[中國建材集團]中國建材總院研制的防光暈光電玻璃入選制造業(yè)單項冠軍,照亮黑夜,打破技術壁壘!
第八批制造業(yè)
單項冠軍產(chǎn)品
防光暈光電玻璃窗
研發(fā)紀實
近日,一件喜訊傳到中國建材集團所屬中國建材總院,多年研發(fā)攻關的“防光暈玻璃系列產(chǎn)品”入選工業(yè)和信息化部第八批制造業(yè)單項冠軍產(chǎn)品名單。
作為微光夜視儀光學輸入窗口的主要材料,防光暈光電玻璃窗(AVG)的性能對微光夜視器件的光電轉化量子效率、成像品質、工作壽命等具有十分重要的影響。如何讓夜視儀看得更遠、看得更清晰,始終是中國建材總院防光暈光電玻璃窗攻關團隊(以下簡稱“AVG團隊”)孜孜不倦的追求,也見證了我國微光夜視及相關微弱信號探測技術從無到有、由弱變強的發(fā)展歷程。
01 從零開始 填補空白
中國建材總院防光暈光電玻璃窗相關技術研發(fā)始于2000年前后。當時微光夜視器件在成像過程中出現(xiàn)了難以消除的雜散光,嚴重影響了整體成像質量,因此迫切需要AVG同時具備有效區(qū)光學透過而非有效區(qū)消雜光的雙重功能。這對于高透過率的光學玻璃來說是一項巨大的挑戰(zhàn)。
中國建材總院承擔了這項技術的攻關任務,研發(fā)團隊在沒有任何相關技術資料的條件下,基于多年在特種功能玻璃領域的技術經(jīng)驗積累進行反復試驗,探索了不同體系玻璃熔合等技術方案,雖然消除了大部分雜散光,但是由于界面處產(chǎn)生了新的光反射,無法滿足使用要求。于是研發(fā)團隊從頭開始,對玻璃配方、熔制成型、二次處理等方面進行了系統(tǒng)研究,最終發(fā)明了玻璃黑化技術,實現(xiàn)了同一玻璃基底上不同區(qū)域位置分別達到高透過和高吸收的性能特點。
這項技術具備完全自主知識產(chǎn)權,填補了國內(nèi)空白。2023年6月,中國光學工程學會組織對該技術和產(chǎn)品進行了成果評價,專家組一致認為技術成果難度大、創(chuàng)新性強,具有自主知識產(chǎn)權,核心技術自主可控,解決了關鍵材料“卡脖子”問題,整體技術達到國內(nèi)領先水平,也讓我國微光夜視器件水平達到了國際先進。
02 聚焦提質增效 厚積拼搏之力
2012年開始,市場對AVG產(chǎn)品質量、性能提出更高要求、需求量也大幅增加。與此同時,中國建材集團向中國建材總院傳達了任務,要求必須保質保量按期供應,否則會影響相關裝備的配套。當時,中國建材總院AVG產(chǎn)品仍屬于小批量供應狀態(tài),年生產(chǎn)能力僅有幾千件,質量性能也達不到用戶單位新的要求。
為此,中國建材總院成立了AVG團隊,集智攻關。在攻關初期,大家在如何“保質保量”完成用戶配套急需上陷入了困境。經(jīng)過一段時間摸索,大家逐步形成了共識,將“質”和“量”一分為二先后解決,先解決“量”的問題,優(yōu)先滿足用戶配套急需,再通過大批量制造過程中暴露出的問題來解決“質”的問題。
在這一思路指導下,團隊深入生產(chǎn)一線,帶領各道工序加班加點,晝夜倒班緊跟技術狀態(tài),所有設備滿負荷運轉,不添加人員和設備的情況下,當年實現(xiàn)了產(chǎn)量增長了5倍。在提量的過程中,團隊逐漸摸清了各道工序的堵點、卡點、難點,找準了攻關方向和目標,大家白天在產(chǎn)線盯產(chǎn)量,晚上加工研討交流做實驗,經(jīng)過三個多月的攻關,將AVG產(chǎn)品性能、合格率提升了30%以上,實現(xiàn)了質和量的同步提升。
玻璃熔制的溫度常常要到1400℃以上,盡管做了保溫防護處理,但爐膛附近的溫度仍有200℃~300℃。夏天時,只要一進入熔化車間,身上就汗如雨下。如此惡劣的工作環(huán)境,很多人望而卻步,而AVG團隊人員卻沒有退縮過,不斷地嘗試各種不同體系玻璃材料的熔制成型。
AVG的光學加工指標要求極高,其中表面要求0級光潔度(無缺陷),光圈3個以下,外形極其復雜,尺寸精度高,部分尺寸精度達到±0.015mm,導致生產(chǎn)工序繁瑣,生產(chǎn)周期長。通過對生產(chǎn)流程的熟悉、不斷細化和深入探究,大家發(fā)現(xiàn)影響綜合成品率的環(huán)節(jié)越來越多,需要改進的地方越來越多,要提高產(chǎn)品的質量就得從細處著手,不斷地找問題解決問題,再發(fā)現(xiàn)問題解決問題。
生產(chǎn)規(guī)模不能無限擴大,提高產(chǎn)品合格率顯得尤為重要,針對合格率低、波動大的問題,AVG團隊重新制定了所有生產(chǎn)工藝,團隊成員分頭行動,各有側重解決相應的技術難題,同時走出去向優(yōu)秀的光學加工企業(yè)和核心的光學輔料廠家學習請教,重新驗證選用各種光學加工輔材,推翻了很多原有工藝和不合理的設計理念,針對同型號處理設備明確了不同設備工藝參數(shù)的具體差異,拆分不同的工藝控制指標至各工序,制定每道工序的工藝操作文件及驗收標準,增加工序間交接檢驗,后道驗證前道,細化了每種輔料的入廠驗證流程和標準,制定出廠前全面檢驗流程等。
03 真抓實干傳承工匠精神
功夫不負有心人,通過一年系統(tǒng)化地改進工藝、細抓流程,產(chǎn)品合格率和產(chǎn)量穩(wěn)步提高,各項性能指標全面提高。正是因為產(chǎn)品的性能優(yōu)異、產(chǎn)量增加、質量穩(wěn)定,2014年,中國建材總院第一次接到國外一流夜視儀制造廠家的小批量防光暈玻璃訂單,團隊老師傅帶領年輕的生產(chǎn)團隊日夜兼程消化圖紙、制定工藝,經(jīng)過一個月的攻關,趕在國外客戶現(xiàn)場考核前完成了400件訂單。
國外客戶的首次考核驗證順利通過,團隊的工作效率、奮斗精神也得到了用戶認可。經(jīng)過近半年的技術交流、工藝改進,產(chǎn)品質量、供貨能力、現(xiàn)場管理等全面滿足了客戶的要求,順利進入國際市場。在與國外客戶合作的過程中,AVG團隊逐步完善了全面質量管理體系,推行6S現(xiàn)場管理方法,管理水平得到了明顯提升。
國內(nèi)客戶對產(chǎn)品也不斷提出新的性能要求,新一代的微光夜視器件采用了全新技術方案,從傳感器類型到制備工藝都發(fā)生了巨大變化,技術團隊沒有囿于現(xiàn)狀,也沒有害怕困難,積極主動與客戶進行技術對接,提前進行新型AVG的設計和優(yōu)化,每一年都會對研發(fā)型號產(chǎn)品進行多次技術迭代,有力地推動了我國新型微光夜視器件的發(fā)展,實現(xiàn)了產(chǎn)量和性能的穩(wěn)步提升。
04 開放合作攜手實現(xiàn)共贏
近年來,國內(nèi)外用戶對產(chǎn)品各項指標的要求不斷提高,需求量逐年增加,同時原料、用工成本越來越高。面對“內(nèi)憂外困”,團隊加大自動化、智能化生產(chǎn)技術和設備的投入,同時加強了管理技術人員配置和培養(yǎng),加大研發(fā)力度,先后有多位科技人才加入了團隊,增強了人員技術儲備,為進一步發(fā)展夯實了基礎、提供了保障。
隨著團隊逐漸擴大,技術實力不斷提高,對原有生產(chǎn)工藝進行了全面革新,在生產(chǎn)過程陸續(xù)引進采用CNC數(shù)控加工設備、非接觸式尺寸檢測儀等高端設備,產(chǎn)品質量性能、合格率、一致性得到了大幅度提高,產(chǎn)能得到了增加,并率先推動國內(nèi)外客戶入司檢驗實行AQL抽檢標準,經(jīng)過幾批次驗證,中國建材總院提供的AVG產(chǎn)品入司合格率達到了99.98%以上,接近“免檢”水平,大幅降低了客戶的入司檢驗成本,連續(xù)多年榮獲用戶單位“優(yōu)秀供應商”,實現(xiàn)了共贏。
20多年來,中國建材總院AVG團隊始終深耕于防光暈光電玻璃技術進步和性能提升一線,歷經(jīng)多次技術迭代,從材料設計、關鍵技術和成套裝備等方面實現(xiàn)了全面突破和產(chǎn)業(yè)化,已獲國家授權發(fā)明專利20余項,榮獲建筑材料科學技術獎科技進步二等獎、中國材料研究學會科技進步二等獎、全國機械冶金建材行業(yè)職工技術創(chuàng)新成果特等獎等科技獎勵多項,入選工信部第八批制造業(yè)單項冠軍。
新材料、新技術、新工藝、新裝備不斷拓展著人們對微光世界的認知邊界,也處處展現(xiàn)著AVG團隊的創(chuàng)新能力和科技創(chuàng)造的無窮魅力。未來,AVG團隊也將持續(xù)砥礪奮進,不斷攻堅克難,努力成為新一輪促進產(chǎn)業(yè)進步的重要力量。
創(chuàng)新活力奔涌
發(fā)展日新月異
滿滿的新動能
這是創(chuàng)新浪潮的奔涌之聲!
更是回升向好的信心之聲!
原標題:單項冠軍|防光暈玻璃:點亮黑夜的“火眼金睛”
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