小軸承“轉(zhuǎn)”出大制造,解碼國獎(jiǎng)背后的創(chuàng)新故事
更新時(shí)間:2022-02-15點(diǎn)擊次數(shù):594次
2021年11月3日,2020年度國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)在北京人民大會(huì)堂舉行,由寧波企事業(yè)單位牽頭、合作完成的8個(gè)項(xiàng)目榮膺國家科技獎(jiǎng),其中,國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)3項(xiàng),國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)4項(xiàng)。
為透視國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)背后寧波企業(yè)持續(xù)迸發(fā)的磅礴創(chuàng)新動(dòng)能,進(jìn)一步強(qiáng)化企業(yè)創(chuàng)新主體地位,推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研深度融合,促進(jìn)創(chuàng)新要素向企業(yè)集聚,寧波市科技局推出”探秘國獎(jiǎng)背后的創(chuàng)新基因”系列報(bào)道,解碼國獎(jiǎng)背后的創(chuàng)新故事。
1.項(xiàng)目介紹
慈興集團(tuán)有限公司參與完成的“高性能滾動(dòng)軸承加工關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”項(xiàng)目獲得2020年度國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
這是一個(gè)飛速旋轉(zhuǎn)的世界。從汽車高鐵到飛機(jī)火箭,它們都有一個(gè)共同的“靈魂”:軸承。
一個(gè)小小的軸承,在生產(chǎn)工藝上,公差范圍不超過頭發(fā)絲粗細(xì)的百分之一;在實(shí)際使用中,急剎車、猛踩油門條件下連續(xù)交替操作20小時(shí)無異?!?/span>
浸淫軸承業(yè)十多年的慈興集團(tuán)有限公司總工程師趙坤說,獲得國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)不僅是他人生的高光時(shí)刻,更是慈興十年磨一劍,攻克軸承核心元件高一致性和高表面質(zhì)量加工世界難題,用小軸承“轉(zhuǎn)”出中國大制造的有力證明。
2.微米之內(nèi)見真章
軸承,業(yè)內(nèi)稱之制造業(yè)的“關(guān)節(jié)”,精密性與一致性是其“命門”。
十年前,市場倒逼之下,生產(chǎn)農(nóng)村家用鼓風(fēng)機(jī)軸承起步的慈興轉(zhuǎn)戰(zhàn)高端軸承領(lǐng)域,并聯(lián)合浙江工業(yè)大學(xué)、洛陽軸承研究所等單位的專家、科研團(tuán)隊(duì)攻關(guān)“高性能滾動(dòng)軸承加工關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用項(xiàng)目”。
“這個(gè)項(xiàng)目,慈興承擔(dān)的任務(wù),主要是研發(fā)軸承設(shè)計(jì)技術(shù)、軸承及套圈的批量制造技術(shù),研發(fā)國內(nèi)尚無的關(guān)鍵制造設(shè)備,成套性能測試臺(tái)架?!壁w坤說。簡而言之,就是通過研發(fā)分段超精研技術(shù)、精密配套技術(shù)等,突破軸承表面質(zhì)量欠佳、精度離散大等技術(shù)瓶頸。
這十年,慈興一頭扎進(jìn)了軸承一致性技術(shù)的攻關(guān)里。有那么兩年,慈興的新品試制車間,“報(bào)廢產(chǎn)品成噸計(jì)算”,這讓趙坤至今記憶猶新。
在那樣的光景里,慈興進(jìn)行了三代產(chǎn)品試水:第一年,軸承表面輪廓度在10-20微米之間,公差太大,無法量產(chǎn)。隨后通過調(diào)整參數(shù),第二代軸承出爐,輪廓度縮小至5微米以下,公差精度達(dá)標(biāo),但合格率不盡人意。
隨后兩年內(nèi),借力伺服精準(zhǔn)定位技術(shù),第三代自研加工設(shè)備問世,軸承的異形溝道輪廓度過程能力達(dá)到1.67以上,一次下線合格率超過99%。對此,趙坤作了個(gè)形象的比喻,“這相當(dāng)于軸承生產(chǎn)的公差范圍僅有頭發(fā)絲粗細(xì)的百分之一,甚至千分之一”。
8秒誕生一個(gè)軸承的生產(chǎn)效率,公差范圍對標(biāo)民用批量軸承最高等級P4級,慈興一舉打破了長期以來高性能滾動(dòng)軸承被國外壟斷的局面。
十年間,慈興不斷突破項(xiàng)目關(guān)鍵核心技術(shù),產(chǎn)品從普通軸承“升級”到高端乘用車軸承,再到工業(yè)機(jī)器人柔性軸承、新能源汽車用高速軸承,完美實(shí)現(xiàn)“四級跳”。
十年間,慈興營收94.4億元、凈利潤10.7億元,并成功牽手博世等世界著名汽車零部件制造大咖。
3.新風(fēng)口上“會(huì)飛的豬”
縱觀全球制造業(yè),新能源汽車和工業(yè)機(jī)器人成為發(fā)展“新風(fēng)口”。
如何成為新風(fēng)口上“那頭會(huì)飛的豬”?慈興亮出法寶,技術(shù)創(chuàng)新。
“新能源車的軸承要更‘高能’?!痹诖扰d展廳,趙坤介紹,這種軸承看上去貌不驚人,但性能令人驚訝。同類型普通產(chǎn)品的極限轉(zhuǎn)速大約為10000RPM,它的最高極限轉(zhuǎn)速已達(dá)到理論計(jì)算值的2.5倍以上,并確保在急剎車、猛踩油門條件下連續(xù)交替操作20小時(shí)無異常。
兩年前開始,慈興自主研發(fā)的新能源汽車高速軸承開始量產(chǎn)。今年供貨量飆升至每月4萬套,可用于2萬輛新能源汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),在沃爾沃、吉利等新能源汽車中,都可以看到慈興軸承。
目前,慈興新能源汽車軸承國內(nèi)、國際市場份額分別占到了近30%和10%。
創(chuàng)新,也讓慈興打破國際技術(shù)壁壘,在工業(yè)機(jī)器人市場迎來一路繁花。
2013年至2015年,中國成為全球最大的機(jī)器人市場。然而,全球超過半數(shù)的精密減速機(jī)市場被日本企業(yè)壟斷。實(shí)現(xiàn)精密減速器的國產(chǎn)化迫在眉睫,高精度軸承是其關(guān)鍵零部件之一。
對此,慈興用了4年時(shí)間,牽頭實(shí)施國家重點(diǎn)研發(fā)課題,使得最新一代工業(yè)機(jī)器人柔性軸承達(dá)到國內(nèi)最高性能水平。如今慈興的工業(yè)機(jī)器人軸承占國內(nèi)市場份額約為25%。
成功搶灘兩大新風(fēng)口的慈興,正式開啟雙循環(huán)發(fā)展新格局。近三年,慈興銷售總額達(dá)到39億元,凈利潤4.1億元。
4.插上“隱形的翅膀”
“創(chuàng)新,好比‘隱形的翅膀’,引領(lǐng)企業(yè)飛得更高更遠(yuǎn)。”在董事長胡先根看來,國獎(jiǎng)背后,是慈興38年來對自主創(chuàng)新的“無怨無悔”。
2021年本科畢業(yè)的李鵬是慈興研發(fā)中心的一名技術(shù)人員。在中心一樓實(shí)驗(yàn)室,機(jī)器人在對一款高性能汽車軸承進(jìn)行檢測,用電腦實(shí)時(shí)記錄測試結(jié)果是李鵬的日常工作。
人才是創(chuàng)新的源動(dòng)力。目前慈興全球4000多名員工中,技術(shù)人員占比超過十分之一。不僅如此,近年來慈興相繼在德國、美國建立了研發(fā)分中心,擁有國家企業(yè)技術(shù)中心、國家級博士后科研工作站、國家CNAS認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室三個(gè)“國”字號(hào)技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)。年均研發(fā)支出9000多萬元,占營業(yè)收入的5%以上。
優(yōu)秀人才的集聚、產(chǎn)學(xué)研平臺(tái)的搭建,讓慈興在搶占國內(nèi)、國際高端市場,加快國產(chǎn)化替代進(jìn)程中一路高歌。
EPS用四點(diǎn)接觸球軸承、車用微型滾珠絲杠等多個(gè)項(xiàng)目填補(bǔ)國內(nèi)空白;獲得授權(quán)專利、軟件著作權(quán)300余項(xiàng),其中授權(quán)發(fā)明專利29項(xiàng);參與制定、修訂國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)30余項(xiàng)……
站在全球創(chuàng)新的新賽道上,慈興將繼續(xù)瞄準(zhǔn)軸承高端應(yīng)用市場,謀求整體轉(zhuǎn)型。到2025年,年銷售規(guī)模有望達(dá)到30億元,比2020年增長50%。