2023特种加工产业现状深度调研

特种加工产业发展现状分析

随着我国工业技术的逐步提高，越来越多的设备采用新结构、新材料、复杂形状的精密零件，传统的机械加工方法难以达到技术要求。特种加工是利用电能、热能、光能等物理能、化学能以及其组合等，实现去除材料、材料变形及性能改变等非常规的加工方法。随着精密细小、形状复杂和结构特殊零件的应用越来越多，计算机技术、微电子技术和控制技术的发展，对特种加工技术的需求越来越广泛，特种加工技术已成为零件制造的重要工艺技术手段。

根据中国机床工具工业协会特种加工机床分会对全国电加工机床行业22家重点骨干企业经营数据的汇总统计，2019年电加工机床销售总量为14065台，与2018年相比下降了18.6%。从各类电加工机床销量来看，电火花线切割机床仍是电加工行业应用市场的绝对主力军，占比超过市场份额的70%。其中往复走丝电火花线切割机床的销量为单向走丝电火花线切割机床的6.7倍，占整个销售量的60%以上，销售额与单向走丝电火花线切割机床平分秋色。

随着我国工业水平的提高，对于机械制造的工艺水平以及加工质量有了更高的要求，只要满足加工精度和质量，才能够保证产品的质量。与传统的切削加工工艺相比而言，特种加工技术能够借助光能、化学能、物质动能以及电化学能的优势，加工技术更加科学合理。

在我国的航空航天以及其他国防工业部门中，对产品的技术要求向高精度、高速度、高温、高压以及小型化方向发展，并且对材料的要求越来越高，复杂的零件形状以及对精度的高要求，这些是传统工艺技术难以满足的。而利用特种加工技术，结合各种先进的能量形成的工艺方法，可以有效解决这些问题。现阶段，特种加工技术已经在我国航空航天、医疗、国防等各个领域广泛应用，加工的产品精度和质量都能够达到较高的标准，为我国的工业发展作出了巨大的贡献。

特种加工行业分类

特种加工技术主要是利用电能、化学能、声能、光能等或者将几种能量进行组合应用，去除加工工件上多余的材料，特种加工技术在高硬度、高精度材料加工中比较适用，能够发挥较好的效果。在实际生产中，特种加工的分类和应用主要有电火花加工、电火花线切割、电化学加工、超声以及激光几种。

(1)电火花加工。电火花加工的原理是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用，蚀除导电材料的特种加工方法。这种特种加工方法比较适用于形状复杂的型孔、型腔零件加工，加工质量较好，并且可以实现自动化加工处理，在硬质合金和淬火钢，深细孔和深槽等工件中都得到了良好的应用，加工精度高，质量好。

随着电火花特种加工技术的不断发展，在理论和工艺上都得到了较大的进步。在理论方面，主要是针对工作液、极间气泡以及等离子通道等方面进行研究，通过理论研究发现工作液的作用主要是冷却放电通道，然后将加工过程中产生的电蚀产物带走，以免粘附于电极表面而影响加工效果。在理论研究的基础上，实践应用方面的研究也有进一步的进展，加工中使用的工作液采用特制的电解液，然后使用电弧放电和火花放电的方式去除工件材料，经过实践应用表明，这种加工方法比传统的铣削加工的效率要高很多。

(2)电火花线切割加工。电火花线切割又称为线切割技术，所谓的线切割就是利用细金属丝作为电极，通过细金属丝的连续移动，对工件进行脉冲火花放电，从而达到蚀除金属、切割成型的目的。利用电火花线切割加工技术，电极比较简单，对于厚度较小的薄板加工精度较高，可在加工样板、凸轮和精密仪器中应用，能取得较好的加工效果。

在实际应用中，还可以使用双线电火花线切割电解复合加工技术，在对太阳能硅片进行切割以及进行制绒处理时，可达到厚度薄、切缝窄的效果，还能够直接获取绒面结构，产生裂纹的几率较小，效率较高。电火花线切割加工技术可以有效解决加工材料的脆度、硬度和强度对加工工艺的影响，可取得比较理想的效果。

根据中研普华产业研究院发布的《2022-2027年特种加工产业深度调研及未来发展现状趋势预测报告》显示：

(3)电化学加工。电化学加工主要是利用电化学反应来对金属材料进行加工的方法。在进行电化学加工时，工件与直流电源的连接作为阳极，而工具接阴极，控制加工的电流，就可完成加工。因为在进行电化学加工时，电流需要通过电解液才能够形成溶解来蚀除金属，所以一般能够导电的材料都可以使用电化学的工艺方法来进行加工，不会受到材料的硬度、韧性的限制。使用电化学工艺加工，因为加工过程中不会产生相应的机械力，所以工件不需要承受力和热的作用，这样加工的工件就不会产生变形和残余应力，加工后的工件表面粗糙度较好，对于加工过程中比较容易变形或者薄壁件比较适用。这种高效率的加工方式，操作上相对比较简单，因为是简单的直线进给运动，所以可一次加工出比较复杂的型腔、型面和型孔，加工速度也要比电火花高很多，可进行大批量的生产作业。

(4)激光加工。激光加工主要是利用能量密度较高的激光束来照射工件，被照射的部位就会瞬间融化或者蒸发，这些熔融的物质在冲击波的作用下会被喷射出去，从而完成加工。激光加工还可以利用能量密度较小的激光束对工件进行焊接，因为能量较小，所以被加工部位的材料会产生熔融黏合的效果，从而完成焊接作业。

因为激光加工是利用激光束，所以不需要刀具，不会与加工材料相接触，即不会产生机械力和变形。因激光束的能量密度较高，所以对于金属和非金属材料都可以进行加工。因为速度快，所以加工效率极高。激光束加工的热影响的区域较小，所以产生热变形的几率很小，对于加工的精度较高，工件表面粗糙度很小。

特种加工行业未来发展趋势预测

特种加工技术在高硬度、高精度材料加工中能够发挥较好的效果，广泛应用于航空、航天、机械、微电子工业、国防工业等领域。常用类型有:电火花加工、电化学加工 (电解加工) 、高能束加工及超声加工。随着我国科学技术的快速发展，需采用特种加工技术来制造相关的仪器、设备和产品，特种加工技术不仅促进了机械制造业的发展，在现代工业领域里也将发挥着愈来愈重要的作用，特种加工技术既有广大的社会需求，又有着巨大的发展潜力。

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