石材是一种低碳环保、高档耐用的装饰材料,广泛应用于建筑装修领域。随着市场需求持续增长,我国石材产业已实现从技术引进到自主创新的跨越,成为全球规模最大、体系最完整的石材生产国。为进一步推动行业高质量发展,中国建筑材料联合会与中国石材协会联合发布《石材产业新一代技术装备创新研发攻关行动方案》,明确三大攻坚战:淘汰落后产能、提升技术创新能力、推进装备水平迈向国际领先。
一、国内外石材技术装备发展现状与趋势
我国已建成门类齐全的石材产业体系,在矿山开采、金刚石工具及异型加工装备等领域处于世界前列,支撑了“石材大国”地位。然而,整体仍存在“大而不强”问题,在自主创新能力、设备可靠性、自动化水平、标准化建设等方面与发达国家仍有差距。
在智能制造与绿色发展的双重驱动下,石材技术装备正朝着数字化、网络化、智能化、绿色化和精益化方向演进。重点发展方向包括:
- 矿山开采与荒料锯解:提高资源利用率、安全性与智能化水平;
- 板材切割与表面处理:提升效率、拓展产品系列、增强系统集成能力;
- 人造石生产:优化工艺控制、提升系统配套性与产品质量稳定性。
二、新一代技术装备创新研发的意义
当前我国石材产业规模居世界首位,但要实现由“大”向“强”的转变,必须依靠技术装备升级带动全产业链提质增效。新一代技术装备的研发不仅有助于提升产品档次和附加值,还将推动建筑装饰行业的功能升级。
通过创新驱动,加快自动化、智能化装备普及,可有效缓解行业“用工难、用工贵”难题。同时,绿色化装备的应用将助力资源节约与节能减排目标落地,推动形成环境友好型、效益型发展模式。
三、新一代技术装备的定义与内涵
石材产业新一代技术装备是指融合机械工程、电子信息技术、自动化、人工智能等多学科技术,具备高可靠性、高效能、智能化和系统化特征,支持数字化、网络化、智能化、绿色化、精益化生产的成套装备。
本方案聚焦以下关键装备开展协同攻关:
- 高可靠性智能化矿山开采装备
- 高效板材锯解系统
- 智能化桥式切割系统
- 智能连续研磨系统
- 高效智能人造石方料生产系统
- 智能立体补胶系统
- 污水综合处理系统
目标到2025年,主要生产技术与装备达到国际先进水平,部分领域实现国际领先;国产装备市场占有率超80%,自主创新技术占比达60%以上。
四、矿山开采技术装备
(一)高效智能矿山开采金刚石圆盘锯
1. 国内外技术对比
我国为矿山金刚石圆盘锯首创国,已实现5.0m直径超大锯片应用,最大切深达2.25m,开采效率领先国际。但在高性能专用锯片制备、智能化管控系统等方面仍有提升空间。
2. 创新研发技术及其路径
重点突破四大核心技术:
- 超大直径金刚石圆锯片基体与高效锯齿设计制备技术;
- 高效率动力系统优化;
- 高效开采工艺数据库构建;
- 智能化管控与远程运维系统开发。
通过产学研合作,建立测试平台与数字矿山管理网络,推动个性化高效开采技术落地。
3. 目标
全面普及机械化高效开采,实现资源高度利用与节能减排,综合技术水平达到国际领先,引领行业发展。
4. 关键技术瓶颈与分工
瓶颈:高性能锯片基体制备、工艺数据库构建、智能化远程监控系统。
责任单位:
- 日照海恩锯业、山东大学:高性能锯片基体研制;
- 华大超硬材料科技:高效锯齿设计与制备;
- 泉州市海恩德机电:高效工艺数据库与智能化系统研发;
- 中国石材协会机械与工具专委会:推广实施。
5. 研发周期:2020–2025年
6. 节点时间
- 高效率动力系统:2020–2022
- 智能化管控系统:2020–2022
- 高效开采工艺数据库:2020–2022
- 超大直径锯片基体与锯齿技术:2020–2025
- 关键技术瓶颈突破:2020–2024
(二)矿山开采金刚石串珠锯
1. 国内外技术对比
我国在功率≥75kW的大扭矩串珠锯领域占据全球主导地位。当前主流采用交流异步电机,存在低频扭矩小、能效低等问题。永磁电机因具备低频大扭矩、高功率因数优势,已成为下一代研发重点。
2. 创新研发技术及其路径
重点研发:
- 大功率永磁电机及其精细张力控制系统;
- 适应重载工况的高性能金刚石串珠绳;
- 变频控制一体机(单电源多输出);
- 智能化检测、控制与运维平台。
3. 目标
整体技术达国际领先水平,国内市场占有率50%,国际市场30%。
4. 关键技术瓶颈与分工
瓶颈:恒张力控制、智能化开刃、高效串珠绳适配。
责任单位:
- 泉州华大超硬材料科技:电气系统与金刚石工具研发;
- 深圳汇川技术:物联网模块与大数据平台建设;
- 中国石材协会机械与工具专委会:组织协调与推广。
5. 研发周期:2020–2025年
6. 节点时间
- 大功率永磁控制系统:2020–2022
- 变频控制一体机:2020–2022
- 智能化控制系统:2020–2024
- 高效金刚石工具开发:2020–2025
(三)链臂式锯机
1. 国内外技术对比
意大利企业(Fantini、Benitti等)长期主导国际市场。国产设备虽已实现替代,但在自动化、稳定性、切割寿命方面仍存差距。国内链条寿命约800小时,刀头寿命约360㎡,均低于国外同类产品。
2. 创新研发技术及其路径
重点突破:
- 高寿命切削刀头与链条机构制备;
- 高可靠性液压元件国产化;
- 自适应智能化控制系统与远程遥控;
- 适用于多种硬度石材的高速链臂锯开发。
3. 目标
整机性能达国际先进水平,零部件国产化率超90%,国际市场占有率10%。
4. 关键技术瓶颈与分工
瓶颈:高性能刀头材料、机电液一体化控制系统、国产液压件可靠性。
责任单位:
- 泉州华大超硬材料科技:刀头与控制系统研发;
- 深圳液力士科技:液压零部件国产化;
- 中国石材协会机械与工具专委会:统筹推广。
5. 研发周期:2020–2025年
6. 节点时间
- 高性能刀头与链条:2020–2022
- 自适应控制系统:2020–2023
- 关键技术瓶颈突破:2020–2024
五、高效板材锯解系统
(一)组合式金刚石圆盘锯锯解系统
1. 国内外技术对比
国内以塔式桥/龙门锯为主,挂片数量少(2–30片),整机重量大;国外以四柱式为主,结构紧凑、可靠性高。近年来薄型(3.5–5.0mm)金刚石锯片广泛应用,显著提升资源利用率。
2. 创新研发技术及其路径
重点研发:
- 薄型/超薄型低噪声锯片基体(厚<3.0–4.5mm,片数7–32);
- 大刚度主轴高性能锯机;
- 自动化智能化卸板系统;
- 基于5G的智能控制系统与工艺数据库;
- 冷却抑尘降噪与废弃料一体化处理技术。
3. 目标
超薄低噪锯片与高端锯机达国际领先,国内市场占有率超90%,智能控制系统市占率达40%。
4. 关键技术瓶颈与分工
瓶颈:薄型锯片基体热处理、直径级配设计、节能降噪一体化技术。
责任单位:
- 日照海恩锯业、宜昌黑旋风锯业:锯片研发;
- 泉州市海恩德机电、南安巨轮机械:锯机研发;
- 山东大学:智能控制系统与环保技术开发。
5. 研发周期:2020–2025年
6. 节点时间
- 薄型锯片与变形控制技术:2020–2022
- 智能控制系统与5G集成:2020–2025
- 关键技术瓶颈突破:2020–2024
(二)新一代框架式锯机
1. 国内外技术对比
国产框架锯在软质石材锯解方面接近国际水平,但整机用材多出10%以上,外观设计与可靠性有待提升。中低硬度花岗岩锯解机型尚处试验阶段。
2. 创新研发技术及其路径
重点突破:
- 大惯量往复运动柔性换向与节能技术;
- 微量进给均衡调控技术;
- 大跨度薄型锯条稳定性控制;
- 绿色高效工艺数据库与自适应智能控制系统;
- 重型板材智能物流系统与APP远程监控。
3. 目标
整机性能达国际先进,率先推出硬质石材专用框架锯,制定行业标准。国内外市场占有率分别达90%、50%,毛出材率≥70%,能耗降低15%。
4. 关键技术瓶颈与分工
瓶颈:柔性换向技术、微量进给调控、锯条稳定性。
责任单位:
- 山东大学、日照海恩锯业:工艺数据库与控制系统;
- 广东科达洁能:整机研发生产;
- 环球石材、美华石业:示范应用。
5. 研发周期:2020–2025年
6. 节点时间
- 柔性换向与节能技术:2020–2022
- 智能化控制系统:2020–2025
- 关键技术瓶颈突破:2020–2024
(三)多绳金刚石串珠锯
1. 国内外技术对比
传统砂锯逐步退出市场,多绳串珠锯成为硬质石材大板加工主流。国际品牌(Breton、Pedrini等)仍占主导,国产设备近年加速替代。小直径串珠绳(≤7.3mm)性能提升推动其广泛应用。
2. 创新研发技术及其路径
重点研发:
- 高性能主运动系统;
- 串珠绳同步恒力张力技术;
- 耐磨驱动轮结构与长寿命轴承;
- ≤5.0mm小直径高性能串珠绳;
- 高品质细径钢丝绳(3.5–2.85mm)。
3. 目标
整体装备达国际先进水平,国内市场占有率超50%,成材率提升40%。
4. 关键技术瓶颈与分工
瓶颈:恒力张力控制、耐磨部件、小直径串珠绳。
责任单位:
- 泉州华大超硬材料科技:串珠绳研发;
- 山东省石材工程技术研究中心:工艺数据库建设;
- 环球石材、美华石业:示范应用。
5. 研发周期:2020–2025年
6. 节点时间
- 恒力张力技术:2020–2022
- 小直径串珠绳:2020–2023
- 关键技术瓶颈突破:2020–2024
六、智能化桥式切割系统
1. 国内外技术对比
国产数控桥式切机已达五轴水平,具备自动上下料与贴码功能,但在设备稳定性、自主数控系统方面落后于国外。尚未形成集上料、裁切、分类卸料于一体的智能化裁切中心。
2. 创新研发技术及其路径
重点研发:
- 智能裁切路径规划与加减速控制;
- 三维建模与虚拟仿真系统;
- 集成仓储、移送、质检的智能物流系统;
- 一体化智能裁切中心;
- 高效冷却抑尘降噪装置。
3. 目标
多功能桥式切机国内市场占有率超90%,智能切割系统市占率40%,综合技术水平达国际先进。
4. 关键技术瓶颈与分工
瓶颈:智能路径规划、低噪声锯片、一体化环保技术。
责任单位:
- 云浮科特机械、山东大唐机械:整机研发;
- 日照海恩锯业、宜昌黑旋风:锯片开发;
- 环球石材、美华石业:试验验证。
5. 研发周期:2020–2025年
6. 节点时间
- 智能裁切中心设计:2020–2022
- 实景仿真系统:2020–2023
- 智能路径规划技术:2020–2025
- 关键技术瓶颈突破:2020–2024
七、智能连续研磨系统
1. 国内外技术对比
国产连续磨机基本满足需求,但在自动化、精度、横梁摆幅调节、自动润滑等方面与SIMEC、BRETON等国际品牌存在差距。
2. 创新研发技术及其路径
重点研发:
- 模块化可重构磨头系统;
- 新型动梁与高性能磨头运动控制;
- 定厚、研磨、抛光参数闭环调控;
- 自适应横梁摆动控制系统;
- 智能上下料与全程监测系统。
3. 目标
研磨系统达国际先进水平,完全替代进口,国际市场占有率50%。
技术参数:宽度300–2200mm,厚度10–50mm,进给速度0.8–4m/min,横梁精度≤5mm。
4. 关键技术瓶颈与分工
瓶颈:高性能磨头设计、自适应控制系统、磨具配方。
责任单位:
- 广东科达洁能、云浮科特机械:整机研发;
- 泉州华大超硬材料科技:高性能磨具研制。
5. 研发周期:2020–2025年
6. 节点时间
- 模块化重构技术:2020–2022
- 自适应控制系统:2020–2025
- 关键技术瓶颈突破:2020–2023
八、高效智能人造石材坯料生产系统
(一)高效智能人造岗石坯料生产系统
1. 国内外技术对比
国内压制荒料高度已从750mm提升至1200mm,产能达30块/天以上。在激振力、真空度、密度等指标上与BRETON相当,但在混料容量、纹理仿真、智能化控制方面仍有提升空间。
2. 创新研发技术及其路径
重点研发:
- 仿天然纹理自动化系统;
- 超大容量卧式搅拌机;
- 真空布料与高效压制技术;
- 高稳定性激振器;
- 基于物联网的智能管控系统。
3. 目标
生产线产能达30–40块/天,推动无机岗石替代有机产品,满足高端市场需求。
4. 关键技术瓶颈与分工
瓶颈:超大容量混料、高稳定性激振器、智能检测控制。
责任单位:广东科达洁能全系统研发,环球石材参与示范应用。
5. 研发周期:2020–2025年
6. 节点时间
- 核心单项技术:2020–2022
- 智能控制系统:2020–2025
- 关键技术瓶颈突破:2020–2024
(二)高效智能人造石英石板坯料生产系统
1. 国内外技术对比
高端仿天然通透纹理产品工业化能力提升,自动化水平成为竞争焦点。
2. 创新研发技术及其路径
重点研发:
- 全自动精确称量;
- 分体式花色均化技术;
- 仿天然纹理制作;
- 高效真空压制与恒温固化;
- 智能化管控系统。
3. 目标
仿天然纹理产能达10块/小时,常规单色板18块/小时,智能化纹理系统市占率80%。
技术参数:宽度1650–2050mm,长度2750–3600mm,树脂含量≤7%,固化周期40分钟。
4. 关键技术瓶颈与分工
瓶颈:高强度无机板配方、大型花色均化、智能控制。
责任单位:佛山慧谷科技、广东科达洁能牵头研发,环球石材参与示范。
5. 研发周期:2020–2025年
6. 节点时间
- 核心单项技术:2020–2022
- 智能控制系统:2020–2025
- 关键技术瓶颈突破:2020–2024
九、智能立体补胶系统
(一)自动刮胶系统
1. 国内外技术对比
国内多为摇摆式刮胶,胶剂浪费严重;国外采用红外检测+旋转刮辊,精度高、损耗低。
2. 创新研发技术及其路径
重点研发图像识别、智能扫描与分布式控制系统,实现精准涂胶与刮平。
3. 目标
装备性能达国际领先,显著降低胶耗与能耗。
4. 关键技术瓶颈与分工
瓶颈:数控刮胶技术、精准调控、节能工艺。
责任单位:佛山慧谷科技、广东科达洁能负责研发与示范。
5. 研发周期:2020–2025年
6. 节点时间
- 图像识别与处理:2020–2022
- 智能控制系统:2020–2025
- 关键技术瓶颈突破:2020–2024
(二)新一代立体补胶线循环干燥箱
1. 国内外技术对比
现有设备占地高、能耗大,烘箱与升降协调性差。新一代要求节能、小型化、温度梯度可控。
2. 创新研发技术及其路径
重点研发液压升降、托架循环移动、平稳进给调控、智能温控与节能减排技术。
3. 目标
烘干合格率≥98%,能耗降低15%,达国际先进水平。
4. 关键技术瓶颈与分工
瓶颈:柔性换向、路径规划、温度稳定性。
责任单位:佛山慧谷科技、广东科达洁能联合攻关。
5. 研发周期:2020–2025年
6. 节点时间
- 核心单项技术:2020–2022
- 关键技术瓶颈突破:2020–2024
十、污水综合处理系统
1. 国内外技术对比
国内外压滤、絮凝、泥水分离设备水平相近,但锯泥资源化利用率低,缺乏协同匹配的智能系统。
2. 创新研发技术及其路径
重点研发:
- 塔-池组合式高效泥水分离;
- 移动式固液分离装备;
- 锯泥资源化分离与再利用技术;
- 智能化污水处理控制系统。
3. 目标
悬浮物减少2–3倍,污泥含水率由80%降至40%,实现资源化利用,达国际先进水平。
4. 关键技术瓶颈与分工
瓶颈:高效分离、资源化利用、智能控制。
责任单位:山东省石材工程技术研究中心牵头研发,五莲园区企业参与再利用技术开发。
5. 研发周期:2020–2025年
6. 节点时间
- “三离”技术:2020–2022
- 智能控制系统:2020–2024
- 关键技术瓶颈突破:2020–2025
十一、组织与保障措施
(一)组织机构与方式
1. 组织规划
由中国石材协会牵头成立“石材行业新一代技术装备创新研发”领导小组,下设专家组与办公室,统筹推进项目实施。
2. 具体方案
领导小组:
- 组长:齐子刚(中石协副会长兼秘书长)
- 副组长:邓惠青、孙卫星(中石协副秘书长)
- 成员:张进生(山东大学)、刘建军(科达石材)、邱建平(慧谷科技)等十余位行业专家与企业负责人。
专家组:张进生任组长,廖原时、赵民等专家组成。
办公室:孙卫星兼任主任,负责日常协调与推进。
(二)保障措施
- 坚持“创新提升、超越引领”,依托高校与科研机构技术优势,集中行业资源协同攻关;
- 争取政府政策与专项资金支持;
- 整合国内外资源,组建“中国石材产业新一代技术装备协同创新联盟”;
- 建立合作协议机制,明确权责,引入竞争与利益共享机制,共同攻克关键技术。


