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絲杠:高端機床國產替代,機器人再添增長空間 | 投研精選

2024-04-28科學

天風證券近日釋出機器人系列報告:絲杠,高端機床國產替代,機器人再添增長空間。

以下為研究報告摘要:

一、絲杠:線性傳動部件,下遊套用多在機床、工業自動化、汽車等,人形機器人有望開啟新空間

絲杠主要包括梯形絲杠、滾珠絲杠及行星滾柱絲杠。螺紋絲杠主要功能是將旋轉運動轉換成線性運動,或將扭矩轉換成軸向反復作用力,同時兼具高精度、可逆性和高效率的特點。絲杠主要有梯形絲杠、滾珠絲杠和行星滾柱絲杠,滾珠絲杠傳動效率、精度明顯高於梯形絲杠,故多套用在數控機床等領域,行星滾柱絲杠較滾珠絲杠優勢在於抗沖擊力、承載力更強。

我們預計全球滾珠/柱絲杠市場空間約在140/20億元,主要下遊是機床/航空航天。目前全球滾珠絲杠市場空間在100-150億元,其中國內占比約20%,下遊包括機床(占比50%+)、工業自動化、汽車;目前全球滾柱絲杠市場空間在20億元左右,多套用在航空航天。

人形機器人有望擴容滾柱絲杠市場空間30-100億元。特斯拉人形機器人Optimus的線性執行器核心零部件有滾柱絲杠,我們預計10、50、100萬台人形機器人下對應單價為3000元/個、1500元/個、1000元/個,假設14個線性執行器10個采用滾柱絲杠,對應市場空間為30、75、100億元。

二、絲杠行業國產替代空間大,核心壁壘在於裝置&工藝know-how

滾珠絲杠頭部企業多在歐洲和日本,高端市場國產化率低。滾珠絲杠目前全球頭部NSK、THK等CR5市場占有率達到約46%;國內上銀+銀泰合計市占率接近50%,NSK、THK合計占比15%。

滾柱絲杠海外全面領先國內,典型龍頭有德國舍弗勒等,國內尚處於初始階段。德國Schaeffler、美國Exlar、瑞士Rollvis、瑞典SKF公司、日本NTN株式會社等公司已經形成了相對成熟的行星滾柱絲杠產品系統,國內尚處於小批次生產的初始階段。

高精度的滾珠絲杠/滾柱絲杠需磨削加工,核心壁壘在於磨床裝置、磨削、熱處理工藝know-how。我們認為絲杠國產化的第一重壁壘在於磨床裝置(高端絲杠產品的磨床依賴進口,典型進口企業有日本三井),此外整個生產涉及幾十道工序,在磨削、熱處理等環節均考驗know-how,最終考驗的是產品的精度保持性和大批次量產的一致性。

磨削絲杠生產周期較長、效率較低,旋風銑削工藝有望降本提效。一般磨削絲杠粗道加工工藝為砂輪磨削,此工藝下整個生產周期在30-45天,效率較低,旋風銑削(透過安裝在高速旋轉刀盤上的硬質合金成型刀具,從工件上銑削出螺紋的螺紋),可大幅提升生產效率(理論上比傳統加工效率最高可提高10倍),我們認為此技術對要求降本的人形機器人意義較大。

三、投資建議

中高端滾珠絲杠、滾柱絲杠市場多為海外巨頭壟斷,疊加人形機器人大的產業趨勢,中高端絲杠國產替代空間大,建議關註:

1)絲杠:主營汽車底盤零部件,在精密車加工、磨加工、原材料調質、表面熱處理積累了較多know-how的【北特科技】;率先布局機床絲杠,擁有裝置先發優勢的【貝斯特】。

2)裝置:國內軋輥磨床行業的領軍企業,現已具備導軌、絲杠研發和生產能力的【華辰裝備】;主營高端車床,具備以車代磨技術,客戶群涵蓋貝斯特、五洲、雙環等的【浙海德曼】;已有數控螺紋磨床產品的【日發精機】。

3)耗材:旋風銑削工藝下的PCBN刀具企業【沃爾德】。

風險提示:人形機器人發展不及預期、特斯拉人形機器人進展不及預期、絲杠國產化進展不及預期、測算有主觀性。(天風證券 孫瀟雅 )