(來源:秦創(chuàng)原)
金信天鈦:借力秦創(chuàng)原,做中國的ASML
2018年,《科技日報》梳理出我國當(dāng)前被“卡脖子”的35項關(guān)鍵技術(shù),包括了光刻機(jī)、芯片、操作系統(tǒng)、核心算法、高壓柱塞泵等眾所周知的世界難題,也涵蓋了重型燃?xì)廨啓C(jī)、高端軸承鋼、銑刀、掘進(jìn)機(jī)主軸承、超精密拋光工藝等鮮為人知的高端領(lǐng)域。其中,超精密拋光工藝是現(xiàn)代制造業(yè)的“技術(shù)靈魂”,直接影響到集成電路制造、醫(yī)療器械、精密模具、航空航天等高精尖領(lǐng)域。
何謂超精密拋光工藝?所有制造手段都存在表面3D打印粘粉、銑削毛刺和重熔殘渣內(nèi)腔結(jié)構(gòu)尖角和臺階,這些異物像癌癥一樣到處附著。精密異形復(fù)雜內(nèi)腔流線型整形、去毛刺、清粉和拋光,提高孔型、輪廓和倒角精度等精整工序?qū)儆诔軖伖夤に嚨年P(guān)鍵難題。
七年磨一劍,突破卡脖子問題
早在2015年,米天健就已經(jīng)潛心研究超精密拋光工藝相關(guān)技術(shù)并致力于突破該世界難題。隨著深入學(xué)習(xí)和不斷研究,他發(fā)現(xiàn)先進(jìn)精整技術(shù)的缺失成為掣肘我國乃至國際航空航天、電子通訊、電傳飛控等領(lǐng)域進(jìn)一步發(fā)展的重要原因。為了改良這些缺陷,米天健在和技術(shù)團(tuán)隊反復(fù)研究,經(jīng)過七年努力,他開創(chuàng)性地提出流體力學(xué)和彈性力學(xué)精整這兩類原理性創(chuàng)新,使高精尖精密異形復(fù)雜零部件精整實現(xiàn)突破。2018年4月,米天健在閻良區(qū)正式注冊了陜西金信天鈦材料科技有限公司(以下簡稱“金信天鈦”),拿到了900萬天使投資。次年1000余平米廠房建設(shè)完畢并順利投產(chǎn)。2020年5月后,迅速獲得十大央企百余種關(guān)鍵產(chǎn)品研發(fā)試制及小批量加工,涉及航空、航天、船舶、通訊及核等重大裝備制造中關(guān)鍵高精尖零部件,且均按期研制成功。米天健是典型的“青椒”(高校青年教師)創(chuàng)業(yè)者,他具有高校老師潛心科研的耐力,也有青年人初生牛犢不怕虎的闖勁。談及創(chuàng)業(yè)經(jīng)歷,米天健感慨:“理工大校訓(xùn)——祖國·榮譽(yù)·責(zé)任,念念不忘,必有回響。創(chuàng)業(yè)讓我能夠身兼‘兩職’,一頭連接起產(chǎn)業(yè),一頭始終鉆研先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。
用核心技術(shù)構(gòu)建精密異形復(fù)雜精整的“中國方案”
中國制造由大轉(zhuǎn)強(qiáng),高端裝備自主可控是關(guān)鍵,內(nèi)腔精整則是超精密加工的重中之重,其是所有高端裝備中流體動力和電磁傳輸零部件的核心工序。金信天鈦經(jīng)過長期研發(fā),形成了針對性的幾項核心技術(shù):在流體力學(xué)方面,基于水基+磨粒對3D打印內(nèi)流道及微小孔動力學(xué)磨拋,“流體磨具”廣泛解決了國內(nèi)外目前無法解決且十分迫切的3D打印、五軸加工、飛秒激光等加工后微細(xì)異形復(fù)雜內(nèi)流道、超微小孔及空間網(wǎng)絡(luò)流道等精整難題。在彈性力學(xué)方面,創(chuàng)新橡皮磨粒,通過橡皮磨粒的高速噴射與零件表面彈性碰撞實現(xiàn)微納尺度溝槽、盲孔零部件棱邊尖邊精整。廣泛推動5G&6G通訊、衛(wèi)星、高頻火控雷達(dá)及航天精密導(dǎo)航領(lǐng)域超微細(xì)溝槽盲孔零部件的精整難題。
金信天鈦通過原理性創(chuàng)新,從專用設(shè)備到磨粒耗材,從系統(tǒng)化工藝方案到強(qiáng)化學(xué)習(xí)液壓控制算法,均為自主研制,最終實現(xiàn)可批量自動化加工且環(huán)保精整的業(yè)內(nèi)標(biāo)桿,精整技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛易形成制造業(yè)生態(tài)及高科技產(chǎn)業(yè)鏈。目前,金信天鈦在適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、原始毛坯制造手段、精整質(zhì)量以及流線型整形四個維度填補(bǔ)了國際空白。
聞風(fēng)而動,加入秦創(chuàng)原的科創(chuàng)隊列
金信天鈦第一次來到“原上”,緣于2021年6月10日秦創(chuàng)原創(chuàng)新促進(jìn)中心舉辦的“秦創(chuàng)原·2021科技成果轉(zhuǎn)化對接會——西安理工大學(xué)材料學(xué)院專場路演活動”。其時,秦創(chuàng)原在全省高校院所、科研機(jī)構(gòu)刮起一陣“科技成果轉(zhuǎn)化”的強(qiáng)風(fēng),讓心中有技術(shù)實現(xiàn)夢想的創(chuàng)業(yè)者們?yōu)橹駣^。西安理工大學(xué)教授米天健也聞風(fēng)而動,帶著自己的團(tuán)隊和項目到秦創(chuàng)原小試牛刀。在這次對接會上,金信天鈦公司展示已經(jīng)突破“超精密拋光工藝”的卡脖子問題,讓所有與會者眼前一亮。會后,秦創(chuàng)原創(chuàng)新促進(jìn)中心科技經(jīng)紀(jì)人憑借敏捷的行業(yè)嗅覺以及專業(yè)的技術(shù)感覺,迅速和金信天鈦對接,并力邀他們加入秦創(chuàng)原。經(jīng)過溝通交流,秦創(chuàng)原總窗口2022年首批項目云簽約活動上,金信天鈦精密加工中心正式簽約秦創(chuàng)原創(chuàng)新促進(jìn)中心,并將公司搬遷到秦創(chuàng)原總窗口,立足精整加工、流體結(jié)構(gòu)設(shè)計及精整裝備制造,發(fā)展自主高精尖核心產(chǎn)品實現(xiàn)深層次發(fā)展。
借力秦創(chuàng)原,做國際高端裝備精密異形零部件精整技術(shù)引領(lǐng)者
金信天鈦的精整系統(tǒng)化解決方案,預(yù)見性地提前布局先進(jìn)制造及國際高端裝備制造,在精密異形復(fù)雜零部件精整領(lǐng)域填補(bǔ)空白,這讓我國先進(jìn)制造業(yè)除了高端裝備制造的自主可控又實現(xiàn)制造業(yè)質(zhì)的飛躍。金信天鈦和西安理工大學(xué)組成的“科學(xué)家+工程師”隊伍位列陜西省2022年度“科學(xué)家+工程師”隊伍入選名單中,這種“科學(xué)家+工程師”模式和工作機(jī)制創(chuàng)新模式,將推動金信天鈦在攻克行業(yè)重大技術(shù)難題、促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化及產(chǎn)學(xué)研全面發(fā)展等方面精準(zhǔn)發(fā)力。
秦創(chuàng)原給了陜西科創(chuàng)人員最好的平臺、最優(yōu)的政策以及最全的服務(wù),讓陜西的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)迎來了最好的時期。秦創(chuàng)原為金信天鈦“做中國的ASML,讓中國制造精益求精”的夢想插上了翅膀,在“原上”廣闊的科創(chuàng)高空中,這只雄鷹將展翅高飛。
華晟復(fù)材:自動鋪絲機(jī)為我國航空航天器披上“黑色戰(zhàn)甲”
西安華晟復(fù)材科技有限公司(以下簡稱“華晟復(fù)材”)將西安交通大學(xué)段玉崗教授團(tuán)隊在“自動鋪絲技術(shù)”領(lǐng)域近20年的技術(shù)積累進(jìn)行成果轉(zhuǎn)化,真正解決我國碳纖維復(fù)合材料自動加工制造的短板,打破歐美技術(shù)封鎖,實現(xiàn)國產(chǎn)化替代。
乘著秦創(chuàng)原創(chuàng)新驅(qū)動平臺建設(shè)的東風(fēng),2021年7月6日,由西安交通大學(xué)段玉崗教授團(tuán)隊主要成員及西交一八九六科創(chuàng)投資合伙企業(yè)作為初始股東,華晟復(fù)材在西咸新區(qū)注冊成立。西安交通大學(xué)將自動鋪絲核心技術(shù)成果整體注入華晟公司,開始相關(guān)技術(shù)成果的產(chǎn)業(yè)化。
公司成立一年來,自動鋪絲裝備技術(shù)處于國內(nèi)領(lǐng)先,已簽訂單過億元,并完成A輪及A+輪融資,公司估值2.75億元。已獲批國家級高新技術(shù)企業(yè)、規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)。榮獲2022年第十一屆中國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國賽初創(chuàng)組二等獎和“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)50強(qiáng)”稱號。
產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展之“斷層”
先進(jìn)復(fù)合材料具有輕質(zhì)量、高強(qiáng)度、低密度、高模量、抗疲勞、耐腐蝕、設(shè)計制造一體化等特點(diǎn),其在飛機(jī)上的用量和應(yīng)用部位已經(jīng)成為衡量飛機(jī)結(jié)構(gòu)先進(jìn)性的重要標(biāo)志之一。用于加工先進(jìn)復(fù)合材料制品的自動鋪絲技術(shù)是航空航天行業(yè)大型高性能樹脂基復(fù)合材料構(gòu)件高效自動化先進(jìn)制造技術(shù)。
國內(nèi)對于碳纖維復(fù)合材料自動鋪放技術(shù)的研究起步相對較晚,目前還沒有與國外技術(shù)水平同等且成熟的國產(chǎn)自動鋪絲裝備在實際生產(chǎn)中得到工程化應(yīng)用,國內(nèi)航空航天領(lǐng)域復(fù)合材料主要還以手工鋪放為主,而國外對該技術(shù)和設(shè)備始終嚴(yán)格封鎖,因此輕量化樹脂基復(fù)合材料構(gòu)件的高質(zhì)量成型制造成為我國航空工業(yè)“卡脖子”技術(shù)之一。
在整個國際碳纖維復(fù)合材料發(fā)展應(yīng)用如火如荼的形勢下,我國產(chǎn)業(yè)鏈上游碳纖維原絲和預(yù)浸料產(chǎn)能充足,下游行業(yè)應(yīng)用需求“既大又迫切”,但產(chǎn)業(yè)鏈中間的自動加工設(shè)備卻成了發(fā)展中的“斷層”。
“十年磨一劍”之自動鋪絲技術(shù)
西安交通大學(xué)機(jī)械制造學(xué)院段玉崗教授團(tuán)隊,從2005年開始進(jìn)行自動鋪絲設(shè)備、工藝以及軟件的研制工作,是國內(nèi)從事復(fù)合材料自動鋪絲技術(shù)研究最早的單位之一。團(tuán)隊現(xiàn)有教授5人,副教授3人,助理教授5人,博士及碩士研究生30余人,形成了一支包括機(jī)械工程、自動控制、軟件工程,以及材料工程等學(xué)科交叉、技術(shù)實力雄厚的自動鋪絲技術(shù)與設(shè)備及軟件研究開發(fā)隊伍。團(tuán)隊在自動鋪絲相關(guān)技術(shù)獲批國家發(fā)明專利27項,實用新型專利4項,自動鋪絲路徑規(guī)劃及控制軟件著作權(quán)14項。
近年來團(tuán)隊先后在國家自然科學(xué)基金、科技部“863計劃”、數(shù)控機(jī)床重大專項等10余項國家級省部級項目的資助下,開展了自動鋪絲工藝及設(shè)備等方面的相關(guān)研究工作。從鋪絲頭機(jī)械結(jié)構(gòu)、鋪絲機(jī)控制系統(tǒng)、自動鋪放工藝、自動鋪絲路徑規(guī)劃以及新型固化工藝等方面對自動鋪絲技術(shù)開展了深入系統(tǒng)的研究。
團(tuán)隊于2017年推出國內(nèi)第一臺8絲束8自由度工程化機(jī)器人式鋪絲機(jī),鋪絲速度最大達(dá)到40m/min。到目前為止,成功研制了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的機(jī)器人式自動鋪絲設(shè)備、機(jī)床式自動鋪絲設(shè)備(臥式及龍門式)及配套CAD/CAM軟件系統(tǒng),具有自主可控知識產(chǎn)權(quán)的自動鋪絲設(shè)備已在石家莊飛機(jī)工業(yè)有限公司、北京宇航工程研究所、中航復(fù)材有限公司等7家企業(yè)工程化應(yīng)用。
隨著近20年的技術(shù)攻關(guān)、積累以及7臺設(shè)備的成功工程化應(yīng)用,逐步驗證了鋪絲技術(shù)和設(shè)備的成熟度,有效地緩解了我國先進(jìn)復(fù)合材料制造技術(shù)與設(shè)備被“卡脖子”的不利局面,得到國內(nèi)相關(guān)行業(yè)的認(rèn)可,為鋪絲技術(shù)的成果轉(zhuǎn)化奠定了一定基礎(chǔ)。
“卡脖子”技術(shù)實現(xiàn)國產(chǎn)化替代
乘著先進(jìn)復(fù)合材料在我國航空航天的大爆發(fā)應(yīng)用的東風(fēng),團(tuán)隊在西安交通大學(xué)校友基金的踴躍投資下,在秦創(chuàng)原創(chuàng)新驅(qū)動平臺先導(dǎo)區(qū)和秦創(chuàng)原兩鏈融合“促進(jìn)器”示范區(qū)西咸新區(qū)涇河新城的先進(jìn)制造基地,搭建團(tuán)隊、新建產(chǎn)線,對整套自動鋪絲技術(shù)成果進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化落地,解決我國航空航天先進(jìn)復(fù)合材料構(gòu)件自動化制造的“卡脖子”問題。
公司現(xiàn)有員工60余人,以“技術(shù)入股+職業(yè)經(jīng)理人股權(quán)激勵”的方式組建了核心團(tuán)隊,以“科學(xué)家+工程師”的方式組建了技術(shù)隊伍。擁有定制化研發(fā)生產(chǎn)車間5000平米,現(xiàn)有產(chǎn)品包括機(jī)器人鋪絲機(jī)、龍門式鋪絲機(jī)、龍門式鋪帶機(jī)、鋪絲鋪帶一體機(jī)和復(fù)合材料3D打印機(jī)。自動鋪絲裝備已迭代至第6代,有12臺產(chǎn)品處于工程化應(yīng)用階段,技術(shù)成熟度在國內(nèi)最高,故障率低,能兼容進(jìn)口和國內(nèi)主流廠家材料,競爭優(yōu)勢突出。
目前,公司成立剛滿一年,已簽訂單過億元,未來三年公司每年營業(yè)收入將會在上年度的基礎(chǔ)上翻一番。已完成A輪及A+輪融資,公司估值2.75億元。華晟復(fù)材不僅受到行業(yè)市場的認(rèn)可和信賴,也倍受資本市場的關(guān)注。
基于自主可控的自動鋪絲技術(shù)產(chǎn)業(yè)化落地,將真正解決我國碳纖維復(fù)合材料自動加工制造的短板,打通整個產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展斷層,促進(jìn)上游復(fù)材產(chǎn)業(yè)發(fā)展和下游航空航天工業(yè)升級。作為秦創(chuàng)原總窗口科技成果轉(zhuǎn)化的代表企業(yè),公司將持續(xù)聚焦復(fù)合材料成型“卡脖子”技術(shù)攻關(guān),同時在縱深領(lǐng)域向復(fù)合材料3D打印技術(shù)布局,通過強(qiáng)鏈、補(bǔ)鏈、延鏈的方式實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)融合,助力我國航空航天事業(yè)發(fā)展,助力我國新能源戰(zhàn)略的實現(xiàn)和雙碳目標(biāo)的達(dá)成。
媒體評論
人民網(wǎng)陜西:科技成果轉(zhuǎn)化平臺是促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化的重要載體,也是從實驗室到生產(chǎn)線的重要一環(huán)。金信天鈦的精整系統(tǒng)化解決方案,讓我國先進(jìn)制造業(yè)在精整領(lǐng)域徹底擺脫了受制于國外技術(shù)及工藝的被動局面,實現(xiàn)高精尖裝備制造業(yè)質(zhì)的飛躍。
鳳凰網(wǎng) :西安華晟復(fù)材科技有限公司是一個非常典型的成果轉(zhuǎn)化案例,項目核心裝備自動鋪絲機(jī)解決我國航空航天先進(jìn)復(fù)合材料構(gòu)件自動加工制造的“卡脖子”問題,打破歐美技術(shù)封鎖,實現(xiàn)國產(chǎn)化替代。
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