给模具穿上钻石外衣

运用化学气相技术法生产出的纳米金刚石复合涂层拉拔模具产品不仅可以使模具的使用寿命大幅度提高,还能使生产效率显著提高、有效节约原材料。这种神奇的技术便是上海交友钻石涂层有限公司所开创的

20世纪80年代中期,张志明教授被派到日木学习。在日木名古屋大学学习期间,张教授了解到了一种名为化学气相法的技术,张教授思索着,这样一种技术可以运用到很多行业之中,未来肯定有着广阔的发展前景。回国后,张教授就在学校里申请了一个相关的科研项目。这位张志明教授便是上海交友钻石涂层有限公司(以下简称“交友钻石涂层”)的董事长。

钻研技术不言放弃5位创始人各出资十余万创建公司

化学气相法起源于国家“863”计划。1986年3月3日,王大珩、王淦昌、杨嘉墀、陈芳允四位老科学家给中共中央写信,提出要跟踪世界先进水平,发展我国高技术的建议。邓小平同志亲自批示:此事宜速决断,不可拖延。为此,中共中央、国务院组织200多位专家,经过三轮极为严格的科学和技术论证后,批准了《高技术研究发展计划(“863”计划)纲要》。

“863”计划选择了7个领域15个主题作为我国高技术研究与开发的重点,新材料领域便是“863”计划的七个研究领域之一,而金刚石膜的制备和应用就是新材料领域中所研究的一个方面。

为了克服天然金刚石自然资源匮乏以及人造金刚石体积限制等不足,发达国家自20世纪70年代起掀起了研制金刚石膜的热潮。因此,金刚石膜的制备和应用理所当然就成了863计划新材料领域的课题之一。

据张志明教授回忆,中国最早是在1987年开始研究化学气相法的,而日木在这一技术领域较为先进。“早在1987年,上海交通大学就开始从事低压气相合成金刚石薄膜的研究工作,在国内较早建立起金刚石薄膜涂层研究基地,承担了国家‘863’计划新材料领域关于CVD金刚石薄膜的研究工作,研究工作主要集中在金刚石涂层具、模具和耐磨器件等应用方面,取得了较多成果,在理论和工艺技术方面有多项突破。”

“那时,一些大学对这种方法的研究非常热闹,觉得这种技术很有用场。但事实上,在实际的生产应用中还有很大的距离。”张志明教授介绍说:“之后,国内也有不少企业在研究这种技术。但到了2000年,剩下研究这种技术的企业已经寥寥无几了。中国大多数企业还是将高温高压法运用到生产上,有数百家之多,但高温高压法的质量不一定是最好的。化学气相法则是近一二十年才开始引起了大家的重视。”

事实上,起初在研究这项技术上会遇到很多问题,但张志明教授依然决定要继续坚持下去,要将这一技术运用到生产实践之中。不然,太辜负国家了。

张教授说,之前,国家在这一方面投入了几百万的科研经费。要知道,在那个时代,几百万是非常值钱的,如果不继续钻研下去,就太浪费了。

虽然有风险,但在与现任上海交友钻石涂层有限公司总经理郭松寿商量之后,张志明教授决定要把科研转化为生产力。最终,张志明、郭松寿等四五位创始人在商议后,决定每人拿了十几万元出来成立了现在的交友钻石涂层。

技术成果产业化传统行业中的先进技术

交友钻石涂层的宗旨是:实现“CVD金刚石涂层”技术成果产业化,以高新技术改造、提升传统产业,以独特的技术优势、灵活的经营模式迅速扩大市场份额,以优质的产品和服务创立著名品牌,争取经济效益,以先进、规范的体制治理企业,努力办成国内最大、国际著名的CVD金刚石涂层技术公司。

交友钻石涂层所研究的化学气相法技术主要应用在低碳钢拉拔行业、铝塑复合管行业以及电线电缆行业。

据交友钻石涂层总经理郭松寿介绍:“公司开发的纳米金刚石复合涂层拉拔模具产品,已在一百多家电缆和金属制品生产企业应用,为应用企业带来了显著的经济效益。”

商报记者在专访时了解到,交友钻石涂层开发的纳米金刚石复合涂层拉拔模具产品使用寿命大幅度提高。采用纳米金刚石复合涂层紧压模,圆形导体绞线长度从原来的25～30公里提高到300～500公里以上,最高的模具使用寿命可达1000公里,其产量可为普通模具的15～30倍甚至更高。

“采用纳米金刚石复合涂层紧压模,在其全寿命使用周期内可大幅度提高产量,减少了停机检测、换模的次数,单丝断线率明显下降,减少工人劳动强度,生产效率显著提高,据此统计可为应用企业每年带来很大的经济效益。”郭松寿在接受商报记者采访时介绍到。

另外,采用纳米金刚石复合涂层紧压模电缆截面的稳定性非常好,导体截面长距离(300公里或更长)保持不变,有利于绝缘生产的半导体屏蔽层和绝缘层厚度的稳定控制,对提高电缆的耐压水平也是大有好处的。

郭松寿回忆道:“当时,公司自己也没有注意到这一优点。模具能节约材料的这个优点还是公司的一家用户在使用之后来告诉我们的。”

商报记者了解到,使用纳米金刚石复合涂层紧压模可以保证绞制紧压圆导体的截面数百公里不变,完全避免了采用硬质合金紧压模所产生的截面波动和由此产生的各种原材料的浪费,因而可有效节约原材料(铜、半导体屏蔽料、绝缘材料等),其中以节约铜材最为注目。

据测量,导体截面稳定,比原有的硬质合金模具节约铜材1%,再加上可以避免采用硬质合金模具换模时所造成的线芯材料的浪费,因此使用纳米金刚石复合涂层紧压模节约材料费用将产生显著的经济效益。

根据据用户实验统计,一般金刚石涂层拉丝模拉拔低碳钢丝的,使用寿命为硬质合金拉丝模的6～10倍以上;在电线电缆行业,金刚石涂层紧压模的使用寿命是硬质合金模具的15～30倍;拉拔铝塑复合管的金刚石复合涂层焊接套与定径套,其使用寿命是氟塑料模具的数百倍以上。

遭遇瓶颈:如何批量生产是一大瓶颈

虽然有着先进的技术,但是交友钻石涂层这一路走来,也遇到过不少困难。例如,公司成立的第二年,交友钻石涂层以外亏损了10万元。在经过分析探讨后,公司发现由于模具的寿命较长,所以公司的销量也出现了一定的下滑。

此外,一些用户在使用交友钻石涂层生产的模具时也遇到过光洁度不够好、掉铜屑、导电性能变差等问题,公司木身在技术上也暴露出一些问题。

之后,交友钻石涂层的领导层对用户反映的问题一一进行了研究,从技术着手,不断进行改进,使公司的产品性能越来越好,越来越深得用户喜爱。

郭松寿总经理坦言,公司目前仍面临着一些问题,例如如何实现批量生产。随着交友钻石涂层的客户、订单越来越多,公司需要尽快解决这一问题。

专家评析

夯实科研成果转化的内控管理机制

高骞上海市人民政府发展研究中心处长、研究员

在当今知识经济和信息化时代,现代科技对经济增长和社会进步的推动作用越来越明显,科研成果的产业化则日益突出。目前,国家和各级政府都将推进高新技术产业化,作为新一轮产业结构调整的重大战略举措；国内各类企业也十分重视科研成果的转化工作,尽量缩短科研成果从实验室走进工厂的时间,并以此作为自主创新的重要途径,和开拓新市场、创造商业增长点、谋求竞争优势的必要手段。然而,对比发达国家企业,国内企业在高新技术成果产业化方面,差距仍然相当明显,成果转化率仅有发达国家的1/3到1/4。这已经成为制约国内企业创新能力提升的一个重要瓶颈。

影响企业吸收科技成果、实现科技新产品产业化能力的因素有很多,其中最主要的因素包括市场分析、技术选择、协作关系和内控管理四个方面,这些因素决定了产业化推进的质量、效果和效能。在企业经营实践中,如果市场调研流于形式,忽视了市场需求分析的可靠性,缺乏竞争对手的详尽信息,都可能造成技术成果的成熟度和集成度与市场需求脱节,从而导致技术决策的选择失误；在科研成果转化为产品投入市场后,由于新技术不稳定或者存在着一些不易被发觉的缺陷,可能直接带来产业化失败的“硬伤”,需要通过内部改进或者外部协作予以改进；在产业化过程中,对新技术、新产品不断进行检测和评价,并作出技术的修正,是降低企业经营风险的有效方法。可见,科技成果转化项目的成败,不仅取决于这个技术的市场机会有多大的前景和可能性,同时,还取决于企业的优势、管理团队的能力,以及相应的技术管理制度等。

从交友钻石涂层有限公司的发展历程来看,企业的创立最早源于国内高校的“863”计划研究项目,在企业创立团队本着回报国家、避免国家科研投入损失,相信CVD金刚石薄膜技术具有独特的技术优势,可使模具使用寿命大幅度提高、有效节约原材料,在电缆和金属制品生产等传统领域应用前景广泛。这是交友涂层取得成功的前提。更为重要的是,企业以灵活的经营模式,先进、规范的体制治理企业,加强内部技术的孵化管理,针对新技术应用中光洁度不够好、掉铜屑、导电性能变差等技术问题,进行针对性研究,不断进行改进,从而以优质的产品和服务赢得了客户,取得了良好的经济效益。

因此,企业尤其是中小企业要获得科技成果产业化的成功,必须在加强市场调研、发现市场机会,充分考虑科技产品新技术领先程度切合实际的基础上,致力于企业内部的基础管理体系建设,特别是要注重强化技术的孵化管理与控制,推进技术改进系统的建设,逐步推动新技术的逐步完善,带动企业核心竞争力的不断提高。

(2013年3月28日)