报告名称: 丝杠：精密传动部件机器人中必不可少，国产替代蓄势待发

报告类型: 行业报告

报告日期: 20240321

研究员: 侯宾

行业: 通信

投资评级：强于大市(维持)

【内容摘要】

丝杠：精密传动部件，下游应用广泛。丝杠是一种可以使旋转运动变成直线运动的传动副零件，其优势在于高速运动下保证定位精准，丝杠对于精度以及强度要求都较高，原因在于丝杠不仅需要精确地确定工作台位置从而将旋转运动变为直线运动，还需要传导动力，在精度、强度、耐磨性等方面均提出较高要求，故而丝杠的加工工艺以及原材料都有较高要求。
丝杠下游应用较为广泛，可以广泛应用于数控机床、机器人关节、汽车之中。其中，在对于丝杠性能要求方面，机床最高、机器人次之、汽车则要求最低。滚珠丝杠：性能优于滑动丝杠，国产替代空间较大。滚珠丝杠是数控机床的核心部件。相较于滑动丝杠，滚珠丝杠具备几大特点：首先，滚珠丝杠依靠滚珠进行滚动摩擦，而滑动丝杠进行的是滑动摩擦，这也导致其摩擦力较大，容易磨损；其次，由于滚动摩擦系数小于滑动摩擦，滚珠丝杠的传动效率相较于滑动丝杠更高；最后，当丝杠传动效率大于50%时，没有自锁性，小于35%时将出现自锁性，因而滚珠丝杠不具备自锁性，滑动丝杠可能产生自锁性。
滚珠丝杠下游应用丰富，可用于自动化机器人领域，作为精确线性传动动力以及同时承受高负载的角色。从我国滚动功能部件的市场格局来看，日本、欧洲企业主导高端市场，日本、欧洲企业合计市场份额高达90%。
我们认为，滚珠丝杠下游应用丰富，未来随着机器人行业的进一步拓展有望持续带动滚珠丝杠需求不断上升，市场不断扩大，目前国内企业相较于海外头部企业尚存在一定差距，市占率较低，未来随着技术壁垒逐步被打破，国内企业有望在高端滚珠丝杠市场进一步拓展，国产替代有望进一步上升。
行星滚柱丝杠：人形机器人中必不可少，未来市场空间广阔。相较于滚珠丝杠以及滑动丝杠，行星滚柱丝杠具备传动效率更高（可达90%）、承载能力最大、速度最高等优势，其下游可主要应用于航天器、望远镜登高精度控制系统，机床、数控机床、精密机器人、半导体设备等。
行星滚柱丝杠技术壁垒较高，国内原材料、工艺及设备均存在一定差距。
首先，原材料方面：在原材料的选择方面，国内企业大多采用马氏体不锈钢，其抗腐蚀性以及硬度有缺陷，而国外大多数领先的行星滚柱丝杠企业大多选择采用加入Mo元素的合金，性能更强。此外，在高端的Cr/Mo合金方面，我国企业也尚且与海外存在一定差距。
其次，在工艺方面：螺纹的制造工艺主要为轧制和磨削两种，其中磨削是加工高精度丝杠螺纹的主要方法，其精度等级范围在C0-C5，但生产效率低，成本较高，轧制可批量生产，价格低，但精度最高为C5。目前国际束流企业如Ewwllix、Rollvis、GSA等大多采用磨削工艺。
最后，在设备方面：高精度磨床可以提升加工精度，丝杠磨床的可磨直径、螺纹距离和最大螺旋升角较高，主要用于丝杠整体的磨削。目前国产磨床可以满足C3-C4精度的中端丝杠加工，但批量加工高端丝杠（C0-C2）时，存在出品不稳定现象。
我们认为，行星滚柱丝杠将成为人形机器人中的新增量，有望持续受益于人形机器人的带动，但目前行星滚柱丝杠在原材料、制造工艺以及设备均存在一定的壁垒，未来随着国产企业技术的不断进步，有望进一步拓展市场份额。
相关标的：三花智控、拓普集团、秦川机床、贝斯特、恒立液压、五洲新春、北特科技、鼎智科技、新亚电子、日发精机、华辰装备、宇环数控、浙海德曼、同益股份。
风险提示：人形机器人进展不及预期，技术推进不及预期，宏观经济波动风险，原材料价格波动风险。