厚度只有0.01毫米的玻璃您見過嗎?大約只有人的頭發絲直徑的十分之一、肉眼基本看不到的厚薄。
不久前,這種極限超薄耐高溫的光學玻璃在秦皇島星箭特種玻璃有限公司(以下簡稱“星箭公司”)順利下線。它雖然薄如蟬翼,但卻堅如鎧甲,不僅能耐上千攝氏度的高溫,還能彎曲不斷裂。“我們用了4個月時間,通過調配方、調離子置換溫度等多種途徑提高玻璃耐高溫性能,又通過改進精磨、精拋工藝讓玻璃變得更薄。這種玻璃將應用在電子元器件領域。”星箭公司董事長盧勇說。
星箭公司是一家專業從事特種光學玻璃材料及零部件研發和生產的高新技術企業。截至2022年,星箭公司擁有員工200多人,年銷售收入5500多萬元,先后被評為國家專精特新“小巨人”企業、國家科技型中小企業等。
決心造出好產品
2000年星箭公司成立時,很多特種玻璃產品依靠進口。其中比火柴盒還小的一個薄片——OSR玻璃基片,就需要花費300多元的高價購買。
從那時起,盧勇就決心帶領公司團隊研發自己的產品。“公司研發人員在配方、制造工藝等方面不斷試驗。”星箭公司生產技術部部長陸梅告訴記者,企業注冊資金只有30萬元,研發資金全部靠企業自籌,創業的十幾個人都是特種玻璃行業的“門外漢”。
“這個過程確實很艱苦,我們經常堅守在試驗現場,連續工作10天、20天不回家。熔化玻璃一般需要在1600攝氏度的高溫下進行,即使是炎熱的夏季,我們也要圍在爐子前,一次、兩次、三次……反復熔化,再進行性能檢測,經常忙到天亮。經過兩年多研發試驗,我們終于將各種型號的玻璃配方確定下來。”陸梅說。
特種玻璃制造并非易事。研發團隊先從配方開始,用小試驗爐打樣測試,不合格再繼續調試,經過無數次試驗,找到最佳配方,然后再測試小樣,出具樣品。由于資金不足,不能購買相關檢測設備,模擬不了使用溫度和環境,公司只能將樣品送到客戶那里檢測,然后根據得到的數據再對產品進行改進完善。經過不斷研究摸索,公司研發團隊終于成功研制出抗輻照玻璃的制造工藝。
2010年,使用抗輻照玻璃制造工藝生產出的OSR玻璃基片實現量產,價格降至國外同類產品的十分之一。產品不僅質優價廉,而且經過測試,各項性能指標達到行業領先水平。
“小小的玻璃片變得越來越薄、韌性越來越高、抗輻照性能越來越好。”星箭公司總經理盧奕霖說。
專注技術研發
星箭公司熔制車間里,工人先將調和好的硅原料放進熔爐,再經過幾十個小時的反復熔制,析出各種雜質,最后讓其變成一塊塊晶瑩剔透的玻璃。
“這座熔爐是由公司設計制造的,當時所有專家都認為不行,現在卻是我們的技術擔當。”說起這座熔爐,盧奕霖難掩自豪,提高熔爐的使用壽命,對保證生產、提高產量和質量至關重要。經過不斷摸索試驗,公司自行設計施工的熔爐,使用期可以達到15個月,比一般熔爐的使用壽命提高了三分之一。
2022年,星箭公司投入300多萬元對熔爐進行改造升級。星箭公司總工程師才秀芹帶領熔爐技術團隊,總結實踐經驗,改進了熔爐設計方案,從而大幅提升了生產過程的持續性和穩定性,降低了勞動強度,提高了生產效率。“目前,我們的熔爐熔化溫度比原來提高了200攝氏度左右,熔煉的玻璃液純凈度高、黏性大,可以滿足更高要求的特種光學玻璃材料的制造。”才秀芹告訴記者。
企業想要發展,就得不斷突破難題。2002年,有客戶需要2000片均勻度正負不超過0.01毫米的超大號抗輻照玻璃蓋片,只給1個月的生產時間。
星箭公司的內圓切片機直徑只有90多毫米,不能切出170多毫米的玻璃蓋片。產品放不進去,怎么辦?只能對原有的刀片重新設計、改造,想盡辦法減薄厚度。產品放進去了,又因為原來的刀頭寬度有限,切不透,再想方設法改進刀頭,增加刀頭的寬度。刀頭改完了,又發現冷卻液放不進去,在切片的過程中會產生大量熱量,需要降溫,但是產品尺寸大,沒有縫隙,冷卻液放不進去,那就再設法改造油路……
一個環節套著一個環節,一次創新接著一次創新,一個改造連著一個改造……就是這些“非標”操作,打破了固有的條條框框獲得了成功。生產出大尺寸玻璃蓋片,不僅滿足了客戶要求,同時也使星箭公司一舉成名。
星箭公司的成功并非偶然,而是憑借獨特的經營理念和持續的創新精神。
曾經,星箭公司接到一批超白玻璃生產訂單,因為資金、設備等原因,公司不能給產品做鍍膜處理,只能求助其他公司,星箭公司派員工到天津、上海等地找企業為產品鍍膜,只為保質保量交貨。如今,星箭公司從制好的玻璃磚開始,再到切、磨、拋等工序,最后進行鍍膜,僅需一周時間。檢測結果顯示:各項指標全部合格,透光率達到98%以上,完全符合客戶要求。
“做任何事兒,首先要專注,有時候為了攻克一個難關,我們會進行成百上千次試驗。其次就是要加大資金投入,我們每年拿出銷售收入的10%左右用于研發。”盧勇說,近年來,星箭玻璃聚焦主業,積極向更深層次光學領域以及其他裝備配套領域延伸,研發出石英擺片等新產品。
建立競爭優勢
星箭公司精細研磨車間里,工人們正在全力趕制新訂單。“這款0.01毫米的耐超高溫光學玻璃,主要用于電路板制造,它的柔韌性高且易操作,可以在800攝氏度的高溫下長期使用,能使電子產品的性能更穩定,未來將在消費類電子行業和醫療行業得到應用。”盧奕霖告訴記者。
企業要做強,首先要把產品做精。“一塊玻璃有許多參數指標,既要輕薄柔韌,又要抗高熱、抗輻照……他們之間存在著許多矛盾。”盧奕霖說,為了在十幾項“互相打架”的技術指標上尋求突破,公司研發團隊查閱大量資料,不斷調整工藝過程,才有了現在的玻璃配方。
“在公司精磨車間精磨崗位工作,往盤里加砂,什么時間加、加多少全憑手感和經驗,砂添加得均勻與否,直接關系到產品質量的好壞。這就需要一次次的重復和體會,才能最終做到精準和嫻熟。而要獨立勝任這個崗位至少需要5年以上的工作經驗。”盧奕霖說,目前,玻璃制造的很多道工序是由手工完成。在化學處理之前,這么薄的玻璃片不要說磨制,在傳遞過程中也極易破碎,“我們一定要嚴上加嚴,細上加細,確保所有產品質量萬無一失”。
一系列的創新創造為企業做大做強打下了堅實基礎。如今,星箭公司的產品已從單一的抗輻照玻璃產品延伸開發出輕量化柔性抗輻照玻璃蓋片、OSR玻璃基片、照明窗口玻璃等產品,并擁有11項發明專利、2項實用新型專利。
“從公司成立到現在,從窯爐建造到玻璃配方再到精細加工,都是我們一點點摸索出來的。”盧勇說,只有把技術牢牢掌握在自己手里,才能真正掌握競爭和發展的主動權。