磁性磨料研磨技術(shù)專利分析

劉嬌 呂文權(quán)

摘? 要：文章基于CNABS和DWPI專利數(shù)據(jù)庫，對全球范圍內(nèi)的磁性磨料研磨（MAF， Magnetic Abrasive Finishing）技術(shù)專利文獻(xiàn)進(jìn)行檢索和分析，針對專利申請量年度分布、申請區(qū)域分布及技術(shù)發(fā)展演進(jìn)路線進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。

關(guān)鍵詞：磁性;磨料;研磨;專利;分析

中圖分類號(hào)：T-18? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ?文章編號(hào)：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(yè)技術(shù)發(fā)展，對零件光整加工的表面質(zhì)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(yīng)不同的加工要求，研磨方法不斷地進(jìn)步和更新，產(chǎn)生了如機(jī)械研磨、超聲波拋光、化學(xué)拋光等光整加工技術(shù)。但機(jī)械研磨存在操作要求高、加工質(zhì)量不穩(wěn)定、殘余應(yīng)力較大且勞動(dòng)強(qiáng)度大等缺點(diǎn);而化學(xué)拋光不可避免地產(chǎn)生腐蝕問題，會(huì)影響加工工件的表面質(zhì)量;超聲波拋光需要價(jià)格較高的超聲波發(fā)生器，加工成本高。在國內(nèi)外精加工領(lǐng)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(lǐng)域中利用磁場進(jìn)行研磨的加工方法引起了人們的極大興趣，例如將磁場應(yīng)用于研磨加工中的磁力研磨加工技術(shù)。相較于傳統(tǒng)的機(jī)械研磨，磁力研磨加工工藝具有許多不可替代的優(yōu)點(diǎn)，如適用范圍廣、研磨升溫小、加工質(zhì)量高、研磨壓力可控等，因而在機(jī)械制造領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。

1 磁性磨料研磨的特點(diǎn)及分類

1.1 磁性磨料研磨的特點(diǎn)

磁性磨料研磨是磁力研磨技術(shù)的重要分支，與傳統(tǒng)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(yīng)性，同時(shí)，在研磨過程中，磨料相對工件表面滑動(dòng)的同時(shí)出現(xiàn)滾動(dòng)，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(xiàn)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(yōu)點(diǎn)。

1.2 磁性磨料研磨的分類

磁性磨料研磨技術(shù)按照磁場產(chǎn)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(chǎn)生的磁場和直流勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的磁場。永磁體產(chǎn)生的恒定磁場，其結(jié)構(gòu)簡單，體積小，但存在磨料取出和放入不方便的缺點(diǎn);而向勵(lì)磁線圈通直流電產(chǎn)生的恒定磁場，磁場強(qiáng)度便于調(diào)節(jié)，磨料放入和取出方便，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。通過向勵(lì)磁線圈通交變電流可產(chǎn)生交變旋轉(zhuǎn)磁場，磁場強(qiáng)度易于調(diào)節(jié)，便于放入和取出磨料，工件和勵(lì)磁組件均可固定，但轉(zhuǎn)速不易控制，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

2 專利數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

2.1 數(shù)據(jù)來源

本文基于德溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫（DWPI）和中國專利文摘數(shù)據(jù)庫（CNABS）進(jìn)行專利數(shù)據(jù)檢索。本次檢索對象為世界范圍內(nèi)2018年8月9日之前公開或公告的專利文獻(xiàn)。通過專利庫檢索得到相關(guān)專利文獻(xiàn)，經(jīng)去噪、人工篩選、標(biāo)引得到最終所要分析的專利數(shù)據(jù)樣本。

2.2 申請量年度分析

檢索共獲得897篇相關(guān)的專利文獻(xiàn)，涵蓋了自1967年至2018年期間全球范圍內(nèi)關(guān)于磁性磨料研磨技術(shù)的專利數(shù)據(jù)，其中中文專利文獻(xiàn)256篇，外文專利文獻(xiàn)641篇。全球以及中國范圍內(nèi)關(guān)于磁性磨料研磨技術(shù)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(nèi)關(guān)于磁性磨料研磨技術(shù)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(lián)從上世紀(jì)60年代開始對磁性磨料研磨技術(shù)開始研究的時(shí)間相吻合。1967-1992年是磁性磨料研磨技術(shù)的起步期，這一時(shí)期的專利申請量增長較為緩慢，這一時(shí)期中早期的專利申請絕大部分來自于蘇聯(lián)。1993-2004年，磁性磨料研磨技術(shù)進(jìn)入高速發(fā)展期，隨著磁性磨料研磨技術(shù)的發(fā)展，越來越多的國家和地區(qū)開始重視和研究這一關(guān)鍵技術(shù)。2005年至今是磁性磨料眼膜技術(shù)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(shù)在全球范圍內(nèi)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(shù)的研究，國內(nèi)的研究則起步較晚，最早出現(xiàn)的專利申請?jiān)?993年，直到2005年申請量才呈現(xiàn)穩(wěn)步增長態(tài)勢，說明我國在這一時(shí)期的研究實(shí)現(xiàn)了技術(shù)瓶頸的突破。雖然國內(nèi)的技術(shù)研發(fā)起步較晚，但經(jīng)過2005-2012年7年時(shí)間的投入和研究，自2012年起我國的磁性磨料研磨技術(shù)得到了飛速和全面的發(fā)展，這一時(shí)期的申請量占據(jù)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(nèi)，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(shù)的研究已較為成熟，國內(nèi)技術(shù)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(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新能力、發(fā)展?fàn)顩r以及企業(yè)的產(chǎn)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(qū)產(chǎn)權(quán)組織分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到圖2的數(shù)據(jù)。

從圖2中可以看出，世界范圍內(nèi)對于磁性磨料研磨技術(shù)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(gè)國家的專利申請量占據(jù)了所有專利申請量的91%，是磁性磨料研磨最主要的技術(shù)市場。雖然中國對于磁性磨料研磨技術(shù)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(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及國家對于知識(shí)產(chǎn)權(quán)行業(yè)的重視和激發(fā)是密不可分的。

2.4 專利技術(shù)發(fā)展演進(jìn)路線分析

通過對磁性磨料研磨技術(shù)各個(gè)時(shí)期的專利文獻(xiàn)進(jìn)行梳理和分析，可以得到該領(lǐng)域的專利技術(shù)演進(jìn)路線。磁性磨料研磨技術(shù)專利申請的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下三個(gè)主要發(fā)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(shù)的起步階段，早期磁性磨料研磨技術(shù)研究發(fā)展的中心主要集中在蘇聯(lián)、美國和日本，主要涉及對圓柱形工件內(nèi)、外表面以及平面的研磨，且主要是采用永磁體作為磁場發(fā)生裝置。

第二階段（1993年-2004年），為快速發(fā)展時(shí)期。這一階段，磁性磨料研磨技術(shù)由于其具有柔性好、自銳性好，適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而受到越來越多的國家和企業(yè)的重視和青睞，同時(shí)由于在第一階段，美國、日本和蘇聯(lián)對磁性磨料研磨技術(shù)的研究已經(jīng)取得了一定的研究基礎(chǔ)，這一時(shí)期磁性磨料研磨技術(shù)進(jìn)入了飛速發(fā)展期。在1993-2004年的這12年時(shí)間里，美國和日本在磁性磨料研磨領(lǐng)域進(jìn)行了更加深入的研究，相比于第一階段的基礎(chǔ)性研究，這一階段的研究主要解決的技術(shù)問題在于：如何對復(fù)雜表面工件進(jìn)行加工、如何提高研磨效率以及如何提高工件表面質(zhì)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(shí)期，國外對于磁性磨料研磨技術(shù)的研究已經(jīng)較為成熟，申請量有下降的趨勢，而中國的相關(guān)研究才剛剛起步。基于國外已有的研究基礎(chǔ)，中國在2005年以后的專利申請呈飛躍式增長，而大多數(shù)專利申請都來源于高?；蚩蒲性核?，其研究重點(diǎn)依然在于如何提高研磨效率以及如何對異形工件進(jìn)行研磨，而在企業(yè)中關(guān)于該技術(shù)的專利申請則較少。

3 結(jié)束語

本文對磁性磨料研磨技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了梳理，通過檢索該領(lǐng)域的相關(guān)專利文獻(xiàn)，統(tǒng)計(jì)并分析了專利申請量年度分布、申請地域分布、技術(shù)發(fā)展路線等信息。值得注意的是，雖然磁性磨料研磨技術(shù)起源于蘇聯(lián)，在日本和美國得到進(jìn)一步的技術(shù)突破和發(fā)展，但在中國的研究則達(dá)到全盛時(shí)期。同時(shí)，我們也應(yīng)該注意到，中國目前對于該項(xiàng)技術(shù)的研究主要停留在理論研究階段，企業(yè)對該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用還較少，這說明該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用還存在一定的技術(shù)難點(diǎn)。從《專利法》的立法宗旨來看，專利保護(hù)的目的在于推動(dòng)發(fā)明創(chuàng)造的應(yīng)用，促進(jìn)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，因此，國內(nèi)學(xué)者特別是要高校研究團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)更加重視校企聯(lián)合發(fā)展，加大力度推進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用，使中國制造向“中國智造”邁向新臺(tái)階。

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