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概況
浙江嘉民新材料有限公司(以下簡稱“嘉民新材”)曾面臨酚醛模塑料生產中的難題。孔慶紅、謝鴻雁博士團隊攻克了無氨自固化、超高玻纖增強及耐高溫穩定性等技術瓶頸,成功研發多款高性能特種材料,實現進口替代,助力企業產能提升50%、能耗降低18.2%。
建站博士:孔慶紅博士
江蘇大學教授、碩士生導師。主持了包括國家、省自然科學基金、國家博士后基金等在內的課題10多項,發表了80余篇與阻燃相關的論文,授權中國專利2項。
建站博士:謝鴻雁博士
嘉興大學講師,碩士生導師,嘉興大學“勤慎青年骨干”。目前主要從事生物可降解聚合物材料開發方面的研究,主持國家自然科學基金項目1項,嘉興市公益性研究計劃項目1項,企業橫向研發課題3項,以第一作者或通訊作者身份發表SCI期刊論文13篇。
建站企業
嘉民新材是目前國內生產酚醛模塑料規模最大的企業之一,主要產品可應用于軌道交通、新能源汽車配件、電子元件等領域。公司獲得省科技進步獎三等獎3次,獲得授權知識產權40多項,主導制定國家標準1項,參與制定國標、行標等5項。公司獲得第六批國家級專精特新“小巨人”企業、國家重點支持高新技術企業、浙江省隱形冠軍企業、浙江省博士后工作站、浙江省博士創新站、浙江省高新技術企業研究開發中心等榮譽。
工程師在中央控制室輕點鼠標調整設備工藝參數,包裝機械臂像芭蕾舞者般優雅舒展,智能化立體倉庫的穿梭小車有條不紊地執行著出入庫任務……在嘉民新材,每天的工作場景充滿科技、力量與美感。這里正在生產的特種酚醛模塑料看似毫不起眼,卻以“隱形冠軍”的姿態,成為支撐新能源汽車配件、電機換向器、高速繼電器精密組件、移動通信核心器件的基礎材料。
誰能想到,這個如今在酚醛新材料領域的領軍企業,20年前還是一家蜷縮在鄉鎮的“三無”企業:無自動化生產線,工人手工翻料出料是車間常態;無技術人才,全廠大專以上學歷者僅3人;無拳頭產品,靠加工低端電木粉在紅海市場掙扎。如今的嘉民新材已擁有國家級專精特新“小巨人”企業的金字招牌,掌握40多項核心專利,產品性能比肩美國、日本等國際一流企業,成為安固集團、長城換向器、利仁電器等頭部企業的“硬核供應商”。
這場蛻變,發生在研發樓的博士創新站里。江蘇大學、嘉興大學、浙江師范大學三所高校的專家教授團隊,與公司20多位專職研發人員組成的“特種兵團”,在這里催化著產學研融合的高質、高產、高效的“三高”鏈式反應。
01
876天書寫工業魔法
產能提升50%
時針撥回到2016年春天。那時的嘉民新材雖已在行業站穩腳跟,但間歇式生產工藝、產品品質不穩定、工作環境粉塵濃度偏高等問題時刻困擾著公司總經理沈芳。“想打破這種局面,卻不知從何入手。”彼時,酚醛模塑料行業正經歷“冰火兩重天”:低端市場價格戰導致利潤微薄,高端市場卻被外企牢牢鎖死。
轉機出現在一次“公司發展戰略研討會”上。三所高校的專家教授表示,要破局,得有破繭成蝶的勇氣,把傳統的“做菜式”生產變成依托自動數字化的“流水線作業”。不破不立!一場歷時876天的“連續化技術攻堅戰”正式拉開帷幕。
摸著石頭過河豈是易事,一次次嘗試,一次次嗆水,一次次點燃希望,又一次次被現實澆滅。經過200多次修改的廠房與工藝結合的設計圖紙堆滿了會議室的討論桌,上面涂涂改改地標記著各種意見和問題,這是博士創新站團隊成員摸索奮進的具象化。
“今天是自動計量系統的第37次調試……”經歷了前期設備調試、參數調整、結果模擬等環節,大家滿懷信心地等待著好消息。這時,機械臂突然罷工,德國進口的PLC系統彈出滿屏錯誤代碼……短暫的失望過后,大家各司其職開始“復盤”,為下一次調試做準備。這樣的循環是攻堅過程中的常態。
當第一條全自動連續化生產線將合格產品整齊地碼成堆垛時,生產設備部長擦著汗笑道:“咱們終于有了自己的‘爭氣機’!”
念念不忘,必有回響。這場“智造革命”結出沉甸甸的果實:90%的生產設備接入PLC的“數字神經元”,讓生產流程如瑞士鐘表般精密運轉;產能提升50%的“工業魔法”,源于自動化輸送技術的組合應用;能耗下降18.2%,得益于負壓輸送技術、變頻設備及光伏儲能等節能降耗手段。
02
筑造“綠色高端”新空間
實現進口替代
長期以來,酚醛模塑料被認為只能用于廚房廚具或日用電器蓋板等日常民用領域,屬于傳統普通產品。但博士團隊將工藝革新與材料革命破界融合,歷經成百上千次實驗,成功提高其性能,使其在高端領域發揮重要作用。
在無氨酚醛材料的研發戰場上,一場“材料魔術”將環保材料運用于智能家電,走進千家萬戶。傳統配方使用的六亞甲基四胺如同材料界的“苦味良藥”,雖會釋放刺鼻氨味并影響產品耐久性,但作為固化過程的必需成分,一直是難以替代的選擇。江蘇大學教授團隊從分子結構入手,通過對前端原料和配方工藝實施“原子級手術”,讓生產工藝實現了無氨自固化。經過幾百次從實驗室、小試、中試的逐步放樣和檢測,氣相色譜儀終于畫出完美的“零氨曲線”,材料從此與刺鼻味“絕緣”。
電機換向器采用酚醛復合材料,在高溫、高轉速運轉下產生火花、爆裂等問題是行業痛點。江蘇大學孔慶紅教授團隊與浙江師范大學胡鴻雨教授團隊共同參與,研制出新能源汽車電機換向器用特種改性酚醛模塑料,攻克了玻纖含量超50%增強熱尺寸穩定性控制技術,填補了行業空白。該材料耐熱變形溫度超過300℃,產品性能達到國際先進水平,打破了日本頂尖企業的全球壟斷,獲得浙江省科技進步三等獎及3項發明專利。
在變壓器骨架用酚醛復合材料領域,針對傳統材料脆性高、耐熱性低、阻燃性有限等缺陷,浙江師范大學胡鴻雨教授團隊與嘉興大學謝鴻雁博士團隊共同參與,研制出軌道交通繼電器變壓器用特種改性酚醛模塑料,攻克了高溫、潮濕等特殊環境下材料穩定性欠佳的難題,產品性能達到國內領先水平,獲得3項發明專利。
03
逐夢奔跑彰顯初心
點燃“智造”強企引擎
“我們不僅要讓中國酚醛材料替代進口,更要制定標準,掌握行業話語權。”這是沈芳在博士創新站年度會議上的寄語,展現了公司自成立以來始終堅持“產品高端化、工藝智能化、制造綠色化、管理精細化”的發展初心。
站在新質生產力的潮頭,嘉民新材的“創新星系”正在擴張。正在研發的汽車配件酚醛復合材料和光纖通信專用材料,有望進一步突破國外先進企業的技術封鎖;在“低空經濟”新賽道上,無人機結構件專用的輕質高強材料已進入小試階段。
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博士團隊入企指導
從鄉鎮工廠到“小巨人”企業,從模仿追隨到自主研發,嘉民新材的蛻變之路印證著一個真理:在科技創新的長征路上,博士創新站既是攻克“婁山關”的先鋒營,也是培育“新材料”的孵化器。當知識的火炬照亮產業升級的征途,當實驗室的星火點燃制造強企的引擎,這首產學研共振的交響曲,正在譜寫嘉民智造的新篇章。
來源:省院士專家服務中心
責編:葉 揚
美編:陳路漫
一審:何百岳
二審:方佳佳
三審:王陸軍
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