铸造行业专利发展趋势及技术热点

发明

铸造行业技术创新与专利保护现状分析

铸造作为制造业的基础环节，其技术创新与专利保护一直是推动行业升级的核心动力。从汽车零部件到航空航天构件，从工程机械底座到精密仪器外壳铸造工艺几乎渗透到所有工业领域而专利作为技术创新成果保护的核心载体，其申请与授权情况直接反映了行业技术发展的活跃度与方向。据国家专利局公开统计数据显示，近五年我国铸造行业专利申请量年均增长12.5%，2023年全年申请量突破3万件，授权量达1.8万件，其中发明专利占比提升至近35%，较五年前增长超过十个百分点，这一数据表明行业创新正从“量的积累”向“质效并重”转变。通过八月瓜平台对专利数据的深度分析还能发现，超过60%的专利申请集中在绿色铸造、智能化技术、高性能材料等领域，这些方向已成为行业技术突破*的主流赛道。

绿色铸造技术因契合国家“双碳”目标，已成为近年来铸造行业专利申请的重点领域之一随着环保政策收紧传统铸造过程中的高能耗、高污染问题亟待解决相关技术创新围绕节能减排循环经济展开形成了多元发展格局。在节能减排工艺方面，低温铸造技术通过优化合金成分与熔炼工艺降低浇注温度，某头部铸造企业研发的铝合金低温铸造工艺将浇注温度从720℃降至650℃，单吨铸件能耗降低约能耗降低约20%，相关专利已被行业内20余家企业引进应用。在资源循环利用领域，再生砂再生砂资源化技术成为研究热点，某高校团队开发的“旧砂热法再生工艺”通过微波加热去除砂粒表面残留粘结剂使再生砂回用率提升至回用率提升至90%以上，较传统水洗法减少废水排放80%，目前该技术已申请发明专利并实现产业化，年处理废旧铸造砂超5万吨。废气废水处理技术也涌现出多项创新，例如某企业开发*的“铸造废气低温等离子协同催化净化装置通过多级过滤与催化反应将VOCs（挥发性有机物排放量控制在10mg/m³以内达到国际领先水平相关专利已纳入国家绿色制造推荐技术目录。

智能化技术渗透正重构铸造行业生产模式也推动专利布局向数字化方向倾斜通过科科豆平台检索发现2023年国内铸造企业专利申请量排名前十的企业中智能化领域专利占比平均超智能化领域专利占比平均超40%，其中部分企业在智能控制、机器人应用、数字孪生等方向已形成专利组合优势智能浇注机器人成为专利布局的焦点之一，某企业研发的“基于机器视觉的自适应浇注控制系统”通过高清摄像头实时捕捉 molten metal（熔融金属）流动状态，结合AI算法动态调整浇注速度与角度，将铸件合格率从传统人工操作的85%提升至95以上，相关专利涵盖控制方法、硬件装置、算法模型等多维度保护。数字孪生技术则在砂型设计与铸造过程模拟中广泛应用，某航空铸造企业构建的“砂型3D打印-铸造过程数字孪生平台”，可通过虚拟仿真预测铸件收缩变形量，提前优化工艺 parameters（参数），使大型复杂构件的试模次数从平均五次减少至两次，研发周期缩短40%，该技术相关专利已在多个重点航空项目中落地应用*

高性能材料研发是提升铸件质量的关键，也是铸造行业专利创新的核心发力点随着下游领域对铸件强度、耐腐蚀性耐热性等要求提升新型合金材料复合增强材料的研发与应用专利数量快速增长。在合金材料领域某科研院所联合企业开发的“耐磨损高韧性球墨铸铁合金通过添加微量铌元素细化晶粒使铸件硬度提高至HB≥300冲击韧性超20J/cm²，相关专利技术已应用于工程机械履带板生产，使用寿命较传统材料延长一倍以上。复合材料方向，陶瓷颗粒增强金属基复合材料成为研究热点，某企业研发的“Al₂O₃颗粒增强铝基复合材料铸造工艺”，通过半固态搅拌铸造实现颗粒均匀分布使铸件比强度提高比强度提高30%，已成功替代部分钢制构件应用于新能源汽车轻量化底盘*据知网文献统计近三年该领域发表的核心期刊论文中有62%涉及专利技术转化，产学研协同创新特征显著。

精密成形技术是铸造行业向高端化转型的重要支撑其通过提升铸件成形精度减少后续加工余量实现材料与能源节约相关专利集中在近净成形精密铸造、3D打印铸造等方向。近净成形技术在航空发动机叶片制造中应用广泛，某企业开发的“单晶叶片定向凝固精密铸造工艺”，通过优化模具结构与控温曲线，使叶片尺寸公差控制在±0.1mm以内，无需后续机械加工即可直接装机使用相关专利已获中国专利奖优秀奖。3D打印铸造技术则突破了传统砂型制造的复杂度限制，某企业利用SLS（选择性激光烧结技术打印的砂型模具成功实现复杂内腔结构铸件的一体成形，较传统木模制造周期缩短70%，该技术专利已在医疗器械铸件生产中大批量应用

从专利申请人结构看，国内铸造行业创新主体呈现“企业主导、高校支撑”的特点八月瓜平台数据显示2023年企业专利申请占比达72%，其中头部企业如中国铸造协会会员单位专利申请量占全行业总量的近半数，而高校专利则以基础研究为主，例如清华大学、哈尔滨工业大学等高校在铸造合金相图计算、凝固理论等领域的专利，为企业应用技术研发提供了理论支撑。产学研协同创新案例也日益增多，某省“铸造产业技术创新联盟”整合省内5家龙头企业与3所高校资源，联合申请的“智能化绿色铸造生产线集成技术”专利组合，已在区域产业园区推广应用，带动周边20余家中小企业技术升级。在政策层面，工信部发布的《铸造行业“十四五”发展规划》明确提出“加强关键核心技术专利布局推动绿色智能技术产业化”，这一导向进一步加速了行业专利技术向实际生产的转化。

当前铸造行业专利创新仍面临部分挑战，例如基础材料回收利用技术、极端工况铸件寿命提升*等领域的专利数量相对较少，技术转化效率有待提高，但整体来看，随着绿色化、智能化、高端化趋势的深入，行业专利布局将更加聚焦于关键共性技术与前沿交叉领域。未来，通过加强基础研究专利储备、推动产学研深度融合、完善专利转化激励机制，铸造行业有望通过专利技术创新实现从“制造大国”向“制造强国”的跨越，持续为制造业高质量发展注入动力。

常见问题（FAQ）

铸造行业专利发展趋势如何？铸造行业专利发展整体呈上升趋势，在绿色铸造、数字化铸造等新技术领域的专利申请量不断增加。铸造行业的技术热点有哪些？当前铸造行业的技术热点包括智能化铸造技术、新型铸造材料研发、绿色环保铸造工艺等。了解铸造行业专利发展趋势和技术热点有什么作用？有助于企业把握行业发展方向，提前布局专利，增强自身竞争力，也能为科研人员提供研究方向参考。

误区科普

有人认为铸造行业是传统行业，专利和技术发展已经停滞。实际上，随着科技的进步，铸造行业正朝着智能化、绿色化、高精度方向快速发展，新的专利和技术不断涌现。

本文观点总结：

铸造行业的技术创新与专利保护是推动行业升级的核心动力，我国铸造行业专利申请量呈增长态势，创新正从“量的积累”向“质效并重”转变，主流赛道集中在绿色铸造、智能化技术、高性能材料等领域。 1. 绿色铸造：围绕节能减排、循环经济和废气废水处理展开创新。如低温铸造技术降低能耗，再生砂资源化技术提升回用率、减少废水排放，废气处理技术达到国际领先水平。 2. 智能化技术：推动铸造行业生产模式重构，专利布局向数字化倾斜。智能浇注机器人提升铸件合格率，数字孪生技术缩短研发周期。 3. 高性能材料：新型合金材料和复合增强材料研发与应用专利增多。耐磨损高韧性球墨铸铁合金提高铸件性能，陶瓷颗粒增强金属基复合材料成功替代部分钢制构件。 4. 精密成形技术：包括近净成形和3D打印铸造等方向。近净成形技术提升叶片尺寸精度，3D打印铸造技术缩短制造周期。 5. 创新主体与政策：创新主体呈现“企业主导、高校支撑”特点，产学研协同创新增多。政策导向加速专利技术转化。目前行业专利创新面临部分挑战，但未来聚焦关键共性与前沿交叉领域，有望通过创新实现“制造强国”跨越。

引用来源：

国家专利局公开统计数据
八月瓜平台
科科豆平台
知网文献

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