用玻璃拉出超细纱,这家公司解决了一项技术难题
黄石宏和电子材料科技有限公司研发出的玻璃纤维超细纱单丝直径仅4微米,是头发丝直径的二十分之一。这项技术的突破成功打破了美国、日本等国家的技术壁垒和产品垄断,填补了国内印刷电路板关键原材料的空白,极大加快了高端电子级玻璃纤维布从完全依赖进口到实现国产替代的进程。
被“卡脖子”的关键原材料这样一卷超细纱,单丝直径只有4—5微米,长度达168公里,相当于武汉到黄石一个来回的距离。记者高喜明 摄
随着电子产品轻薄化,电路板也变得越来越小。拆开手机、平板等电子产品,几乎已经看不到电路板的电路了。电路不是没了,而是电路板变成多层电路板后,电路放到夹层中间了。“就像建房子一样,小高层变成了高楼大厦。”黄石宏和电子材料科技有限公司(以下简称“黄石宏和”)副理廖于文比喻道,虽然电路板的层数变多了,但其体积变化不大,一块电路板单层也就100多微米厚,比头发丝粗不了多少。
电路板层与层之间需要绝缘,这就需要用到电子级玻璃纤维布(以下简称电子布)。除了绝缘,电子布还需要具有耐高温、不易变形等特点。
1—2毫米厚的多层电路板,最薄需要用10微米厚的电子布,而要生产这个标准的电子布需要有超细纱。超细纱是印刷电路板的关键原材料,此前这项技术一直被封锁,只有美国和日本的公司能生产。
黄石宏和的母公司是位于上海的宏和电子材料科技股份有限公司,该公司是主要从事中高端电子布的研发、生产和销售的高新技术企业。购买超细纱只能选择进口,宏和电子材料科技股份有限公司面临着原材料“卡脖子”问题。
成功打破技术壁垒
李金龙带领团队研发出超细纱。记者高喜明 摄
李金龙在上海东华大学读研究生时,就开始研究玻璃纤维。2017年,宏和电子材料科技股份有限公司在上海成立了实验工厂用于开发超细纱,李金龙是该研发团队的负责人之一。团队针对漏板设计、工艺路径设计、工艺参数测试、浸润剂配方等方面遇到的瓶颈问题,通过大量的实验解决了漏板温度的均匀性,终于在2020年实现技术突破,使生产出来的超细纱单丝直径均匀性好,提升了产品品质。
“我们在攻克应用于高频印刷电路板的特种玻璃纤维时,曾经有几个月时间,实验机台无法拉出超细纱,断丝率特别高。”李金龙介绍,他们通过反复对现有的漏板技术进行创新,终于提升了新漏板的作业能力。同时,优化玻璃配方,提升了拉丝作业的效果。
2018年8月13日,黄石宏和在黄石经济技术开发区成立。2020年9月19日,一期项目纱厂投产。今年1月,二期项目布厂投产。
5月30日,长江日报记者到黄石宏和采访时,纱厂车间内,百余台机器高速运转,一根根单丝直径为4—5微米的玻璃纤维丝经过加捻成为一卷卷超细纱。随后,这些超细纱被送到布厂,加工成印刷电路板生产的上游必需品电子布。
“单丝直径只有4微米,以此‘织’出的电子布厚度最薄为9微米。用这样的布做成衣服,那就是真正的‘皇帝的新装’,完全是透明的。”廖于文打趣道。
5月30日是全国科技工作者日,因成功打破高端玻璃纤维纱的国际垄断,李金龙被评为首届“黄石最美科技工作者”。
芯片封装、5G通讯及基站、数据中心服务器、新能源汽车等行业对特种玻璃纤维材料的需求越来越大,超细玻璃纤维纱、特种玻璃纤维原料问题的解决,降低了国内对原材料的进口依赖和采购风险,极大加快了高端电子布实现国产替代的进程。
作为印刷电路板的基础材料,黄石宏和的产品及其下游产品,将越来越多地进入武汉都市圈“光芯屏端网”产业链企业。
(长江日报记者高喜明)
【编辑:张靖】
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百公里超细纱,单纤维仅33克!邹城:新兴产业集聚发展
工业机器人、超细纱电子布、3D打印铸件……这些新兴产业都已在邹城扎根发展,并逐步形成产业集群。5月10日下午,参加国企投资齐鲁行的投资机构代表一行参观了邹城市的重点企业和园区项目,感受到了满满的新动能。
图为玻璃纤维车间的自动化机械装备。
工业机器人:
高速运转下精准缝合
效率比人工高3倍
珞石山东生产基地是第一个参观项目,也是目前山东省规模最大的工业机器人生产基地。走进车间,一个个大小不一的机器人在进行不同工序的调试,该基地是集工业机器人的生产、组装、测试、售后与集成于一体的机器人综合生产基地。
这里产出的机器人究竟能做哪些工作?记者了解到,一家短裤缝制领域的公司,过去主要采用女工,如今和珞石合作了一条机器人产线,用3台机器人分别代替工人进行上下料和移动布料,工作效率比人工提高了3倍。
此项目需要用机器人来控制缝纫机,而且需要在高速转弯时保持速度均衡与极高的精度,对控制提出了很高的要求。“对于这样的要求,单纯的系统集成商很难做到。”珞石(山东)智能科技有限公司相关工作人员介绍,珞石在市场方面主要有两个方向:一个是通过扩大各地的渠道,发展集成商进行本体的销售;另一个则是针对行业需求,自己承接行业生产线等项目。
在珞石科技车间,一车间工人向记者介绍,在工业5.0的背景下,智能制造产业存在很大的发展空间。同时,这种新兴产业的兴起也给自己的生活带来了很大的变化,幸福指数因产业的发展壮大而提高。
在此后举行的邹城投资环境说明会上,机器人产业也得到了重点推介,邹城市机器人产业项目依托山东省智能机器人应用技术研究院、国家机器人检测检验平台、AGV物流机器人产业基地、珞石机器人产业园、硅步机器人、正方机器人产业发展公司、全国大学生机器人大赛等,围绕产业链强链补链,重点招引伺服电机、控制器、减速机、系统集成应用、本体、激光雷达、专用电缆及周边设备制造项目,打造机器人产业基地。
玻纤超细纱:
一个演绎“石头织布”
的产业传奇
“我们要参观的这家‘纺织厂’有两个特点,一是几乎没有纺织工人;二是这里生产的布料不是用来做衣服的,而是应用在电子产品上。”听了这样的介绍,大家对泰山玻璃纤维邹城有限公司产生了不小的好奇。
没有纺织工人这个特点一下就看出来了,偌大的车间里,一排排纺织机械整齐列阵,一刻不停地自动将纱线纺成了布匹。装备了数十台机械的纺织车间里,只能看到几位女工在进行巡检,整个车间里只有机器运转发出的低音。
“这个纺织车间生产的布料,经过装配之后,会出现在各位用的手机或电脑里。”工作人员介绍,这些布料是玻璃纤维产业的重要产品——电子级玻纤布,业内也称为印制电路板基布,简称电子布。电子布主要用作覆铜板的原材料,是电子工业重要的基础材料,电子产品中不可缺少的配件。
泰山玻璃纤维邹城有限公司现隶属于世界500强的中国建材集团,2015年建成了当时全球单体产能最大的电子细纱生产线。公司“高性能电子玻璃纤维关键技术研发与大规模产业化”项目曾荣获山东省科技进步一等奖。
从这个厂区里,参观者可以看到整体产业链——从玻璃纤维的生产制造开始,将各种矿石原料经过玻璃熔融拉丝制成玻璃纤维原丝,然后经过加捻和并线制成玻璃纤维纱线——该公司新研发的超细纱产品单纤维百公里仅重3.3克,也就是说,从邹城的厂区拉一条细线到100公里之外的泰安市区,这条细线的重量也就3.3克,相当于一小团棉纱。
有了这样国际水准的技术实力,公司2018年实现总产值17.5亿元,完成销售收入17.5亿元,利润总额4亿元,出口创汇3344万美元。2019年规划建设三个技改项目,包括超细纱产业化项目、年产6700万米电子布项目、三线年产9万吨粗纱生产线改造项目,项目全部达产后,届时公司年销售总收入达30亿元,利税8亿元。
3D打印:
从铁锅到精密铸件
实现70%产品外销
从一个敲敲打打的公社手工作坊,到如今利用3D打印技术的高端铸造加工企业,大家在山东金鼎实业股份有限公司参观时,感受到了新旧动能转换的力度之大。
“金代表冶炼行业,鼎为烹饪之皿,与公司最初从事的炊具行业吻合。”工作人员从“金鼎”的得名说起,上世纪80年代是金鼎的辉煌时代,能生产全国最大的铁锅,是全国铁锅协会的秘书长单位,产品出口到周边国家。
金鼎的起步靠铸造,但仅仅是简单粗放型产品,产品档次、技术含量等都很低,随着经济的发展,低档次的产品已远远不能适应市场的需要。因此,从民用低端产品转型高端行业配套服务产品,企业近些年一直专注产品转型,设备升级。
2015年底,公司从意大利、德国引进的先进自动化生产线正式投入运行,为推动金鼎公司向技术型、外向型迈进,领导班子再次大胆决策,追加投资3000万元,引进了处于当今世界技术前沿的3D打印机以及3D打印技术——可用于新产品的快速开发试制、模拟工艺验证以及直接小批量生产,同时也可以为客户和同行业需求的新产品设计和研发,提供技术和服务平台支持。
凭着严谨的管理手段,不断完善的装备和技术以及良好的质量信誉,金鼎为汽车行业、机械工程行业,风电行业和农业机械及通用类机电等行业提供了大批高端品质的铸件和优良的服务,公司70%以上的产品直接或间接出口到国际市场,已拥有了一批像卡特彼勒、沃尔沃、西门子、维斯塔斯等国际知名的高端客户群体。
一下午的参观,让各位投资机构代表感受到了邹城抓产业发展、培育壮大新动能的信心。据介绍,邹城将持续聚焦培育壮大新兴产业、改造提升传统产业,持续跃升新能源新材料、智能装备制造等八大基地产业能级,确保实现工业新城2020年规模以上企业突破300家、力争400家,主营业务收入突破1300亿、力争1500亿。
(齐鲁晚报·齐鲁壹点记者 王瑞超 张頔 摄影 张中)
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