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1、注塑机行业专题分析:下游需求逐渐回暖,技术变化催生新机遇1制作塑料的工艺有哪些?塑料机械产业链主要可以分为上游原材料及零部件、中游塑料机械制造、下游应用市场三大部分,其中1)上游原材料及零部件主要包括模具、液压传动系统、加热和冷却系统、数字化控制系统等;2)中游主要为注塑机、挤出机、吹塑机以及其他设备的生产下游为包括汽车工业、家用电器行业、医疗行业、包装工业以及建筑行业在内的应用市场。塑料成型工艺多种多样,随着技术发展,塑料制品也越来越复杂,对成型工艺要求越来越高。成型工艺的选择主要取决于塑料的类型(热塑性/热固性)、起始形态及制品的外形和尺寸。加工热塑性塑料常用的方法有注塑、挤出、吹塑等,成
2、型方式多达30余种。其中,注塑成型是目前塑料制品里最常见的成型方法之一,一般可分为模压法和压铸法。注塑机将热塑性/热固性塑料,通过模具制成各种形状。挤出成型,是指塑料通过挤出机料筒和螺杆作用,边受热塑化,边被螺杆往前推进,连续通过机头制成各种截面制品或半制品。吹塑成型,也称中空吹塑,是一种发展迅速的塑料加工方法。热塑性树脂经挤出或注射成型得到的管状塑料型坯,趁热(或加热到软化状态)置于对开模中。闭模后立即在型坯内通入压缩空气,使塑料型坯吹胀而紧贴在模具内壁上,经冷却脱模,即得到各种中空制品。2注塑机市场规模达千亿,中国约占全球产量7成塑料机械是塑料加工工业中所使用的各类的机械以及装置的总称。根
3、据塑料制品的生产过程,可以将塑料机械分为塑料配混机械、成型机械、二次加工机械、加工辅助机械或装置四大类。其中塑料成型机械又称为塑料一次加工机械。根据塑料加工工艺划分,又可以塑料机械分为挤出机、注塑机、吹塑机三大类。根据泰瑞机器招股书,在我国,注塑机一直处于塑料成型设备行业领域的主导地位,在塑料机械中产值占比约为40%,注塑成型装备作为塑料加工业中使用量最大的加工机械,可直接生产大量的塑料制品,还是组成注拉吹工业的关键设备,注塑机也是产量最大、产值最高、出口最多的塑料机械。而目前美国、日本、德国、意大利、加拿大等国家注塑机产量占塑料成型设备总量的比例达到60%-85%,相比之下,我国仍有提升空间
4、。2.1需求端:22年全球注塑机市场规模达1031亿元,中国市场近300亿元从需求端看,全球注塑机市场规模达千亿元。根据GrandViewResearch研究机构预测,2022年全球注塑机市场空间约为153.30亿美元(约合人民币1031亿元),预计2023年和2030年全球注塑机市场规模将分别达到159.90亿美元和220.30亿美元,复合增长率为4.60%o国内方面,根据智研咨询数据统计,2021年我国注塑机行业市场规模为263亿元,预计2022年国内市场将达到280亿元,近5年复合增长率约5%o图表4:注塑机在塑料成型设备中的占比从下游需求来看,塑料制品广阔的应用领域为注塑成型装备产品需
5、求保持平稳增长提供了重要保障,近十年国内塑料制品产量总体呈现增长趋势。根据国家统计局公布的数据,2012-2022年我国塑料制品年产量由5,782万吨增长至7,772万吨。注塑机的下游应用也非常广泛,主要应用领域包括通用型塑料、汽车、家电、包装软饮等。其中我国注塑机下游占比最高的为通用塑料领域,占比为28%;其次为汽车、家电领域,分别占比为26%、25%o注塑机为典型的顺周期产品,下游分布广泛,与宏观经济息息相关。从下游资本开支来看,2023年8月橡胶和塑料制品业固定资产投资累计同比增速转正,并持续回升,1-10月累计同比增长3.8%,汽车制造业固定资产投资保持较高增速,23年1-10月累计同
6、比增速18.7%,食品制造业、计算机通信和其他电子设备累计同比增速分别为8.9%、9.6%o橡胶和塑料制品业固定资产累计同比增速较汽车、食品、3c产品制造业增速基本同步或略有滞后。随着下游需求逐渐回暖,预计注塑机需求也将逐渐回升。2.2供给端:中国约占全球产量7成,仍有近15%高端机型依赖进口从供给端看,中国注塑成型装备约占全球注塑机产量的70%,产量已经连续十余年位居世界第一。我国注塑机常年保持净出口。根据海关总署数据显示,2022年我国注塑机进口数量、进口金额分别为6979台、6.09亿美元,对应进口均价8.73万美元/台(约合人民币59万元/台)。22年出口数量、出口金额分别为6.06万
7、台、16.39亿美元,对应出口均价2.70万美元/台(约合人民币18万元/台)。我国注塑机的出口数量和金额远大于进口,并且近年来出口与进口数量的比例持续扩大,我国高端注塑机的国产替代进程正在加快。根据海关总署数据,2022年我国累计进口注塑机金额6.08亿美元(约合人民币40.91亿元),按照全年市场规模280亿元计算,则对应进口金额占比约为14.6%。从注塑机的全球市场竞争格局来看,欧洲及日本企业在高端注塑机市场份额中占据领先地位,我国注塑机企业正往高端领域的方向转型。注塑机市场的主要代表企业包括奥地利恩格尔、德国克劳斯玛菲、日本住友德马格等跨国企业,以及海天国际、震雄集团、伊之密、泰瑞机器
8、等国内优势企业。德国、意大利、日本、美国等发达国家占据高端注塑机市场份额,其中以德国为代表的欧洲国家生产的精密注塑机、大型注塑机,以日本为代表的电动注塑机,占据了大部分的高端市场。国内的注塑机由于发展起步较晚、技术制约等原因,目前主要集中在中低端市场。从进出口注塑机均价来看,进口注塑机均价约为出口的3倍以上,仍有较大差距。随着我国注塑成型装备技术的不断进步与革新,国内龙头企业正在向高端市场不断迈进。从国内市场竞争格局来看,国内海天国际、震雄集团、伊之密、泰瑞机器等注塑机龙头企业占据中高端市场,而国内大量的中小型企业占据中低端市场。随着国内注塑机龙头企业技术水平的不断提升,在高端市场领域也正逐步
9、缩小与国外注塑机高端企业的差距。国际上主要注塑机企业包括奥地利恩格尔、德国克劳斯玛菲、德国阿博格、住友德马格、日本的发那科等。国内主要企业有海天精工、伊之密、震雄集团、泰瑞机器等。3注塑机的内部构造及分类:卧式螺杆往复式注塑机是应用最广泛机型按照锁模力大小,可以将注塑机分为为大型机、中型机、小型机。锁模力以吨(或千牛)为单位。锁模力,是指注射时为克服型腔内熔体对模具的涨开力,注塑机施加给模具的锁紧力。体积小的产品生产时使用锁模力较小的机器,而体积大的产品生产时需要锁模力较大的机器。根据亿邦机器,一般小型机是指吨位在100吨以下,中型机指100-500吨,大型机是指500吨以上的注塑机。此外,按
10、照物料的塑化方式,注塑机由可以分为螺杆往复式、柱塞式、螺杆预塑柱塞注射式注塑机。按照注射装置和锁模装置的排列方式可分为立式、卧式、角式注塑机,目前应用最广泛的是卧式螺杆往复式注塑机。图表13:注塑机的分类以液压肘杆螺杆往复式注塑机为例,其主要构成有:注射,锁模、液压、电气、机身、门窗部件等6个模块组成,其中注射、锁模、液压、电气为注塑机主要构成部件。注射部件的主要作用是使塑料均匀地塑化成熔融状态,并以足够的压力和速度,将一定量熔料注射到模腔内,实现对加工塑料塑化计量并将熔料射出的功能。注射装置一般由塑化组件(机筒、螺杆、喷嘴等)、注射油缸、整移油缸等组成。锁模部件是注塑机的重要部件之一,其功能
11、是实现模具启闭运动,使其闭合产生锁模力,将模具锁紧。传统的锁模部件为前中后三板构成,而新型的锁模部件则由前后二板构成。液压部件的作用是为注塑机按工艺过程所要求的各种动作提供动力,并满足注塑机各动作所需压力、速度等要求,实现在成型过程中所需能量的转换与传递的功能。液压部件中油泵和电机是注塑机的动力来源。注塑机从关模开始到开模结束,中间经过多个动作流程。每个程序中都有对压力和速度的不同要求,即:动作中的不同时刻或不同位置,流量和压力是瞬时的、多级变化的,所以对注塑机液压系统及其组成液压元件的灵敏性、可靠性、静音性和安全性都有很高的要求。电气部件即控制系统,是注塑机的“神经中枢”系统,控制各种程序动
12、作,实现对时间、位置、压力、速度等的控制与调节,从而实现对工作程序及工艺条件设定与控制的功能。电气部件即控制系统的质量将直接影响产品的成型质量,例如对锁模速度、低压模保、及模具锁紧力的控制,将影响产品的成型周期、低压模具保护、开模定位等。当前,“大型机二板化、小型机电动化”已成为行业发展的主旋律,促使注塑成型装备向节能化、高精度及快速成型发展。随着相关技术的发展和注塑生产工艺对注塑成型装备要求的提高,电动驱动系统、大型二板式注塑技术、多组分注塑技术的研发及产业化不断推动行业向高端化发展。4大型机:大型塑料制品提出更高要求,二板机是未来发展方向欧美日等发达国家自从上世纪90年代初期开始,800吨
13、以上注塑机逐渐淘汰了三板机的技术,而采用二板机或直压机结构。二者的差异主要体现在锁模力控制、自动修正、调模反式、磨损、占地面积等方jWfO相比三板机,二板机采用电脑控制、油压式锁模,锁模力更加精确、稳定,此外,从调模方式上看,二板机没有负荷重的调模机构,而且不存在关节磨损,主要关注油的密封性问题。而且二板机相比三板机占地面积更小。塑料制品制造业对大型及超大型注塑机的需求日益增加,尤其是在汽车保险杠、仪表盘、汽车内饰、大型托盘、储物箱、建筑模板、大型管件、化粪池、垃圾桶、水处理滤板等大型塑料制品领域,对超大型注塑成型装备提出了更高的要求。虽然我国二板式注塑机技术起步较晚,但二板式注塑机发展趋势不
14、可逆转,未来二板注塑机占比将进一步提升。当前,国内企业已在大型二板注塑技术实现突破,优势企业已能生产出锁模力6,000吨以上的超大型二板式注塑机,逐步赶超国际先进水平。5小型机:精密化、高速化要求下,电动注塑机是发展方向小型注塑机对精密化、高速化发展更为迫切,精密注塑要求注塑机在注射压力和速度上能进行精确控制,而高速化要求注塑机须有更短的成型周期。如快餐盒,其是低价值产品,需要快速生产才能符合成本效益,且其薄壁产品很轻,因而射程较短,设备需要在03-0.5秒内达到较高的注射速度。电动注塑机的驱动系统具有高精度、可靠性高和节能等优势,使用成本较低,适合在小型制品、短注射行程的场景使用,电动注塑机
15、是小型注塑机的发展方向。当前,电动注塑机技术已成为行业企业开发的重点,国内优势企业均推出电动注塑机产品,但由于控制系统等关键部件仍依赖进口,因此我国电动注塑机较发那科、住友等国际领先水平仍有一定差距。未来随着行业技术水平的提升,进口替代空间较为广阔。电动式注塑机于1982年首先由德国Battenfeld公司发布;公83年由日精树脂(NiSSei)公司率先商品化,当时的产品型号为MM5;在1984年日本塑料工业展览会上,发那科公司、东洋机械金属公司和新泻铁工所分别展出了autoshot系列、TU系列和MD系列的电动式注塑机。欧洲厂商也紧跟步伐,于2001年纷纷推出新一代的机型,如Battenfe
16、ld.NETSTAL、ENGEL、MIR、OlMA、NEGRIBOSSI等。以全球欧美日几个主要大厂的发展来看,将全电式射出机纳入产品线中是必然的趋势。图表20:全球电动注塑机市场销售额(亿美元)根据QYR(恒州博智)数据,2022年全球全电动注塑机械市场销售额达43.8亿美元(约合人民币295亿元),预计2029年将达到67.7亿美元,2023-2029CAGR约为6.65%o其中,中国市场在过去几年变化较快,2022年中国电动注塑机市场规模为12.7亿美元(约合人民币85亿元),约占全球的28.89%,预计2029年将达到26.9亿美元,届时占全球比重将达到39.73%o按照金额计算,根据前文提到2022年预计国内注塑机市场规模约为280亿元,对应2022年国内注塑机电动化渗透率约为30.3%。另据我们的产业链调研,电动注塑机价格约为同样吨位液压注塑机的2.5-3倍,因此,若从数量角度看,注塑机电动化渗透率应在10%左右,而