磁性磨料研磨技術專利分析

劉嬌 呂文權

摘? 要：文章基于CNABS和DWPI專利數據庫，對全球范圍內的磁性磨料研磨（MAF， Magnetic Abrasive Finishing）技術專利文獻進行檢索和分析，針對專利申請量年度分布、申請區域分布及技術發展演進路線進行統計和分析。

關鍵詞：磁性;磨料;研磨;專利;分析

中圖分類號：T-18? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）26-0016-02

Abstract： Based on CNABS and DWPI patent database， this paper retrieved the global patents of Magnetic Abrasive Finishing（MAF） technology， and provided the statistic and? analysis of the annual distribution， area distribution and technology development evolution routes of MAF.

Keywords： magnetic; abrasive; filishing; patent; analysis

引言

隨著工業技術發展，對零件光整加工的表面質量提出越來越高的要求。研磨是一種常用的光整加工工藝。為了適應不同的加工要求，研磨方法不斷地進步和更新，產生了如機械研磨、超聲波拋光、化學拋光等光整加工技術。但機械研磨存在操作要求高、加工質量不穩定、殘余應力較大且勞動強度大等缺點;而化學拋光不可避免地產生腐蝕問題，會影響加工工件的表面質量;超聲波拋光需要價格較高的超聲波發生器，加工成本高。在國內外精加工領域中，人們正通過各種渠道，借助多種能量形式，探索新的研磨加工工藝途徑。近年來，在制造加工領域中利用磁場進行研磨的加工方法引起了人們的極大興趣，例如將磁場應用于研磨加工中的磁力研磨加工技術。相較于傳統的機械研磨，磁力研磨加工工藝具有許多不可替代的優點，如適用范圍廣、研磨升溫小、加工質量高、研磨壓力可控等，因而在機械制造領域的應用日益廣泛。

1 磁性磨料研磨的特點及分類

1.1 磁性磨料研磨的特點

磁性磨料研磨是磁力研磨技術的重要分支，與傳統的研磨、拋光工藝相比，磁性磨料研磨由于磨料“磁刷”是柔性的，因此它的形狀在加工過程中能夠隨工件形狀變化而變化，因而具有很好的自適應性，同時，在研磨過程中，磨料相對工件表面滑動的同時出現滾動，磁性磨料之間不斷更換位置，因此不存在磨料堵塞或鈍化現象，自銳性極好。此外，磁性磨料研磨還具有切削深度小、適用范圍廣、磨削效率高等優點。

1.2 磁性磨料研磨的分類

磁性磨料研磨技術按照磁場產生形式的不同可以分為恒定磁場下的研磨和交變磁場下的研磨，其中恒定磁場又分為永磁體產生的磁場和直流勵磁線圈產生的磁場。永磁體產生的恒定磁場，其結構簡單，體積小，但存在磨料取出和放入不方便的缺點;而向勵磁線圈通直流電產生的恒定磁場，磁場強度便于調節，磨料放入和取出方便，但結構復雜。通過向勵磁線圈通交變電流可產生交變旋轉磁場，磁場強度易于調節，便于放入和取出磨料，工件和勵磁組件均可固定，但轉速不易控制，結構復雜。

2 專利數據統計與分析

2.1 數據來源

本文基于德溫特世界專利索引數據庫（DWPI）和中國專利文摘數據庫（CNABS）進行專利數據檢索。本次檢索對象為世界范圍內2018年8月9日之前公開或公告的專利文獻。通過專利庫檢索得到相關專利文獻，經去噪、人工篩選、標引得到最終所要分析的專利數據樣本。

2.2 申請量年度分析

檢索共獲得897篇相關的專利文獻，涵蓋了自1967年至2018年期間全球范圍內關于磁性磨料研磨技術的專利數據，其中中文專利文獻256篇，外文專利文獻641篇。全球以及中國范圍內關于磁性磨料研磨技術的專利申請量年度分布情況，年度分布圖如圖1所示。

從圖1中可以看出，全球范圍內關于磁性磨料研磨技術的專利申請量總體上呈上升趨勢，最早的專利申請始于1967年，這與蘇聯從上世紀60年代開始對磁性磨料研磨技術開始研究的時間相吻合。1967-1992年是磁性磨料研磨技術的起步期，這一時期的專利申請量增長較為緩慢，這一時期中早期的專利申請絕大部分來自于蘇聯。1993-2004年，磁性磨料研磨技術進入高速發展期，隨著磁性磨料研磨技術的發展，越來越多的國家和地區開始重視和研究這一關鍵技術。2005年至今是磁性磨料眼膜技術的快速上升期，磁性磨料研磨專利申請量呈飛躍式增長，該研磨技術在全球范圍內得到更多的投入和研究。

而較之于國外對磁性磨料研磨技術的研究，國內的研究則起步較晚，最早出現的專利申請在1993年，直到2005年申請量才呈現穩步增長態勢，說明我國在這一時期的研究實現了技術瓶頸的突破。雖然國內的技術研發起步較晚，但經過2005-2012年7年時間的投入和研究，自2012年起我國的磁性磨料研磨技術得到了飛速和全面的發展，這一時期的申請量占據全球申請量的半壁江山，且在全球公開的專利申請中，2017年的專利申請幾乎全部來自國內，而這些專利申請均未提出國際申請，說明國外對磁性磨料研磨技術的研究已較為成熟，國內技術已很難打入國際市場。

2.3 申請量地域分布

專利申請的地域分布可以反映出不同國家在磁性磨料研磨技術領域的創新能力、發展狀況以及企業的產品市場重心特征。對磁性磨料研磨專利申請的所在國家和地區產權組織分布進行統計，得到圖2的數據。

從圖2中可以看出，世界范圍內對于磁性磨料研磨技術的專利申請量排名前三位的國家分別是中國、日本和俄羅斯，這三個國家的專利申請量占據了所有專利申請量的91%，是磁性磨料研磨最主要的技術市場。雖然中國對于磁性磨料研磨技術的研究起步較晚，卻后來者居上，申請量排名世界第一，這跟中國近年來經濟的快速發展以及國家對于知識產權行業的重視和激發是密不可分的。

2.4 專利技術發展演進路線分析

通過對磁性磨料研磨技術各個時期的專利文獻進行梳理和分析，可以得到該領域的專利技術演進路線。磁性磨料研磨技術專利申請的發展大致經歷了以下三個主要發展階段：

第一階段（1967年-1992年）為起步期。該階段屬于磁性磨料研磨技術的起步階段，早期磁性磨料研磨技術研究發展的中心主要集中在蘇聯、美國和日本，主要涉及對圓柱形工件內、外表面以及平面的研磨，且主要是采用永磁體作為磁場發生裝置。

第二階段（1993年-2004年），為快速發展時期。這一階段，磁性磨料研磨技術由于其具有柔性好、自銳性好，適應性強等優點而受到越來越多的國家和企業的重視和青睞，同時由于在第一階段，美國、日本和蘇聯對磁性磨料研磨技術的研究已經取得了一定的研究基礎，這一時期磁性磨料研磨技術進入了飛速發展期。在1993-2004年的這12年時間里，美國和日本在磁性磨料研磨領域進行了更加深入的研究，相比于第一階段的基礎性研究，這一階段的研究主要解決的技術問題在于：如何對復雜表面工件進行加工、如何提高研磨效率以及如何提高工件表面質量。

第三階段（2005年至今），這一階段是磁性磨料研磨的快速上升期。這一時期，國外對于磁性磨料研磨技術的研究已經較為成熟，申請量有下降的趨勢，而中國的相關研究才剛剛起步。基于國外已有的研究基礎，中國在2005年以后的專利申請呈飛躍式增長，而大多數專利申請都來源于高校或科研院所，其研究重點依然在于如何提高研磨效率以及如何對異形工件進行研磨，而在企業中關于該技術的專利申請則較少。

3 結束語

本文對磁性磨料研磨技術的發展狀況進行了梳理，通過檢索該領域的相關專利文獻，統計并分析了專利申請量年度分布、申請地域分布、技術發展路線等信息。值得注意的是，雖然磁性磨料研磨技術起源于蘇聯，在日本和美國得到進一步的技術突破和發展，但在中國的研究則達到全盛時期。同時，我們也應該注意到，中國目前對于該項技術的研究主要停留在理論研究階段，企業對該技術的實際應用還較少，這說明該項技術的實際應用還存在一定的技術難點。從《專利法》的立法宗旨來看，專利保護的目的在于推動發明創造的應用，促進科學技術進步和經濟社會發展，因此，國內學者特別是要高校研究團隊應更加重視校企聯合發展，加大力度推進該項技術在企業中的應用，使中國制造向“中國智造”邁向新臺階。

參考文獻：

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