管材彎曲成形專利技術分析

DOI：10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.18.040

管材彎曲成形專利技術分析

DOI：10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.18.040

本文對管材彎曲成形技術領域專利進行了定量分析，包括對專利申請量、專利申請類型、專利申請人等方面的分析，詳細介紹了管材彎曲的技術發展歷程及國內專利申請情況，并對該技術領域的國內外的專利申請趨勢進行了簡要的統計和分析。

管材彎曲成形工藝是以管材作毛坯，通過塑性加工手段制造管材的成形工藝。彎管是其中常用的一種方式，在機械無切削加工管材領域占有重要地位。彎管工藝在由于在彎曲時容易引起橫斷面形變，影響壁厚，因此，該工藝在彎曲方法、工藝設計以及模具設計等方面與板材的彎曲都存在著很大的不同。

管材彎曲成形專利技術分析

本文對管材彎曲成形技術領域專利進行了定量分析，包括對專利申請量、專利申請類型、專利申請人等方面的分析，大體可以概括國、內外在管材彎曲成形技術領域的發展概況，以便通過國外在該技術領域的發展情況，分析發現我國在該技術領域中的不足，加快國內管材彎曲成形技術領域的發展。本文主要在CNABS、VEN數據庫中針對分類號B21B7/00、B21D9/00下的關于管材彎曲成形的專利進行了檢索并進行了統計分析。

中國專利申請分析

管材彎曲技術領域的國內專利申請分為以下三個階段：

（1）緩慢發展階段（1986-2000）：2000年之前國內申請量很少，總數不達5件，發展緩慢，在此期間檢索到國內管材彎曲技術的專利申請最早出現在1988年；

（2）快速發展階段（2001-2010）：2001年開始申請量增長較快。2006-2010年的申請量幾乎是2001-2005年的兩倍；

（3）迅猛發展階段（2011-2015）：2010年至今，管材彎曲技術國內的專利申請量占總申請量的65.2%以上，是2001-2005年申請量的10倍以上，是1986-1990年最初幾年的申請量的100倍，申請量驚人。

圖1　中國專利申請量

圖2　申請量排名前20的國家

在CNABS中采用PA進行限定，對國內專利申請的申請人分布進行統計，結果如表1所示。從表中可以看出國內申請前10中日本的申請人有3位，其中排名第一的是日本的三櫻工業株式會社，排名第二的是西北工業大學，排名第三的是哈爾濱工業大學。中國的管材彎曲專利的申請主要集中在高校，檢索該技術領域時可以考慮檢索非專利庫的碩博論文和相關期刊。

表1　專利申請人的分布

國外專利申請量

在VEN數據庫中以CC字段限定國家，分析該領域的專利申請量國家分布情況，可以看出，專利申請量位于第一的是日本，且日本的專利申請量占了絕對領先的地位，遠多于排名第二的美國和第三的中國，德國排名第四。管材彎曲技術在日本得到了較好的發展，另外在美國、德國也獲得了良好的發展，同時也不能忽略管材彎曲技術在歐洲各國的發展。一般情況下，在某項技術中擁有的專利較多的國家在這項技術上的原創技術就越多。可見日本在該技術領域的研發能力和技術實力是最強的。因此，當遇到有關管材彎曲技術領域的專利申請時，在檢索中文庫和VEN數據庫的專利文獻后，可以重點檢索日本的專利，嘗試著使用FI、FT分類進行檢索。

在VEN數據庫中以APD字段限定申請日，可以分別統計管材彎曲技術領域專利申請量隨時間的變化情況，如圖3所示。總體上看，1986年以來，關于管材彎曲技術的專利申請有了一定程度的增長，但是前期和后期都比較平穩，只是在2000-2005年有了較大幅度的增長，2006-2010年申請量較2001-2005年的申請量有所下降，2011年-2015年又重新出現一定幅度的增長。

不同彎管方法的專利申請量比較

為了對壓彎、推彎、滾彎和繞彎等彎管方法的技術發展進行分析，主要在CNABS數據庫中對上述四種彎管方法的專利申請進行了統計分析，并繪制了不同彎管方法的專利申請量的比例圖，從圖4可以看出，2000年以前，上述四種彎管方法的申請量均較少，2000年以后申請量迅猛提升，這也與前面統計的彎管領域專利申請量逐年變化的趨勢相吻合；另外可以看出，推彎和繞彎方式作為主要的彎管方法其申請量遠大于另外兩種彎管方法，這與不同具體彎管方法的應用范圍有關，其中，壓彎方法簡單易行，無需特殊的成形設備，設備和模具的投資較小，生產效率高，但是，其存在成形精度不高的缺點，其一般用于形狀簡單，壁厚較大的管材，同時壓彎角度不宜過大，這些缺點限制了壓彎的應用的場合，同時滾彎適用于曲率半徑要求大的厚壁管件，因此壓彎和滾彎的局限性也導致其專利申請量相比于推彎和繞彎較少，新興技術較少；而推彎和繞彎的應用范圍較廣，技術發展較快，專利申請量也較多；另外從圖5可以看出，繞彎式彎管的專利申請量最多，因此對繞彎式彎管進行了更細致分析，繞彎式彎管分為手工彎管和彎管機彎管兩種方式，從圖中可以看出兩種彎管方式的比例相當，其中繞彎式手工彎管因為其靈巧方便，適用領域較廣，在一些場合有著不可替代的作用，因此繞彎式手工彎管近年來的專利申請量也維持在一定水平；從推彎彎管和繞彎式彎管機的專利申請來看，目前智能化和自動化的數控彎管機已逐漸取代傳統的普通彎管機，現有自動彎管機正在向極端制造方向發展，一是越來越高大，二是越來越細小，三是越來越復雜，生產工藝高度集中。

圖3　管材彎曲技術領域全球專利申請量分布趨勢

圖4　不同彎管方法的專利申請量比較（1）

圖5　不同彎管方法的專利申請量比較（2）

結語

管材的彎曲廣泛應用于機械、石油化工、航空航天、管道工程、電器等領域，不同領域用到的管材的彎曲方法有所差別，這也使得不同彎管方法的技術發展路線有各自的特點。而在同一領域，我國與日本以及美國、德國等歐美國家仍存在著一些差距，無論是專利技術還是撰寫都有待提高。