掌握核心技术,让小企业焕发大能量,北京华宇创新的成功经验

http://www.texnet.com.cn/ 2018-12-28 14:16:34 来源:中国纺织报

  喷丝头是化纤生产中的一个精密而关键的部件,它的质量直接影响到化纤生产的质量和劳动生产率等经济指标。位于北京市怀柔科学城的北京华宇创新科贸有限责任公司和全资子公司北京华宇创新钽铌科技有限公司(下文简称“北京华宇创新”),是一家员工120多人的小企业。然而凭借钽喷丝头专有技术以及30年来在喷丝头领域的不懈创新,这家小企业已经发展成为产值和销售额超过1亿元,年产各种规格的喷丝头近45万只的全球最大湿法纺丝喷丝头生产企业。

华宇公司技术人员检测产品性能。

  一家小企业,如何依靠自身的力量实现企业发展的良性循环?在喷丝头这样的专业领域,为什么北京华宇创新能够通过自我价值的创新和再创新,实现企业的持续发展?日前,《中国纺织报》记者采访了北京华宇创新公司董事长兼总经理刘寓中。

  从第一代到第三代

  表面处理技术不断进步

  在化纤湿法纺丝工艺中,聚合后的原液,经几次过滤之后,通过纺丝计量泵的流量和压力,经过喷丝头的微孔纺出丝来,再经过凝固、后处理而形成人造纤维。喷丝头体积不大,重量只有几克到几百克,但材质比较昂贵,制造精度高,制造难度大,是人造纤维纺丝机中的核心零部件。自化纤湿法纺丝问世以来,为了保障纺丝质量,传统的纺丝工艺大都采用价格昂贵的金铂铑等贵金属合金喷头,同时人们也一直在探讨用更便宜的材料来取代金铂贵金属喷头。

  据刘寓中介绍,喷丝头的质量是由表面处理工艺、喷丝头制造工艺及制造喷丝头的材料三者所决定的。对钽喷丝头来说,表面处理技术最为关键。钽是稀有金属,由于它固有的特性,可以用于制作喷丝头,同时价格要远低于金、铂、铑等贵金属。但传统的钽喷丝头表面特性存在缺陷,可纺性不及金铂贵金属喷头。针对这一问题,刘寓中发明了一种电化学反应新工艺技术——钽金属喷丝头经过熔盐电化学反应,在喷丝头表面(包括微孔内壁的表面)均匀地生成一层硬度很高的绝缘钽酸锂膜,再经特殊处理,使喷丝头在纺丝中的堵孔现象大大减少,毛丝降低,实现了优良的可纺性,解决了以钽代金的关键问题——可纺性。由于这种镀膜钽喷丝头上的钽酸锂膜及膜下面的过渡层的硬度还显著高于金、铂贵金属喷丝头,从而使喷丝头在使用中减少划伤,抗变形能力大大提高,延长了喷丝头的使用寿命。

  刘寓中早在1976年在原电子部11所工作期间就开始了钽金属经熔盐电化学反应直接生成钽酸锂膜的基础研究,在1985年中国专利局成立之前,即1984年就在美国、日本、欧洲申请并获得了镀钽酸锂膜钽喷丝头的国际专利,在1985年中国专利局成立后至1986年又先后获得了两项有镀钽酸锂膜钽喷丝头的国家发明专利,这些专利就成为了北京华宇创新制造镀膜钽喷丝头的核心技术。

  北京华宇创新自1988年开始创业30年来,钽喷丝头镀钽酸锂膜专利技术不断创新,相继研发出一代比一代更好的三代镀含有钽酸锂膜的镀膜钽喷丝头。第一代镀膜钽喷头获得两项中国专利,还获得了两项美国专利和欧洲专利、日本专利。至2001年已获得用户广泛使用,至今已使用200多万只。

  2002年又申请并获得了性能更好的第二代复合镀膜钽喷丝头专利,进一步提高了微孔的光洁度,使可纺性显著优于第一代专利的产品,现在大多数用户都使用第二代复合镀膜钽喷丝头,已累计销售了124万多只。

  近几年又推出了第三代优选镀膜钽喷丝头,经多家化纤企业从小试到大生产的批量试纺表明,其性能显著优于一代和二代镀膜钽喷丝头,至今已有9万多只第三代镀膜钽喷丝头在多家化纤用户中使用,还有4万只正待交货。

  “30年来,这三代专利产品已为化纤湿法纺丝的粘胶长丝、粘胶短纤、腈纶、碳素纤维、芳纶、蛋白质纤维、海藻纤维、聚酰亚胺纤维等纤维企业提供了356万多只镀钽酸锂膜钽喷丝头取代了金铂贵金属喷头,其中出口到印度、俄罗斯、乌克兰、白俄罗斯、巴西、保加利亚、印度尼西亚、中国台湾等十多个国家和地区的镀膜钽喷头达25万多只。”刘寓中充满自豪地说。

  从人工加工到智能制造

  喷丝头品质进一步提升

  喷丝头的冲孔和检测是喷丝头制造的关键技术。据介绍,在我国喷丝头传统的冲孔一直是人工冲孔。为了克服人工冲孔的质量不稳定,一致性差的问题,早在1996年北京华宇创新就邀请了清华大学的团队合作研发出国内最早的喷丝头微孔导孔自动冲孔机,至今还在生产上使用。然而对喷丝头质量最为关键的微孔直孔的自动冲孔,由于难度大,一直无人解决,国外至今也买不到这种机器。“自2011年以来,我们通过多项综合技术创新解决了一根针从过去只能冲180~200孔左右就要换针,提高到了近3000孔才需要换针。经多次改进,终于与西安多家单位合作,成功实现了包括微孔直孔和导孔在内的全自动冲孔,使微孔一致性更好,质量更稳定。现在公司已配备了近百台自动冲孔机。”刘寓中表示,自动冲孔不仅减轻了工人劳动强度,还提高了产量,为及时供货创造了良好条件。

  喷丝头微孔的大小尺寸是由冲针决定的,过去冲针是由十多位职工用单目显微镜人工检测完成的。尽管都有统一的检测标准,但每个人、每台仪器都不可避免的存在误差。为此,公司引进了自动数控检测仪,所有冲针由一台检测仪来检测,其一致性和准确性显著提高,同样孔的一致性也相应提高,使产品质量进一步提高。

  为了提高产品质量,北京华宇创新还实现自己生产钽片和合金片。

  “过去,钽片和合金片均由供应商供给,常常由于产品质量不稳定,而影响我们的喷丝头质量,例如晶粒粗大、光洁度不好会影响喷丝头的光洁度,厚度不均匀即公差大或同板差大会影响长径比的均匀性,纯度不够影响镀膜质量等。为了解决这些问题,我们投入大笔资金购置了国内最好的钽铌生产线设备,并对国内现有技术进行了不断的改进和创新,有的质量指标比过去供应商供应时有了较大提高,例如,钽片的厚度公差,过去由供应商提供时只能在10~15微米,而我们通过工艺革新可控制到5微米以内,而合金片厚度公差可达3微米内,这显然有利于提高长径比的均匀性。”刘寓中说:“我们的创新不仅在镀膜钽喷丝头,2015年开始为少数用户生产金铂贵金属喷头以来,我们也研发出性能比第一代更好的第二代贵金属喷头,使用金铂合金喷头较多的新加坡赛得利公司经对比试纺后,确认了第二代金铂合金喷头显著优于第一代,并签订了长期使用第二代贵金属合金喷头的合作协议。”

  从10多万元到1亿元

  知识产权护航企业发展

  创业30年来,从最初的年产值十多万元发展到去年的1亿多元,北京华宇创新不仅在技术上取得了丰硕成果,同时也获得到了众多荣誉:获“2002年度国家科学技术进步奖二等奖”、“北京市科学技术进步奖二等奖”、国际发明展览会金奖,还被北京市海淀区政府及中关村新技术产业开发试验区评为“拳头产品”、“自主创新明星企业”,“首都绿化美化花园单位”,“北京市2018年高新技术企业”,并获得培植基金奖励。

  在不懈创新的同时,专利的申请及知识产权的保护也是北京华宇创新的重要课题。刘寓中介绍说:“我们申请了多项专利,目前已在中国、美国、欧洲和日本等取得了7项发明专利,还有多项专利正在申请中,另有多项未申请专利的技术诀窍。针对其他企业的侵权行为,我们进行了多次保护知识产权的申诉,均取得了胜诉。”

  回顾企业30年来的发展,刘寓中表示,虽然企业一直在一步一个脚印的不断前进,然而发展最迅速的还是最近几年。企业搬迁到怀柔科学城后,改建扩建了8000多平方米的厂房。年产值从2015年的1600万元,到2016年增加到4000多万元,而2017年产值达到1.12亿元,而销售额达到1.37亿元。刘寓中认为,企业的成功也离不开与下游化纤企业的密切合作。“唐山三友、新乡化纤、新加坡赛得利集团,宜宾化纤,吉林化纤等众多国内外客户不辞辛苦帮助我们的一代、二代、三代镀膜钽喷丝头做纺丝对比试验,促进了我们公司的发展。”

  展望未来,刘寓中表示:“我们不能满足现有的成绩,将不断创新,开拓喷丝头的新领域,力争在两至三年内取得新的跨越式发展,另外将钽基体上生成钽酸锂膜的研究成果拓展应用到其他领域。”

  专家点评

  -掌握核心技术顺应市场发展-

  在市场竞争中,谁掌握了产品的核心技术,谁就有发言权。核心技术是什么?就是别人没有的我有,别人不会的我会,我独有的首创技术。

  高硬度镀膜钽喷丝头的核心技术就是钽质喷丝头的镀膜处理工艺技术。这项技术是别人没有的,是北京华宇创新经过多次试验而发明得来的。

  掌握核心技术靠什么?靠人的思维能力、创新能力和想象力。华宇公司有一支以刘寓中为首的以稀有金属为研究对象的精干而又年富力强的队伍,懂技术,肯钻研,不畏艰险,敢想敢干,敢为人先。这个团队看准了这个方向,就这样一步一个脚印的走向成功。不但有了自己的发明,自己控制的核心技术,而且使企业从实验室走向了产业化生产。

  发展没有止境,创新永远不会停步。镀钽喷丝头工艺技术逐步成熟之后,即使在没有强有力的竞争对手情况下,也得居安思危,靠市场的拉动求发展。

  喷丝头是个小的专用基础件,但根据适纺的品种不同,有许多品种和规格。目前,北京华宇创新生产的喷丝头品种和规格比较齐全:有适用于湿法工艺腈纶纺丝的、有适用于粘胶纤维长丝、短纤的。从孔的形状来讲,有圆形、球面型和瓦形;从纺丝孔形来看,有圆孔、长方孔、Y形等多种孔形;从孔数来看,有10多个孔的,也有1.2万孔到数万孔不等种类。孔的制造精度和孔距之间的制造精度,都在微米以下,纺丝孔的孔径要求更高,这种制造难度充分说明了产品的高技术含量。

  以不变应万变,有了材质、加工工艺的基本条件,企业能够进入新的行业、新的领域和新的市场。去年,我国人造纤维的产量达到420万吨,位居世界之首,采用湿法工艺生产腈纶几十万吨,要纺丝必须使用喷丝头。喷丝头的生产大有作为。开放的中国有广阔的市场,科技创新大有用武之地。

分享到:

【版权声明】秉承互联网开放、包容的精神,纺织网欢迎各方(自)媒体、机构转载、引用我们原创内容,但要严格注明来源纺织网;同时,我们倡导尊重与保护知识产权,如发现本站文章存在版权问题,烦请将版权疑问、授权证明、版权证明、联系方式等,发邮件至yuln@netsun.com,我们将第一时间核实、处理。


相关报道

© 纺织网 China TexTile 版权所有 1998-2019