能在头发丝上刻字母 这家中企铣刀创世界纪录(上)

新闻来源: 中国企业家 于2022-09-15 8:20:56 大字阅读 提示:新闻观点不代表本人立场



它被誉为“最精致的工业牙齿”。

文|《中国企业家》记者 李艳艳

编辑|周春林

头图来源|受访者

【编者按】

高精度铣刀是精密加工领域不可或缺的工具。由于基础材料和加工技术的限制,我国在该领域长期处于受制于人的局面。

面对迫切的需求,出于职业的渴望和增强核心竞争力的内在驱动,中国五矿所属中钨高新金洲公司的技术团队,踏上了卓绝的自主创新之路。在克服了重重困难之后,他们终于创造了世界最细铣刀的纪录,突破了制造领域关键技术的“卡脖子”难题。

创新不是为了炫技,切实为客户服务、占领市场份额才能确保企业立于不败之地。在力争尽快进入世界一流阵营的同时,他们把未来锚定在了高附加值产品。

精密刀具的加工极限能做到哪里?

全世界最细的铣刀,直径只有0.01毫米,能在米粒上刻出56个汉字,在一根头发丝上铣出7个字母,这一产品诞生于中国五矿所属中钨高新金洲公司,被誉为“最精致的工业牙齿”。如此极致的精细度,不仅代表了公司的创新研发能力,更突破了制造领域关键技术的“卡脖子”难题。

铣刀,是具有一个或多个刀齿的旋转刀具,主要用于铝合金、不锈钢、模具钢、树脂、玻纤等各类工业材料加工,其精度是制造加工业的重要参考指标。尤其是,高精度的铣刀是精密加工不可或缺的工具,一旦断供,多条产业链都会面临停摆。

2021年10月,我国首次实现直径0.01毫米极小径铣刀的上机加工实验。据了解,在研制过程中,金洲公司突破传统工艺设计,开创新型微小刀具磨削工艺,有针对性地解决了结构难设计、制作状态难监控、磨削力难控制、刃径小易折断等一系列难题。

聚焦于精密微型刀具研制的金洲公司是国内著名的“隐形冠军”,目前拥有330多项发明和实用新型专利。在一个竞争激烈、产品更新换代极快的市场里,金洲公司主产品PCB微钻不断实现进口替代,市占率全球第一。2018~2021年,公司净利率水平由15%增长至19%,亦位于同行前列。

“每三部手机里,就有一部使用我们金洲公司的产品加工。”中钨高新董事长李仲泽近日接受《中国企业家》专访时说。近些年,因为市场变化太快,很多欧洲和日本企业退出了。在他看来,市场起伏很正常,关键是保持进步。“我们不把价格竞争作为手段,要确保成本领先。”

2016年,经历过重整的中钨高新,以技术创新为引领,制定了一系列新发展战略。据了解,中钨高新每年的新产品贡献率超过30%,技术研发投入亦超过公司总营收的5%,“金洲投入更大”。此外,公司每年给到科技人员创新成果的奖励超过2000万元。

一个高精密加工的时代已经到来,精密刀具可以成为破壁者。一把小小的铣刀,可以改变器具,提升产品性能,推动行业发展,直至影响产业链,催生全面的高精度加工需求。“说到底,真正的竞争要靠领先的技术,技术创新能力就是我们的核心竞争力。”李仲泽说。

中钨高新董事长李仲泽。摄影:史小兵

破壁:实现“米粒上刻字”

眼瞅着第一支目标刀具即将磨削成型,厉学广难抑兴奋地跑回办公室,呼喊同事们来围观。当晚,团队一起吃饭庆祝。100多天,“煎熬、紧张、疲累感终于烟消云散,仿佛来到了美丽新世界”,他形容说,自己有一种“发现了新大陆和攀登珠峰成功的双重喜悦,有能够改变未来的畅想”。

现年42岁的厉学广,是0.01毫米极小径铣刀项目研发负责人。最初的研发契机源自客户的抱怨。2020年末,曾有客户跟厉学广说有些刀具买不到,“你们金洲既然做微型刀具,能不能做这个?”而在他印象中,当时市场上的铣刀,直径较小的是0.1毫米。

2021年初,与客户几经研讨后,厉学广意识到高端精密刀具“卡脖子”问题的严重性。经过多年发展,精密加工的级别已经不同往日,随着通信等现代技术对小体积、低功耗、多功能、高效率等要求的提出,市场对精密加工需求已不仅仅局限在1毫米、0.1毫米,0.01毫米、0.02毫米也有真实需求,10微米级别的精密加工年代已经到来。此外,这个工具涉及重点行业,所以极小径精密刀具的供给变为关键点。在此大环境下,金洲的精密刀具不能停在概念阶段,技术不能只用来储备,而要转化为产品,切切实实应用在这些关键领域,发挥作用。

0.01mm铣刀米粒铣字。来源:受访者

还有一个原因是,虽然日本也有同类产品,但要么因为人家不愿意卖,要么因为交期长、价格非常高,而且几乎没有技术服务,只能望而却步。“求着人家卖刀具这件事,真的很痛苦。他们既然找到我们,我觉得,这件事我们一定要做,这是刀具人的担当。”厉学广说。

构思初步方案时,他先在脑海里过了三五天,找到核心点,作图、模拟、验证。后来做梦时,还得到了新想法。“那些最微小的技术改变,也能改变很大的事,这是一种职业的渴望。醒来我觉得,这件事,必须要干。”如今回顾起来,他将之前的决心归为热血赤诚。

同事口中的厉学广有个称呼:阿广。阿广从小就想当科学家。2004年,本科机械专业的他通过校招,从辽宁奔赴深圳,加入金洲公司。2013年,基于工作需求,厉学广又去读了光学专业工程硕士。研发突破的想法让他感到兴奋,直到后来,他发现,困难着实不少。

2021年5月,厉学广着手研发0.01~0.04毫米极小径铣刀。首要困难就是没有设备去加工如此精密的刀具。如何找到加工设备?他的答案是“改”。“我们原先有些进口高精度设备,可以适当做些改造,优势发挥,劣势克服,比如,精度再提高,磨削力再降低。轴的磨削运动也要调整,通过改造,消除掉一些波动。”

除了硬件,决心和信念也是一大考验。“你怎么让大家有信心跟你干下去?”厉学广有自己的方法。首先是消除大家的顾虑。他对团队说:“做项目是用科学的理论指导实践,在没有谁能论证这项技术和产品无法成功之前,我们就要坚定地走下去。能发现不可逾越的难题或者理论错误,反而是幸运的事,这正是我们要集中攻克的难点。”

其次是引导团队去憧憬未来。“如果造出比头发细多倍的铣刀,打破目前铣削刀具的极限,真能铣削出0.01、0.02毫米宽的槽,让生物医疗芯片、通讯关键零部件实现前所未有的性能,改变行业现状,解决供应链受制于人的问题,让精密制造腾飞,你们是否愿意为之努力?这是你们肩上使命的重量。”

做好思想准备后,接下来的0.01毫米极小径铣刀技术攻关则是个反复实验的过程。厉学广说,技术难点首先体现在“特别容易折断”。

相对于直径0.1毫米的头发丝,0.01毫米铣刀的直径是其1/10,截面积是其1/100,强度降低到直径0.1毫米刀具的1/1000,吹振可断。厉学广认为,铣刀做到这个层级,一定要应用才有它的价值。“它太细了,但这不代表它没法用,只要给它稳定精度的加工和使用条件。”

0.01毫米极小径铣刀结构复杂,亦是最难设计和磨削的工具。要实现周刃、端齿都能切削的完整铣刀功能,就要让刀体具备齐全的结构。而磨削时,刀体亦无法托附,只能悬空。另一方面,磨削时砂轮线速度与汽车速度相当,冲击力大,易折断。

作为目前精度要求最高的刀具,0.01毫米铣刀让很多技术研发人员不敢接招。当直径降为普通刀具的1/10、1/100,精度也要求相应降为1/10、1/100,以至于0.01毫米铣刀典型结构的精度要求在±0.0005毫米级别,难度极高。“我们的要求不仅是做出来,还要做到位。”

厉学广笃定,做应用工程不同于做科研,结果一定藏在大量的实验中,所以要有耐心。仅在结构方面,团队就来回尝试了两个多月,反复实验接近200次。2021年9月,初代样品实现产出。2021年10月,初代0.01毫米铣刀上机加工头发、米粒成功。

0.01mm铣刀头发丝铣字。来源:受访者

2019年底,金洲公司成功研制出直径0.01毫米的超细微型钻头,打破了长期以来我国在该领域受制于人的局面。仅用一年半的时间,金洲公司又实现了直径0.01毫米超细微型钻头和直径0.01毫米极小径铣刀的钻铣“双剑合璧”。

“这个成果肯定不是一蹴而就,而是前面十年的持续研究积累。”厉学广说,很多事情,第一阶段,往往比较顺利;第二阶段,稍微有点困难,但努力克服了,以为摸到底,信心十足;第三阶段,遇到困难解决不了,困顿无法突破;第四阶段,军心动摇,很多挑战项目和创业公司基本死在了这个阶段。“所以理性复盘问题在哪儿,不要迷信、不要消极非常重要。通常韧性强、科学、客观、理性的团队能活下来,做得更好,能力更强,涅槃重生。”

落地:以快“市占第一”

多年前的一段经历,让中钨高新金洲公司总经理罗春峰至今印象深刻。那是在2016年前后的多次行业展会上,他被一家日本竞争对手的高管问询,“为什么同一家客户,从捕捉客户需求到研发再到现场测试,相同时间内,你们能够做到比我们多测试两到三次?”

“我们的策略就是:以快打快。”罗春峰对《中国企业家》总结道。“金洲的市占率第一,不仅(局限)在中国内地,全球只要有PCB制造的地方,就在用金洲的产品。”

这是一个产品更新极快的领域。尽管受新冠疫情影响,全球经济承压,但疫情催生线上活动,提升了对电子产品的需求。同时 5G 基建推进,使得全球PCB产品需求呈现较为强劲的增长。未来 5G、汽车电子、工业 4.0、云端服务器等,将成为驱动PCB需求增长的新方向。

在罗春峰的切身感受中,竞争已愈发激烈,作为龙头的金洲公司,团队的危机感始终相随。

“我们时刻提醒自己,对产品的开发更新速度能不能更快。而行业也反推我们,对产品的开发一定要贴近市场需求。”他说。金洲现有330多项专利,其中发明过百项。在研发投入上,“前年是营收占比的5%、去年6%,今年的目标是7%”。

0.02mm铣刀加工不锈钢。来源:受访者

#聚焦内蒙古经济#【10年来 内蒙古本级对困难群众救助金投入增加了2.8倍】9月14日,记者从自治区民政厅了解到,党的十八大以来,自治区坚持把维护困难群众基本生活权益作为社会救助的根本出发点和落脚点,加强统筹协调,凝聚工作合力。自治区本级对困难群众救助资金保持高强度投入,2022年达到20亿元,是2012年的2.8倍。
10年来,通过促进城乡统筹发展,缩小城乡救助水平差异,全区农村牧区低保平均标准达到城市低保平均标准的75%以上,特困人员照护标准和临时救助标准全部实现城乡统一;完善服务保障内容,对长期性生活困难、低收入、临时遇困等近200万各类对象采取分级分类救助,有效保障了困难群众基本生活;引入社会力量参与。2020年以来,全区年均支出资金7300余万元用于政府购买救助服务,困难群众服务类救助能力进一步增强。
10年来,自治区细化完善各项救助保障措施,打破以家庭为单位申请低保的现状,将3.1万低收入家庭中重病、重残等特殊困难群体依申请参照“单人户”纳入低保保障范围;根据城乡居民遇到的困难类型,创新发展孤儿保障、残疾人两项补贴、法律援助、取暖救助以及身故困难群众基本殡葬服务等10余项救助内容;健全社会救助对象定期核查机制,根据救助对象家庭经济状况变化实际,分类定期复核。全面取消户籍地、居住地限制,由急难发生地实施临时救助。对实现稳定就业的2.4万低保对象给予低保渐退政策。
10年来,自治区不断完善主动发现机制,缩短社会救助服务链条,持续优化简化救助审核程序。将最低生活保障、特困人员救助供养申办时限缩减30%,急难型临时救助实行“先行救助”。
10年来,运用大数据赋能大救助,自治区建成了纵向“部、省、市、县”四级网络贯通、横向与24个部门共享49类数据的救助对象家庭经济状况核对平台,全面实现新申请救助对象“事前核对”和在享救助对象“定期核对”。通过建立了自治区低收入人口动态监测信息平台,归集各类低收入人口信息数据270余万条,通过大数据监测其家庭基本生活状况变化情况,科学确定救助优先序,实现及时救助、高效救助。(草原全媒·正北方网)

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【水利投融资改革取得重大突破】

9月13日,中共中央宣传部举行“中国这十年”系列主题新闻发布会。水利部部长李国英在发布会上介绍,十年来,我国水利事业取得历史性成就,水利投融资等领域改革取得重大突破。今年以来银行贷款、社会资本投入水利金额达到2388亿元,创历史纪录。数字孪生流域、数字孪生水网、数字孪生水利工程加快建设,水利科技“领跑”领域不断扩大。

李国英称,下一步,水利部将深入贯彻落实“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”治水思路,扎实推动新阶段水利高质量发展。

解决农村群众饮水安全问题

李国英表示,十年来,社会各界关注治水、聚力治水、科学治水,我国水利事业取得历史性成就、发生历史性变革。其中,在水旱灾害防御方面,近十年我国洪涝灾害年均损失占GDP的比例由上一个十年的0.57%降至0.31%。今年面对长江流域1961年以来最严重的干旱,水利部坚持精准范围、精准对象、精准措施,实施“长江流域水库群抗旱保供水联合调度专项行动”,保障了1385万群众的饮水安全和2856万亩秋粮作物的灌溉用水需求。

在农村饮水安全问题方面,水利部锚定全面解决农村饮水安全问题这一打赢脱贫攻坚战的重要指标,全面解决了1710万建档立卡贫困人口的饮水安全问题,十年来共解决2.8亿农村群众的饮水安全问题,农村自来水普及率达到84%。加强农田灌溉工程建设,建成7330处大中型灌区,农田有效灌溉面积达到10.37亿亩,在占全国耕地面积54%的灌溉面积上,生产了全国75%的粮食和90%以上的经济作物。

在水资源配置格局方面,水利部立足流域整体和水资源空间均衡配置,加快实施一批重大引调水工程和重点水源工程。南水北调东、中线一期工程建成通水,累计供水量达到565亿立方米,惠及1.5亿人,“系统完备、安全可靠,集约高效、绿色智能,循环通畅、调控有序”的国家水网正在加快构建。全国水利工程供水能力从2012年的7000亿立方米提高到2021年的8900亿立方米。

在江河湖泊面貌方面,水利部全面建立河长制湖长制体系,省市县乡村五级120万名河湖长上岗履职。十年来共治理水土流失面积58万平方公里,全国水土流失面积和强度“双下降”,实现荒山披绿、“火焰山”变“花果山”。

全国水利项目新开工1.9万个

水利部规划计划司司长张祥伟介绍,党的十八大以来,水利部先后实施了172项、150项重大水利工程,全国完成水利建设投资达到6.66万亿元,是之前十年的5倍。十年来,新增库容1051亿立方米,新增5级以上堤防5.65万公里。

张祥伟称,大规模水利基础设施建设在稳增长稳就业、推动经济社会高质量发展方面发挥了重要作用。今年以来,全国水利项目新开工1.9万个,创历史纪录。2022年1月-8月,全国落实水利建设投资9776亿元,同比增长50.9%;全国完成水利建设投资达到7036亿元,同比增长63.9%;水利项目施工累计吸纳劳动力191万人,其中农村劳动力153万人。

李国英表示,十年来,水利治理能力实现系统性提升。水利部强化水利体制机制法治管理,推进水治理体系和治理能力现代化。长江保护法、地下水管理条例等重要法律法规颁布实施,水行政执法与刑事司法衔接、与检察公益诉讼协作等机制不断健全。用水权市场化交易等重点领域改革加快推进,水利投融资改革取得重大突破。今年以来银行贷款、社会资本投入水利金额达到2388亿元,创历史纪录。数字孪生流域、数字孪生水网、数字孪生水利工程加快建设,水利科技“领跑”领域不断扩大。

水利部加强新一代信息技术与水利业务深度融合,取得了明显进展。一是构建国家水资源监控体系、国家地下水监测站网,建设了全国水利信息点43万个,全国5186条有防洪任务的中小河流实现了水文监测全覆盖,11万座国家报汛站雨量水情监测信息收集传输时间由过去的小时级缩短到分钟级。二是在全国建立水利一张图汇集了55类1600万个水利对象,实现动态管理和在线更新。全国范围内规模化以上的江河湖泊、水利设施、水利管理单位均实现空间化管理,为防汛抗旱以及水利突发事件的应急处置提供精准化支撑。

“下一步,水利部将按照需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力的要求,以数字化、网络化、智能化为主线,以算据、算法、算力建设为支撑,以数字化场景、智能化模拟、精准化决策为路径,大力建设数字孪生流域、数字孪生水网、数字孪生水利工程,全面构建具有‘预报、预警、预演、预案’功能的智慧水利体系,为全面提升国家水安全保障能力提供强有力的技术支撑。”李国英说。

强化水资源刚性约束

李国英介绍,十年来,水资源利用方式实现深层次变革。水利部坚持“节水优先”方针,实施国家节水行动,强化水资源刚性约束,推动用水方式由粗放低效向集约节约转变。2021年我国万元GDP用水量、万元工业增加值用水量较2012年分别下降45%和55%,农田灌溉水有效利用系数从2012年的0.516提高到2021年的0.568。近十年我国用水总量基本保持平稳,以占全球6%的淡水资源养育了世界近20%的人口,创造了占世界18%以上的经济总量。

为推动国家节水行动的各项目标任务,国家发展改革委和水利部联合印发了《国家节水行动方案》。水利部农村水利水电司司长陈明忠称,目前各项任务完成的比较好。

“我国用水效率和用水效益得到明显提升,特别是全社会节水意识得到了明显增强。”陈明忠说。在农业方面,持续实施大中型灌区节水配套改造,“十三五”以来,全国新增高效节水灌溉面积超过1.2亿亩。在工业方面,大力推进工业节水改造和节水型企业建设,全国规模以上工业用水重复利用率达到92%,计划用水覆盖水资源超载地区99%的规模以上用水工业企业。在城市生活方面,全面推进节水型城市建设,地级及以上缺水城市全部建成了节水型城市,建成11.9万个节水型服务业单位。推动非常规水源纳入水资源统一配置,开展典型地区再生水利用配置试点,全国非常规水利用量从2019年的107.7亿立方米增加到2021年的138.3亿立方米。全面开展县域节水型社会达标建设,全国1094个县(区)都达到节水型社会标准。


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