近日,“2025绿色船舶节能减排与高效推进技术国际论坛”在江苏镇江盛大召开,同期,镇江市同舟螺旋桨有限公司迎来了其成立二十周年的里程碑时刻。活动以“共绘、绿链、未来”为主题,吸引了来自挪威船级社、国内外大型船东、知名船厂及行业设计机构在内的400余位行业专家与嘉宾,共同围绕航运业低碳化背景下的节能与高效推进展开深度交流。
更值得关注的是,在本次活动的工厂参观环节,同舟首次对外展示了其最新的制造升级投入—来自意特利的全球首台双龙门三工位高精密超大型螺旋桨五轴联动加工中心,立刻成为全场关注焦点。它的出现不仅意味着同舟自身智能制造能力的跃升,也象征着中国螺旋桨行业迈向全球一流制造体系的关键一步,更是其面向绿色航运未来的一次“能力跃迁”。
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五轴机床行业市场的演进与螺旋桨
行业的迫切需求
在高端装备制造领域,五轴联动数控机床被誉为“皇冠上的明珠”,小到螺丝钉、大到远洋邮轮的制造,都离不开它。其融合了精密机械、数控系统、伺服驱动等多项顶尖技术,能够完成复杂曲面的高精度加工,是航空航天、海洋工程、能源装备等战略新兴产业不可或缺的核心设备。
近年来,随着中国制造业转型升级的加速以及国家对高端装备制造的大力扶持,国内五轴机床行业迎来了快速发展期。据MIR DATABANK数据显示,2024年中国五轴机床市场规模首次突破100亿元大关,达到103.5亿元。受益于众多民营五轴机床企业的快速发展和崛起,2024年国产五轴机床的销售额市占率首次超过了50%,中国在这一关键技术领域实现了重大跨越。
2020-2025年中国五轴机床市场规模及预测
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数据来源:MIR DATABANK
然而,在超大型、超高精度五轴机床领域,国内仍处于稀缺状态,尤其是针对螺旋桨这类超大件复杂构件的五轴加工设备,此前长期存在技术空白,成为制约相关行业发展的重要瓶颈。
世界贸易靠航运,推动航运靠螺旋桨。螺旋桨作为船舶推进的核心部件,不仅是检验大国实力的金标准,更承载着推动全球经济贸易的重任,其性能直接决定了船舶的推进效率、燃油消耗、噪声振动和运行稳定性,对加工精度和表面质量有着极高要求。但由于螺旋桨曲面设计复杂、规格尺寸众多,在传统加工模式下,行业长期面临着诸多难以突破的痛点。
首先是精度不足的问题。在很长的一段时间里,多数螺旋桨制造商仍以传统人工打磨方式为主,不仅耗时巨大,且加工精度难以控制。此前有同行仿制的加工设备,仅能完成粗加工工作,加工偏差达到3-5mm,远无法满足ISO标准要求。
其次是效率低下。以8米规格的螺旋桨为例,一名打磨工每日仅能打磨0.3支浆,完成一支螺旋桨的打磨工作需要三十多天。
此外,行业还面临着“大工件、长周期、加工能力不足”的普遍瓶颈。大型螺旋桨直径常超10米、重达数十吨,传统设备很难实现整体加工,精度与周期均受影响。
正因如此,当同舟在工厂参观环节公开展示其采用意特利五轴龙门加工中心后的全新加工体系时,行业人士普遍感受到,这不仅是设备升级,更像是螺旋桨制造模式的一次“代际跃迁”。意特利五轴龙门加工中心的投入使用,不仅破解了螺旋桨行业的痛点,更凭借其技术通用性,成为多个高端制造领域的“破局利器”。
02
五轴机床:螺旋桨行业破局的关键支撑
五轴加工中心,是螺旋桨制造的“心脏”。
以航母或大型船舶为例,由于其所用的螺旋桨尺寸普遍较大,且定距螺旋桨需要整体加工,所以对床身承重能力、龙门宽度、切削力等有较高的要求。也正因如此,国内仅有少数厂商可以研发生产加工螺旋桨的五轴重型机床。
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在这样的行业背景下,此次同舟与意特利联合开发的全球首台双龙门三工位高精密超大型螺旋桨五轴联动加工中心(TITAN系列)就显得尤为重要。该设备是全球首台套超大型高精密,拥有自主知识产权的螺旋桨加工中心,可覆盖海洋工程、航空航天、风电、水电、核电等领域的超大件高精度需求,是中国高端制造迈向世界一流的缩影,堪称真正的“国之重器”。
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TITAN系列机床引进国际先进的动态刚性设计理念,采用机电一体化设计,使整机在刚性、精度保持性、可靠性等方面趋于完备。
设备三大核心优势:
1. 国内双龙门五轴Y轴尺寸最大
对于螺旋桨、叶轮等超大型复杂构件而言,Y 轴行程直接决定了设备能否实现整体加工与多工位协同作业。在传统设备条件下,受限于 Y 轴尺寸不足,超大件往往需要多次翻转、分段加工,不仅效率低下,也显著放大了累计误差风险。
TITAN 系列在Y轴结构设计上实现了关键突破,其跨距超13米,Y轴有效加工行程达12米,是目前国内双龙门五轴设备中尺寸最大的,能够完整覆盖直径 10 米以上螺旋桨及同级别超大构件的整体加工需求。
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2. 双横梁大尺寸同时具备
传统单横梁结构在跨距放大后,往往面临自重变形大、动态刚性不足的问题,一旦提升Z轴行程,精度衰减便成为难以回避的瓶颈。
TITAN 系列采用自主专利的双横梁结构。通过由两根横梁共同承载主轴滑枕重量,有效避免了主轴滑枕及切削力对横梁产生扭矩影响,从结构源头提升了Z轴滑枕在Y向和Z向运动过程中的整体刚性与切削精度。这种布置形式较好地解决单横梁结构在运动、自重以及切削力作用下产生的弯曲和扭曲变形,同时减少横梁的总体重量,不仅提高了设备的刚度与高速性能,减少了在高速时产生振动的现象,提高了加工精度,还进一步延长了设备的使用寿命。凭借着双横梁专利技术及箱中箱独特结构,TITAN 系列在保持加工精度的前提下进一步提高Z轴加工行程至2.5米,远超传统设备1.5米以内的常规范围。
3. 高效率、高精度
独特的“双龙门、三工作台”创新架构,能同时加工两个直径12米的大型螺旋桨,能有效解决“大工件、长周期、加工能力不足”的行业瓶颈,提高生产效率。例如,一只12米以下的螺旋桨,从装夹到成品加工时长不超过72小时,可实现月产量约20只螺旋桨,有效缩短生产周期。同时,该设备还具有“航空级”的超高精度,用其加工的螺旋桨曲面形状误差可严格控制在0.04mm以内,表面粗糙度可达到0.8微米以下,相较于传统设备3-5mm的偏差,其精度提升幅度超70倍。
除了硬件上的创新,TITAN系列机床在软件上表现也尤为突出。
该设备配置的在线检测与误差补偿系统,可在加工中自动“找正”和“测量”,将精加工的效率提升了50%以上,最大限度地消除了人为因素的波动,确保质量的稳定与可靠。
同时,从螺旋桨的参数化建模、3D扫描测量、到加工程序自动生成,加工过程中实时监控切削力与温度,并自动进行补偿,真正实现了从“感知-决策-执行”的全程智能化。
意特利带来的远不止于此。除软硬件深度融合的技术能力外,其在五轴装备的交付效率上同样实现了质的飞跃。
放眼国际市场,能够提供此类超大型五轴及整套交钥匙工程的企业仅2-3家,且国际品牌从方案设计到设备制造通常需要三年左右,此类尺寸超过20米的叶轮交钥匙项目,周期便需要一年以上,整体项目交付周期普遍达到3-4年。相比之下,意特利从接到订单,完成设备制造、预验收、客户现场安装调试,直至客户实现批量合格零件制造的全过程,仅用时不到一年,远超客户期待,实现了超大型五轴装备最短交货期的行业之最。
03
意特利公司与这台“国之重器”的诞生
意特利是一家集高档数控加工中心科研、生产和销售于一体的高科技企业,同时也是国家级“专精特新”小巨人企业和“高新技术”企业。自2015年成立以来,始终坚持自主创新、深耕中国高端装备市场,致力于为制造业企业提供高效可靠的五轴数控加工解决方案。凭借在系统架构、工艺控制和装备自研方面的扎实实力,意特利先后与中国航天科工集团、中国航天科技集团、中国航天工业集团、中国中车集团等知名企业量身定制高端CNC加工中心与生产产线,广泛应用于航空航天、轨道交通、汽车新能源、模具、风电、船舶等多个行业。
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意特利产品矩阵
在技术创新方面,意特利专业研发和制造高端高精度五轴联动数控机床,掌握五轴头设计生产、“双横梁”Z轴双抱、高速翻板在内的多项核心技术,具备核心零部件高端高精度五轴的系列化、规模化设计生产能力,打破了国外长期的技术封锁,在行业中具有强劲的竞争力。
随着技术能力的不断增强,意特利也积极参与行业标准体系建设,先后参与了三项国家标准制定,通过标准化推动行业技术的统一与提升,进一步巩固其在国内高端装备领域的技术话语权。
行业落地方面:
在航空航天领域,已与某航天领域企业签订五轴加工中心组成的航天核心部件加工产线,并累计向航空航天领域企业提供数百台关键设备。
在轨道交通领域,其五轴龙门加工中心已在南山、忠旺、迈达斯等多个工厂稳定运行,为轨道车辆与汽车铝车身的轻量化加工提供强力支撑。凭借技术的自主可控与广泛的行业验证,意特利正逐步成长为国内高端装备制造领域的重要力量。
总结
国之重器赋能绿色航运未来
意特利五轴龙门加工中心的亮相,不仅是同舟庆典的技术亮点,更是中国高端五轴机床走向多领域应用的缩影。
从行业视角来看,这台全球首台套设备的成功应用,彻底突破了螺旋桨制造在精度、效率与大尺寸加工能力上的长期瓶颈。其带来的不仅是同舟螺旋桨产能和品质的提升,更将助力全球航运业降低燃油消耗、减少碳排放,为航运业减碳路径提供了切实可行的技术解决方案。
未来,随着五轴机床技术的持续迭代,其在航空航天、深海装备、新能源等战略领域的应用将更加广泛。以意特利为代表的中国高端装备企业,将以技术创新打破行业壁垒,用“国之重器”支撑全球高端制造升级,书写中国智造的新篇章。
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