七年匠心,纳米级车床的智造突围

作者: 许宵雪

在泰州市华粹智能装备有限公司的洁净车间内,透过一台超精密车床的视窗,可以看到金刚石刀尖正在进行零件切削,当主轴以10000rpm的转速开始旋转时,车间内传来蜂鸟振翅般轻微的嗡鸣。公司副总经理谷秋梅指向一旁显示器上的实时数据:“看,控制精度这一栏的数字在毫米后六位,说明这台车床能够实现纳米级的加工精度。其产品能广泛运用于光学领域和军工领域,比如红外瞄准镜、导弹制导系统所需的高精度零件、红外镜片。”

轻轻拿起一块镜片置于日光灯下,镜片反射着晶莹的光,也折射出谷秋梅和团队在超精密装备领域七年磨一剑的纯粹初心。

扎根泰州,开启创业

2018年7月,谷秋梅和十几名团队技术成员跨越两千公里,从哈尔滨来到泰州姜堰,开始了公司的筹建。面对陌生的环境、从零开始的研发任务、人手缺乏等重重困难,谷秋梅顾不得焦虑,立即着手以姜堰经济开发区科创中心为依托,开展智能制造领域的人才引进、技术孵化与项目导入。

经过近一年的凝心聚力,团队发展至三十余人,并初步完成了科研体系的搭建。谷秋梅清晰地记得,2020年11月,公司大楼正式落成的那天,秋日暖阳洒在团队成员的脸上,也映照着宽敞明亮的精密装配车间,她第一次有了在泰州这片土地上扎下了根的感觉。

团队在泰州接到的第一个项目是江苏太平洋精锻DQ380,负责精密齿轮产线的智能化建设。不同于完全自主可控的产品生产过程,智能化项目需要设备、技术、生产等多方面人员的配合和反复调试,直到真正实现稳定批量化生产才能交付。项目时间紧、要求高,团队成员驻扎在产线上,经过九个月的披星戴月,终于顺利交付。

“研发超精密技术需要深厚的研究基础和较长的研发周期。”尽管背靠哈尔滨工业大学的相关研究积累,但华粹完全脱离了高校实验室,几乎可以说是从零开始一步一个脚印地走上了超精密装备的研发之路。

从零到一,从一到十

谷秋梅介绍,目前,全球超精密加工技术仍由美国、德国、日本等传统工业强国主导,而国内超精密技术起步较晚,目前这一领域的研究大多停留在科研院所中。“想要从实验研究转化为产品生产,实现从零到一的跨越,是最迷茫和艰难的过程。那时,对于华粹来说,除了人、电脑和手里的技术,其他都是一片空白。”

2018年,华粹开始第一台一轴半超精密车床样机的研发。团队陆续购置先进的加工、检测设备,一边设计研究,一边工艺摸索。大多数时候,加工出来的零件都不合格,甚至连车床样机都无法运作,团队便一遍又一遍查找原因。三年时间,谷秋梅和团队一点点试错、一步步积累,从一个个零件到部件,最终完成了车床整机的打磨。

谷秋梅至今难忘第一台样机交付时的情景。2022年9月,受新冠肺炎疫情影响,“光是协调各方专家线上评审就费尽周折。”她回忆道,“当评审顺利通过的喜讯传来,我们悬着的心终于落地,也为这段从零开始的创新征程画上了圆满的句号。”

这台凝聚着团队心血和智慧的样机,是华粹在超精密车床研究领域迈出的第一步。2023年,华粹打造出真正符合市场需求的高精度车床产品。最令谷秋梅和团队自豪的是,成功研制出的纳米级超精密单点金刚石车床,实现了超90%的国产化率,其中,气浮主轴、液体静压导轨等关键部件实现了技术突破和自主知识产权,攻克了一系列制约超精密装备产业化的“卡脖子”技术,填补了我国纳米精密制造领域对工业母机的需求,实现进口替代,并获得三十余项发明专利。目前,超精密金刚石车床已经从两轴、三轴升级至五轴联动,能够加工精度和复杂度更高的部件。

超精密车床的第一个客户是一位泰州企业家。这家企业生产的一种光学小锥镜对精度的要求极高,而进口一台设备的费用高达数百万元。客户希望华粹能帮助他开发所需的超精密专机。“在前途并不光明的时候,他选择相信我们,并且陪伴我们完成一步步试验和优化。也正是在开发专机的基础上,才有了后来一系列通用超精密机床产品。对我们来说,他既是客户,也是长久以来并肩而行的伙伴。”谷秋梅言语间充满感激。

研发团队陆续为客户提供了十多台专机设备,帮助他打造了一条生产线,并通过机器人上下料,实现了“无人车间”,提高了产品的加工效率和质量。“通过这条超精密生产线,这家企业在相关领域形成了显著的技术优势,成为行业标杆。”谷秋梅说着,脸上满满的自豪。

够专业,也够努力

初夏的泰州,绿意沿着江水流淌,谷秋梅常会想起七年前的那个夏天。“那时,孩子正在老家读高三,泰州这边也是最需要人的时候。”经过慎重考虑,谷秋梅依然坚定地选择暂时放下家庭,投入创业中来。2019年,孩子顺利考上大学,丈夫为了支持她的事业,辞掉了在哈尔滨的工作,来到泰州和妻子团聚。“这时,公司的研发工作也取得了初步进展,我对未来更有信心了。”

在谷秋梅的带动下,许多初始创业团队的成员纷纷将小家搬来泰州。如今,华粹员工已发展到近百人,但团队那股敢闯敢干的锐气和善于钻研的韧劲却一直没变。华粹相继开发出五轴超精密金刚石车床、高精度运动单元系列、圆弧刃金刚石刀具研磨机、超精密飞切机床等高端产品,在国内高端超精密机床方向市场占有率稳居前列,有力保障了我国高精度武器制导系统和低空经济智能驾驶视觉系统的规模化供应。谷秋梅用一句话概括了团队取得成功的关键:“因为我们够专业,也够努力。”

谷秋梅表示,超精密加工技术是支撑现代高科技产业的核心制造技术。“未来,我们将加大对超精密加工核心技术的投入,与高校、科研机构深化合作,共同攻克行业难题,为超精密制造技术创新与产业化发展贡献力量。”

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