隨著我國在科學(xué)儀器設(shè)備自主研發(fā)方面的持續(xù)發(fā)力,分析儀器作為科學(xué)儀器的重要部分,正經(jīng)歷著從“跟跑”到“并跑”乃至“領(lǐng)跑”的歷史性轉(zhuǎn)變。這一轉(zhuǎn)變標志著我國分析儀器在技術(shù)創(chuàng)新和自主研發(fā)能力顯著提升,為國產(chǎn)分析儀器的高質(zhì)量發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。近期,第九屆中國分析儀器學(xué)術(shù)大會在深圳盛大召開,本次大會以“下一代分析儀器”為主題,匯聚了眾多兩院院士、知名專家學(xué)者、杰出的青年科學(xué)家以及優(yōu)秀企業(yè)代表,共同探討分析儀器的未來趨勢,旨在進一步提升用戶對國產(chǎn)儀器和國產(chǎn)關(guān)鍵部件的信心。
氣相質(zhì)譜儀與液相色譜儀作為科學(xué)儀器重要組成,在鋰電池檢測、電鏡(SEM/TEM)以及食品藥品檢查等領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用,在大會專題論壇及關(guān)鍵零部件展覽中,氣相質(zhì)譜儀與液相色譜儀核心零部件創(chuàng)新成為眾人矚目的焦點。會后,為更深入了解這些精密制造核心零部件自主創(chuàng)新背后的故事,國內(nèi)領(lǐng)先的高端精密儀器制造企業(yè)——上海阿為特精密機械股份有限公司董事長兼總經(jīng)理汪彬慧先生接受了記者采訪,他給記者分享了精密技術(shù)創(chuàng)新的獨到見解。
作為國內(nèi)科學(xué)儀器和醫(yī)療器械的核心部件精密制造杰出應(yīng)用專家,汪先生深耕該領(lǐng)域多年,憑借精密制造生產(chǎn)的運營能力、精密制造技術(shù)應(yīng)用的研發(fā)能力以及精密制造頂尖人才的培養(yǎng)能力,屢次帶領(lǐng)團隊獲得技術(shù)應(yīng)用突破,獲得多項發(fā)明專利。不僅成為了全球頂級質(zhì)譜儀制造商長達15年的戰(zhàn)略合作伙伴,更為氣相質(zhì)譜儀與液相色譜儀的發(fā)展作出了重要貢獻。
采訪伊始,汪先生告訴記者,氣相質(zhì)譜儀與液相色譜儀之所以具備高靈敏度和高分辨率的特性,離不開其零部件的精密度和制造質(zhì)量。而核心零部件——真空腔體的制造,則是一項極為復(fù)雜且精細的工作,對材料、工藝、設(shè)備都有著極高的要求。長期以來,這一領(lǐng)域一直被歐美、日本等工業(yè)發(fā)達國家所壟斷,國內(nèi)制造企業(yè)多數(shù)處于非核心產(chǎn)品外包代加工和學(xué)習(xí)階段,缺乏自主創(chuàng)新能力。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和需求的不斷增加,這一領(lǐng)域的產(chǎn)能嚴重不足,質(zhì)量標準也日益向精密、高效、緊密、輕量化方向發(fā)展。
面對上述挑戰(zhàn),憑借掌握的精密制造技術(shù)和質(zhì)量控制能力,汪先生帶領(lǐng)團隊,從精密度、排氣要求、潔凈度要求、裝配條件苛刻以及檢測要求這五個方面進行技術(shù)難點攻克。在精密度方面,汪先生率先引入了先進的數(shù)控機床和精密測量設(shè)備,實現(xiàn)了零部件的微米級加工精度。他深知,精密度是真空腔體性能的關(guān)鍵所在,任何微小的誤差都可能對儀器的性能產(chǎn)生重大影響。因此,他們不斷優(yōu)化加工工藝,提升加工精度,最終實現(xiàn)了5μm級的加工精度,這一精度比現(xiàn)狀10μm級精度顯著提升,在行業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先地位。
排氣能力是真空腔體制造的另一大技術(shù)難題。金屬內(nèi)部存在的間隙和殘渣會殘留氣體,這些氣體在真空環(huán)境下會釋放出來,影響離子在磁場中的運動軌跡,導(dǎo)致影響質(zhì)譜儀的質(zhì)量。為了解決這個問題,汪先生自主研發(fā)了一套獨特的熱處理工藝,以提高金屬的排氣能力。同時,針對不同金屬材質(zhì)研發(fā)了不同的排氣方法,這一技術(shù)的突破提高了真空腔體的真空度,還確保了儀器的穩(wěn)定性和可靠性。
潔凈度是真空腔體制造中不可忽視的一環(huán)。汪先生指出,如果真空腔體表面粘有油脂或污漬,就會污染芯片,影響離子的通過。他帶領(lǐng)團隊建立了1000級的潔凈室,確保在無塵環(huán)境下進行裝配和檢測。在潔凈室內(nèi),員工需要嚴格遵守規(guī)定,不能化妝、不能吃有異味食物,甚至需要戴口罩進入,以確保室內(nèi)環(huán)境的潔凈度。這一舉措不僅提升了真空腔體的制造質(zhì)量,還為后續(xù)的檢測和裝配工作提供了有力保障。
真空腔體的裝配條件同樣十分苛刻。在汪先生指導(dǎo)下,技術(shù)團隊采用了先進的裝配技術(shù)和設(shè)備,確保裝配的精度和穩(wěn)定性。在裝配過程中,任何細微疏忽都可能削弱腔體性能,因此他們嚴格檢測監(jiān)控每一環(huán)節(jié),此舉不僅大幅提升了裝配效率,更保障了真空腔體的性能穩(wěn)定可靠。
作為真空腔體質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié),檢測工作同樣不容忽視。汪先生采用了先進的檢測設(shè)備和方法,對真空腔體的各項性能指標進行了嚴格的檢測。在負壓高的情況下,他們甚至需要采用氦質(zhì)譜檢漏儀等高精度設(shè)備來檢測腔體的真空度。這一系列的檢測措施不僅確保了真空腔體的質(zhì)量,還提高了儀器的可靠性和穩(wěn)定性。
通過以上五個技術(shù)難點創(chuàng)新突破,汪先生技術(shù)團隊創(chuàng)新研發(fā)生產(chǎn)的真空腔體達到了行業(yè)領(lǐng)先標準,達到了0^(-9)torr的真空度,獲得全球頂級質(zhì)譜儀制造商的認可。這一創(chuàng)新成果成功打破了國外的技術(shù)封鎖,為國內(nèi)制造企業(yè)在國際市場上贏得了更多的機會和話語權(quán),還為國內(nèi)質(zhì)譜儀制造業(yè)的發(fā)展樹立了新的標桿。同時,“質(zhì)譜儀結(jié)構(gòu)件”項目也被認定為上海市高新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化項目,得到了政府的認可和支持。除了質(zhì)譜儀領(lǐng)域,該真空腔體產(chǎn)品還具有廣泛應(yīng)用前景,其卓越的真空性能和穩(wěn)定性,使其成為眾多高端設(shè)備不可或缺的零配件。目前該零部件已經(jīng)實現(xiàn)了批量生產(chǎn),并成功獲得了全球眾多頂級設(shè)備制造企業(yè)的訂單,展現(xiàn)出巨大的市場潛力和應(yīng)用價值。
汪彬慧先生創(chuàng)新故事,是精密制造領(lǐng)域的一段傳奇,更是國內(nèi)科技事業(yè)發(fā)展的一個縮影。他對技術(shù)創(chuàng)新的嚴謹和創(chuàng)新的精神讓我們看到了國內(nèi)精密制造的未來希望。更讓我們堅信,在科技創(chuàng)新的引領(lǐng)下,制造行業(yè)必將走向更加輝煌的明天。對于未來,他表示將繼續(xù)帶領(lǐng)團隊深耕精密制造領(lǐng)域,不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平。為國內(nèi)制造企業(yè)在國際舞臺上贏得更多的榮譽和機遇,打造出更多屬于自己的世界級科學(xué)儀器品牌,推動國內(nèi)科學(xué)儀器事業(yè)的發(fā)展。(李瓊)
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