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

稻盛和夫:你的磁场,锁定了你的命运。

1、一个人气质很好,外表精神,有修养有道德,这个人的气场就很好,就会吸引好的事吸引好的运气。

2、意念场,你想什么,你相信什么,你就有什么样的气场,这个叫吸引力法则。

3、爱的气场,爱是一种气场,你发出爱。宇宙就有爱的气场,一个人积累爱的气场越多他就会吸引更多的爱,所谓爱出者爱返。

4、正能量,你阳光,你的世界充满阳光你是爱,你就生活在爱的氛围里;你是快乐,你就在笑声里。所以,你要一个什么样的生活,就要先成为什么样。

人的气场是看不见的,但这种力量是巨大的,就像万有引力一样,我们每个人身上的这种气场无时无刻不在影响你的人生,这种气场是怎么形成的?

你的观念,你的信仰,你的环境,你的朋友,你的呼吸,你吃的食物,你的欲望,你的静息与睡眠等都会影响你的气场,这些气场就形成你的气质、你的运气、你的命运。

一个人的气质很好,外表精神,有修养,有道德,这个人的气场就好,就会吸引好的事,吸引好的运气。

相反一个人如果气场不好,则外表人没精神,委靡不振,做事没效率,如果气场再坏就会走霉运,不好的事情总是发生在他身上,干什么都不顺,喝口凉水把牙给塞了。

那么什么能影响我们的气场,结合我的所学,给大家归纳几点:

一.【意念场】

你想什么,你相信什么,你就有什么样的气场,这也就是吸引力法则。

你的思想吸引你想要的东西,你是积极向上的思想,你的气场就是积极向上的,你的思想是消极负面的,你的气场就是消极负面的,同时吸引消极负面的人和事,所以要加强你的正能量场,就要有积极正面的思想。

具有赚钱意识的人经常吸引金钱,而具有贫穷意识的人总是引来贫穷。通过你的思想、语言和行为,它们将为你所意识到的事物打开通道,无论富有或贫穷,都恰如你所想的状况那样满足你。

一个人在心里怎么想,他就会是什么样。你一直很害怕的事物总是向你走来。也就是说"你所强烈意识到的事物总是会来到你这里。

思想是因,与你思想相一致的人生和境遇就是你的果。你的因会吸引来果,这就是种瓜得瓜,你种下什么因就会收获什么果。

知道这个法则的原理后,你就会运用思想的巨大能量来追求你所想要的一切,你会变得有自信,你会知道世间的因果法则,你会懂得正确积极正面的运用你的思想,人的心脑合一、身心开放后振频就强了,与天地意识信息振频就通畅了。

人体就是一个很敏感的信息场,无时无刻都在与外界的信息、能量进行交换。

二.【爱的气场】

爱是宇宙间最强大的气场,因为它和宇宙和谐一致,爱是你身上正面的气场,只有发出爱你才会吸引爱,所以不要只爱你自己的那么小我,要爱周围所有的人,爱你的朋友,父母,爱人,亲人,同事,爱你的敌人,爱地球万物,一花一草,你发出的爱越多,你积聚在宇宙间爱的气场就会越大,同时你收获的爱也就越大。

爱是一种物质,一种气场,你发出爱,宇宙就有你爱的气场,一个人积聚的爱的气场越多,他就会吸引更多的爱。

当你有困难有危险的时候,宇宙会发出各种信息让你感知到,这就像灵感一样,灵感发生于有爱的地方,孩子和妈妈,双胞胎,恋人和朋友。

只有两个人的爱的意识体的气场才能让们能够相互共振,虽远在天涯,但爱让意识体联系到了一体,他有危险他会知道,他有爱他会感知得到。

如孩子有危险,妈妈会感到有些不舒服,你某一天想起一个远方的一个朋友,忽然你的这个朋友打电话给你,两个相爱的人虽远在天涯,有时也会感知到对方的爱!

一个人广做善事,他就积聚了宇宙间的爱的气场,当他有危险时,他的潜意识会有感知,身体哪方面不适或出现信号,让他知道,然后避免灾难,就算真有灾难,他也会化险为夷!

宇宙间有一个强大的法则就是吸引力法则,你的思想是有气场有能量有吸引力的,你想什么,你就会发射到宇宙中去,宇宙就会响应你的想法,给你想要的!

而爱是宇宙间最强大的气场,你发出多大的思想,宇宙间给你的气场就会有多大。

一个广做慈善发出爱越多的人,他得到爱的气场就会越大。

做任何事不要以为别人不知道,举头三尺有神明,不要以恶小而为之;不要以善小而不为,这和佛家的因果思想是一样的,善有善报,恶有恶报,不是不报,时候未到。

宇宙是圆的,宇宙是有因果法则的,有付出就有回报,爱别人别人才会爱你,帮助别人别人才会帮助你!

三.【正能量】

在日常生活中,你会发现大量的“负能量”人!

偶尔也会幸运地遇到正能量高的人,他们总是那么积极乐观,总是那么快乐,总是那么具有影响力。

一个不会游泳的人,换游泳池不能解决问题;

一个不会做事的人,换工作解决不了根本;

一个不懂经营爱情的人,换男女朋友也没有用;

因为我:是一切的根源,要想改变一切,首先要改变自己的心!

其实,无论你是谁,你爱的是那个你自己;你喜欢的亦是你自己。你爱恨的,都是你自己。你变了,一切就变了。

你的世界,是由你创造出来的,你的一切,都是你创造出来的;

你是阳光,你的世界充满阳光,你是爱,你就生活在爱的氛围里;你是快乐,你就是在笑声里。

同样的,你每天抱怨、挑剔、指责、怨恨,你就生活在地狱里;人的意念如此重要,你一起心动念,整个世界都变了。一念天堂,一念地狱。神魔就在一念之间。

正能量: 活力、精力充沛、兴奋、热情、全神贯注、多姿多采、正面挑战、内外合一、自我提升、提升他人,淡定,担当,冷静、平静、宁静、放松、焕然一新、和谐等。

负面能量:愤怒、怀疑、沮丧、担忧、急躁、压力、负面的挑战、所有的事情都是问题、关系是挑战;怨恨、后悔、内疚、嫉妒、自卑、绝望、挫败、羞耻、尴尬、责怪。

所以,一定要记住,你要一个什么样的生活, 就要先成为一个什么样的人!

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