引歐洲等地的訂單。
曾經(jīng)高高在上的國外品牌,不得不面對市場份額下滑的現(xiàn)實,并在其內(nèi)部報告中承認中國技術(shù)擴散和進步的速度。
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進入2020年代,中國機床工業(yè)在精度和市場上都取得了更顯著的突破。
有報道指出,在恒溫恒濕的精密車間里,經(jīng)驗豐富的老師傅依然運用著傳統(tǒng)的手工刮研技術(shù),配合現(xiàn)代化的數(shù)字測量儀器,能夠?qū)C床導軌的平面度控制在極微小的尺度內(nèi),達到了病毒級別的超高精度。
這種對精密的極致追求,是幾代技術(shù)工人技藝和精神的傳承。
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在大連,一家公司建設(shè)了規(guī)模龐大的地下恒溫工廠,數(shù)十臺五軸聯(lián)動數(shù)控機床可以聯(lián)網(wǎng)協(xié)同工作。
俄羅斯的核潛艇制造廠一次就訂購了十五臺。而在深圳,一家手機殼制造廠使用了上千臺國產(chǎn)機床組成生產(chǎn)線,每天消耗數(shù)百噸鋁材,效率極高。
通過互聯(lián)網(wǎng),廣州的專家可以遠程為浙江的工廠診斷設(shè)備振動問題,哈爾濱的技術(shù)團隊可以為江蘇的用戶優(yōu)化切削參數(shù),這種快速的服務和迭代速度是國外品牌的三倍以上。
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出口數(shù)據(jù)也反映了這一變化。
2024年,中國機床的出口額達到一百一十二億美元,產(chǎn)品銷往美國、韓國、加拿大等全球市場。
俄羅斯的機車廠批量采購中國機床用于加工坦克底盤,德國大眾汽車也購買中國五軸機床來加工電動汽車的零部件。
昆明機床廠生產(chǎn)的轉(zhuǎn)臺出口到美國,上面的專利信息和技術(shù)文檔都是中文,不再需要接受繁瑣的出口審查。甚至一些日本企業(yè)也開始在中國設(shè)立開放實驗室,尋求與中國企業(yè)的技術(shù)合作。
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回顧這段歷程,從新中國成立初期只能生產(chǎn)簡單的手搖車床,到今天能夠制造出采用磁懸浮主軸等尖端技術(shù)的五軸聯(lián)動數(shù)控機床;
從最初的十八家骨干機床廠,到如今主辦全球四大國際機床展覽會之一,這條路走得非常扎實。
中國制造的五軸機床加工出的零件,被用在飛向火星的探測器上,刻著“中國制造”的印記。
事實證明,技術(shù)封鎖是鎖不住創(chuàng)新的。
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預計到2025年,中國機床市場的總規(guī)模將達到四千五百億元人民幣,其中高端五軸機床市場超過一百三十億元,國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)市場占有率有望達到40%。
到2030年,高端機床的國產(chǎn)化率目標為60%。
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機床出口預計將繼續(xù)保持增長勢頭,從2024年的基礎(chǔ)到2025年可能迎來新的訂單高峰。
全球產(chǎn)業(yè)鏈正在因此重塑,舊的以西方技術(shù)為主導的格局已經(jīng)被打破。
中國機床工業(yè)從過去被“卡脖子”的困境,發(fā)展到今天成為重要的出口領(lǐng)域,真正挺起了中國工業(yè)的脊梁。
過去的種種封鎖和限制,反而成了激勵我們自力更生、不斷創(chuàng)新的強大推動力。
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