能在頭發(fā)絲上刻字母，這家公司的銑刀創(chuàng)下世界紀(jì)錄

【編者按】

　　高精度銑刀是精密加工領(lǐng)域不可或缺的工具。由于基礎(chǔ)材料和加工技術(shù)的限制，我國在該領(lǐng)域長期處于受制于人的局面。

　　面對(duì)迫切的需求，出于職業(yè)的渴望和增強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)力的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)，中國五礦所屬中鎢高新金洲公司的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，踏上了卓絕的自主創(chuàng)新之路。在克服了重重困難之后，他們終于創(chuàng)造了世界最細(xì)銑刀的紀(jì)錄，突破了制造領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的“卡脖子”難題。

　　創(chuàng)新不是為了炫技，切實(shí)為客戶服務(wù)、占領(lǐng)市場(chǎng)份額才能確保企業(yè)立于不敗之地。在力爭(zhēng)盡快進(jìn)入世界一流陣營的同時(shí)，他們把未來錨定在了高附加值產(chǎn)品。

　　精密刀具的加工極限能做到哪里？

　　全世界最細(xì)的銑刀，直徑只有0.01毫米，能在米粒上刻出56個(gè)漢字，在一根頭發(fā)絲上銑出7個(gè)字母，這一產(chǎn)品誕生于中國五礦所屬中鎢高新金洲公司，被譽(yù)為“最精致的工業(yè)牙齒”。如此極致的精細(xì)度，不僅代表了公司的創(chuàng)新研發(fā)能力，更突破了制造領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的“卡脖子”難題。

　　銑刀，是具有一個(gè)或多個(gè)刀齒的旋轉(zhuǎn)刀具，主要用于鋁合金、不銹鋼、模具鋼、樹脂、玻纖等各類工業(yè)材料加工，其精度是制造加工業(yè)的重要參考指標(biāo)。尤其是，高精度的銑刀是精密加工不可或缺的工具，一旦斷供，多條產(chǎn)業(yè)鏈都會(huì)面臨停擺。

　　2021年10月，我國首次實(shí)現(xiàn)直徑0.01毫米極小徑銑刀的上機(jī)加工實(shí)驗(yàn)。據(jù)了解，在研制過程中，金洲公司突破傳統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)，開創(chuàng)新型微小刀具磨削工藝，有針對(duì)性地解決了結(jié)構(gòu)難設(shè)計(jì)、制作狀態(tài)難監(jiān)控、磨削力難控制、刃徑小易折斷等一系列難題。

　　聚焦于精密微型刀具研制的金洲公司是國內(nèi)著名的“隱形冠軍”，目前擁有330多項(xiàng)發(fā)明和實(shí)用新型專利。在一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)激烈、產(chǎn)品更新?lián)Q代極快的市場(chǎng)里，金洲公司主產(chǎn)品PCB微鉆不斷實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代，市占率全球第一。2018~2021年，公司凈利率水平由15%增長至19%，亦位于同行前列。

　　“每三部手機(jī)里，就有一部使用我們金洲公司的產(chǎn)品加工。”中鎢高新董事長李仲澤近日接受《中國企業(yè)家》專訪時(shí)說。近些年，因?yàn)槭袌?chǎng)變化太快，很多歐洲和日本企業(yè)退出了。在他看來，市場(chǎng)起伏很正常，關(guān)鍵是保持進(jìn)步。“我們不把價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)作為手段，要確保成本領(lǐng)先。”

　　2016年，經(jīng)歷過重整的中鎢高新，以技術(shù)創(chuàng)新為引領(lǐng)，制定了一系列新發(fā)展戰(zhàn)略。據(jù)了解，中鎢高新每年的新產(chǎn)品貢獻(xiàn)率超過30%，技術(shù)研發(fā)投入亦超過公司總營收的5%，“金洲投入更大”。此外，公司每年給到科技人員創(chuàng)新成果的獎(jiǎng)勵(lì)超過2000萬元。

　　一個(gè)高精密加工的時(shí)代已經(jīng)到來，精密刀具可以成為破壁者。一把小小的銑刀，可以改變器具，提升產(chǎn)品性能，推動(dòng)行業(yè)發(fā)展，直至影響產(chǎn)業(yè)鏈，催生全面的高精度加工需求。“說到底，真正的競(jìng)爭(zhēng)要靠領(lǐng)先的技術(shù)，技術(shù)創(chuàng)新能力就是我們的核心競(jìng)爭(zhēng)力。”李仲澤說。

　　破壁：實(shí)現(xiàn)“米粒上刻字”

　　眼瞅著第一支目標(biāo)刀具即將磨削成型，厲學(xué)廣難抑興奮地跑回辦公室，呼喊同事們來圍觀。當(dāng)晚，團(tuán)隊(duì)一起吃飯慶祝。100多天，“煎熬、緊張、疲累感終于煙消云散，仿佛來到了美麗新世界”，他形容說，自己有一種“發(fā)現(xiàn)了新大陸和攀登珠峰成功的雙重喜悅，有能夠改變未來的暢想”。

　　現(xiàn)年42歲的厲學(xué)廣，是0.01毫米極小徑銑刀項(xiàng)目研發(fā)負(fù)責(zé)人。最初的研發(fā)契機(jī)源自客戶的抱怨。2020年末，曾有客戶跟厲學(xué)廣說有些刀具買不到，“你們金洲既然做微型刀具，能不能做這個(gè)？”而在他印象中，當(dāng)時(shí)市場(chǎng)上的銑刀，直徑較小的是0.1毫米。

　　2021年初，與客戶幾經(jīng)研討后，厲學(xué)廣意識(shí)到高端精密刀具“卡脖子”問題的嚴(yán)重性。經(jīng)過多年發(fā)展，精密加工的級(jí)別已經(jīng)不同往日，隨著通信等現(xiàn)代技術(shù)對(duì)小體積、低功耗、多功能、高效率等要求的提出，市場(chǎng)對(duì)精密加工需求已不僅僅局限在1毫米、0.1毫米，0.01毫米、0.02毫米也有真實(shí)需求，10微米級(jí)別的精密加工年代已經(jīng)到來。此外，這個(gè)工具涉及重點(diǎn)行業(yè)，所以極小徑精密刀具的供給變?yōu)殛P(guān)鍵點(diǎn)。在此大環(huán)境下，金洲的精密刀具不能停在概念階段，技術(shù)不能只用來儲(chǔ)備，而要轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，切切實(shí)實(shí)應(yīng)用在這些關(guān)鍵領(lǐng)域，發(fā)揮作用。

　　還有一個(gè)原因是，雖然日本也有同類產(chǎn)品，但要么因?yàn)槿思也辉敢赓u，要么因?yàn)榻黄陂L、價(jià)格非常高，而且?guī)缀鯖]有技術(shù)服務(wù)，只能望而卻步。“求著人家賣刀具這件事，真的很痛苦。他們既然找到我們，我覺得，這件事我們一定要做，這是刀具人的擔(dān)當(dāng)。”厲學(xué)廣說。

　　構(gòu)思初步方案時(shí)，他先在腦海里過了三五天，找到核心點(diǎn)，作圖、模擬、驗(yàn)證。后來做夢(mèng)時(shí)，還得到了新想法。“那些最微小的技術(shù)改變，也能改變很大的事，這是一種職業(yè)的渴望。醒來我覺得，這件事，必須要干。”如今回顧起來，他將之前的決心歸為熱血赤誠。

　　同事口中的厲學(xué)廣有個(gè)稱呼：阿廣。阿廣從小就想當(dāng)科學(xué)家。2004年，本科機(jī)械專業(yè)的他通過校招，從遼寧奔赴深圳，加入金洲公司。2013年，基于工作需求，厲學(xué)廣又去讀了光學(xué)專業(yè)工程碩士。研發(fā)突破的想法讓他感到興奮，直到后來，他發(fā)現(xiàn)，困難著實(shí)不少。

　　2021年5月，厲學(xué)廣著手研發(fā)0.01~0.04毫米極小徑銑刀。首要困難就是沒有設(shè)備去加工如此精密的刀具。如何找到加工設(shè)備？他的答案是“改”。“我們?cè)扔行┻M(jìn)口高精度設(shè)備，可以適當(dāng)做些改造，優(yōu)勢(shì)發(fā)揮，劣勢(shì)克服，比如，精度再提高，磨削力再降低。軸的磨削運(yùn)動(dòng)也要調(diào)整，通過改造，消除掉一些波動(dòng)。”

　　除了硬件，決心和信念也是一大考驗(yàn)。“你怎么讓大家有信心跟你干下去？”厲學(xué)廣有自己的方法。首先是消除大家的顧慮。他對(duì)團(tuán)隊(duì)說：“做項(xiàng)目是用科學(xué)的理論指導(dǎo)實(shí)踐，在沒有誰能論證這項(xiàng)技術(shù)和產(chǎn)品無法成功之前，我們就要堅(jiān)定地走下去。能發(fā)現(xiàn)不可逾越的難題或者理論錯(cuò)誤，反而是幸運(yùn)的事，這正是我們要集中攻克的難點(diǎn)。”

　　其次是引導(dǎo)團(tuán)隊(duì)去憧憬未來。“如果造出比頭發(fā)細(xì)多倍的銑刀，打破目前銑削刀具的極限，真能銑削出0.01、0.02毫米寬的槽，讓生物醫(yī)療芯片、通訊關(guān)鍵零部件實(shí)現(xiàn)前所未有的性能，改變行業(yè)現(xiàn)狀，解決供應(yīng)鏈?zhǔn)苤朴谌说膯栴}，讓精密制造騰飛，你們是否愿意為之努力？這是你們肩上使命的重量。”

　　做好思想準(zhǔn)備后，接下來的0.01毫米極小徑銑刀技術(shù)攻關(guān)則是個(gè)反復(fù)實(shí)驗(yàn)的過程。厲學(xué)廣說，技術(shù)難點(diǎn)首先體現(xiàn)在“特別容易折斷”。

　　相對(duì)于直徑0.1毫米的頭發(fā)絲，0.01毫米銑刀的直徑是其1/10，截面積是其1/100，強(qiáng)度降低到直徑0.1毫米刀具的1/1000，吹振可斷。厲學(xué)廣認(rèn)為，銑刀做到這個(gè)層級(jí)，一定要應(yīng)用才有它的價(jià)值。“它太細(xì)了，但這不代表它沒法用，只要給它穩(wěn)定精度的加工和使用條件。”

　　0.01毫米極小徑銑刀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，亦是最難設(shè)計(jì)和磨削的工具。要實(shí)現(xiàn)周刃、端齒都能切削的完整銑刀功能，就要讓刀體具備齊全的結(jié)構(gòu)。而磨削時(shí)，刀體亦無法托附，只能懸空。另一方面，磨削時(shí)砂輪線速度與汽車速度相當(dāng)，沖擊力大，易折斷。

　　作為目前精度要求最高的刀具，0.01毫米銑刀讓很多技術(shù)研發(fā)人員不敢接招。當(dāng)直徑降為普通刀具的1/10、1/100，精度也要求相應(yīng)降為1/10、1/100，以至于0.01毫米銑刀典型結(jié)構(gòu)的精度要求在±0.0005毫米級(jí)別，難度極高。“我們的要求不僅是做出來，還要做到位。”

　　厲學(xué)廣篤定，做應(yīng)用工程不同于做科研，結(jié)果一定藏在大量的實(shí)驗(yàn)中，所以要有耐心。僅在結(jié)構(gòu)方面，團(tuán)隊(duì)就來回嘗試了兩個(gè)多月，反復(fù)實(shí)驗(yàn)接近200次。2021年9月，初代樣品實(shí)現(xiàn)產(chǎn)出。2021年10月，初代0.01毫米銑刀上機(jī)加工頭發(fā)、米粒成功。

　　2019年底，金洲公司成功研制出直徑0.01毫米的超細(xì)微型鉆頭，打破了長期以來我國在該領(lǐng)域受制于人的局面。僅用一年半的時(shí)間，金洲公司又實(shí)現(xiàn)了直徑0.01毫米超細(xì)微型鉆頭和直徑0.01毫米極小徑銑刀的鉆銑“雙劍合璧”。

　　“這個(gè)成果肯定不是一蹴而就，而是前面十年的持續(xù)研究積累。”厲學(xué)廣說，很多事情，第一階段，往往比較順利；第二階段，稍微有點(diǎn)困難，但努力克服了，以為摸到底，信心十足；第三階段，遇到困難解決不了，困頓無法突破；第四階段，軍心動(dòng)搖，很多挑戰(zhàn)項(xiàng)目和創(chuàng)業(yè)公司基本死在了這個(gè)階段。“所以理性復(fù)盤問題在哪兒，不要迷信、不要消極非常重要。通常韌性強(qiáng)、科學(xué)、客觀、理性的團(tuán)隊(duì)能活下來，做得更好，能力更強(qiáng)，涅槃重生。”

　　落地：以快“市占第一”

　　多年前的一段經(jīng)歷，讓中鎢高新金洲公司總經(jīng)理羅春峰至今印象深刻。那是在2016年前后的多次行業(yè)展會(huì)上，他被一家日本競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的高管問詢，“為什么同一家客戶，從捕捉客戶需求到研發(fā)再到現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，相同時(shí)間內(nèi)，你們能夠做到比我們多測(cè)試兩到三次？”

　　“我們的策略就是：以快打快。”羅春峰對(duì)《中國企業(yè)家》總結(jié)道。“金洲的市占率第一，不僅（局限）在中國內(nèi)地，全球只要有PCB制造的地方，就在用金洲的產(chǎn)品。”

　　這是一個(gè)產(chǎn)品更新極快的領(lǐng)域。盡管受新冠疫情影響，全球經(jīng)濟(jì)承壓，但疫情催生線上活動(dòng)，提升了對(duì)電子產(chǎn)品的需求。同時(shí) 5G 基建推進(jìn)，使得全球PCB產(chǎn)品需求呈現(xiàn)較為強(qiáng)勁的增長。未來 5G、汽車電子、工業(yè) 4.0、云端服務(wù)器等，將成為驅(qū)動(dòng)PCB需求增長的新方向。

　　在羅春峰的切身感受中，競(jìng)爭(zhēng)已愈發(fā)激烈，作為龍頭的金洲公司，團(tuán)隊(duì)的危機(jī)感始終相隨。

　　“我們時(shí)刻提醒自己，對(duì)產(chǎn)品的開發(fā)更新速度能不能更快。而行業(yè)也反推我們，對(duì)產(chǎn)品的開發(fā)一定要貼近市場(chǎng)需求。”他說。金洲現(xiàn)有330多項(xiàng)專利，其中發(fā)明過百項(xiàng)。在研發(fā)投入上，“前年是營收占比的5%、去年6%，今年的目標(biāo)是7%”。

　　2006年，在中南大學(xué)讀完材料學(xué)專業(yè)本科和研究生的羅春峰，一畢業(yè)就進(jìn)入了金洲公司，此后6年一直從事技術(shù)研發(fā)工作。直到一個(gè)契機(jī)，讓他與市場(chǎng)“接軌”。“我?guī)ьI(lǐng)的涂層產(chǎn)品項(xiàng)目研發(fā)成功后，市場(chǎng)卻推不動(dòng)，當(dāng)時(shí)的總經(jīng)理找到我說，要不你自己去市場(chǎng)上推廣一下？”

　　2012年，羅春峰“轉(zhuǎn)戰(zhàn)”營銷管理。那一年，金洲在細(xì)分市場(chǎng)占有率挺進(jìn)第三。2015年，金洲主力產(chǎn)品在韓國的市占率達(dá)到第一。2019年，東南亞市場(chǎng)也取得重大突破，市占率達(dá)到第一。出自羅春峰的涂層產(chǎn)品，已在市場(chǎng)上領(lǐng)先，并成為公司業(yè)績貢獻(xiàn)的“金洲法寶”之一。

　　2017年，中鎢高新在金洲公司開展了首批職業(yè)經(jīng)理人管理試點(diǎn)，明晰職業(yè)經(jīng)理人的“責(zé)、權(quán)、利”，嚴(yán)格執(zhí)行任期目標(biāo)考核，按業(yè)績考核兌現(xiàn)薪酬，建立市場(chǎng)化退出機(jī)制。2018年起，羅春峰開始擔(dān)任金洲公司總經(jīng)理。他希望通過拓展國際市場(chǎng)，“各區(qū)域都能做到第二、第一”。

　　“沒想到產(chǎn)能翻一番。”談及實(shí)行改革五年間金洲公司的變化，李仲澤感慨稱。據(jù)其透露，如今在整個(gè)中鎢高新集團(tuán)中，金洲公司的營收占比1/6，利潤占比1/3。相比于一般制造業(yè)6%~7%的利潤率水平，金洲公司的銷售利潤率已接近20%。

　　未來：做高附加值產(chǎn)品

　　“我所焦慮的，是我們還不夠快，要再快一點(diǎn)。”李仲澤給金洲公司提出要求。中鎢高新營收水平已經(jīng)位居世界前四，他希望在“十四五”之內(nèi)，對(duì)標(biāo)世界前三，進(jìn)入世界一流陣營。“再造一個(gè)新金洲，肯定不能靠量的堆砌、靠鋪產(chǎn)能，而是做高附加值。”李仲澤說。

　　新冠疫情、國際局勢(shì)等已成為影響經(jīng)濟(jì)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。李仲澤認(rèn)為，對(duì)于中鎢高新這樣的全產(chǎn)業(yè)鏈公司而言，最大的機(jī)會(huì)是中國新發(fā)展格局的構(gòu)建，而公司缺少的，是進(jìn)一步接近用戶的機(jī)會(huì)。“我們的用戶是高進(jìn)入門檻，而中國的（精密）刀具以前一直被國外壟斷。”

　　“細(xì)到如0.1毫米微鉆產(chǎn)品，全球PCB工具企業(yè)，目前只有三家可以批量交付，國內(nèi)只有我們一家。”羅春峰說。金洲雖處于行業(yè)領(lǐng)先地位，但外部也危機(jī)四伏。一方面，是實(shí)力派老對(duì)手的緊咬不放；另一方面，新來的挑戰(zhàn)者亦在步步緊逼。

　　在羅春峰眼中，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手目前大致有三類：

　　一類是日本企業(yè)，市占率雖落后于金洲，但技術(shù)與品控水平排第一，曾長期是金洲的對(duì)標(biāo)公司；第二類是臺(tái)資企業(yè)，它們強(qiáng)調(diào)成本領(lǐng)先，不舍得為研發(fā)、為未來去花錢；第三類是來自內(nèi)地的民營企業(yè)，成本控制做得好，但研發(fā)投入也低。

　　“大者恒大確實(shí)是行業(yè)的發(fā)展格局，但每家企業(yè)的路徑選擇不同。”羅春峰稱。

　　他總結(jié)了金洲公司實(shí)現(xiàn)增長的兩個(gè)引擎：一個(gè)是科技創(chuàng)新能力，意在“開源”；另一個(gè)則是精益生產(chǎn)能力，“追求成本控制，即節(jié)流”。“對(duì)手也很關(guān)心，我們的研發(fā)投入怎么達(dá)成，資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率怎么提高，雙方的差距到底在哪兒。”羅春峰說。

　　另據(jù)羅春峰介紹，金洲還在研發(fā)體系上下功夫，通過設(shè)置不同層級(jí)實(shí)現(xiàn)不同領(lǐng)域和體量的創(chuàng)新。第一個(gè)是公司級(jí)研發(fā)項(xiàng)目，由研發(fā)副總主持，力求跨部門突破；第二個(gè)是部門級(jí)研發(fā)項(xiàng)目，“前面這兩個(gè)都是以研發(fā)團(tuán)隊(duì)為主；第三個(gè)是技師主導(dǎo)，追求產(chǎn)線研發(fā)與突破。”

　　最近三年，公司自動(dòng)化建設(shè)被提上日程。2019年5月，金洲公司建成了業(yè)內(nèi)唯一且具有國際先進(jìn)水平的自動(dòng)化車間。2022年3月，自動(dòng)化車間二期建成，并與之前單元形成一個(gè)工業(yè)互聯(lián)生產(chǎn)系統(tǒng)。

　　而今，在金洲公司自動(dòng)化車間中，作業(yè)人員相比傳統(tǒng)工序已減少一半，清洗與打字工序亦實(shí)現(xiàn)無人化生產(chǎn)；車間在制品由7天降到2天，下降71.4%。

　　一些意想不到的市場(chǎng)機(jī)會(huì)也在奔來。2020年新冠疫情暴發(fā)，當(dāng)時(shí)口罩產(chǎn)能僅為需求量的1/30。其中熔噴布是口罩的核心材料，生產(chǎn)它需要噴絲板，而制造噴絲板最難的部分是加工微孔，要用到能加工模具鋼、不銹鋼的0.2~0.35毫米微型鉆頭。

　　口罩需求量的暴增帶來噴絲板模具、鉆頭需求量的暴增，形勢(shì)緊迫。當(dāng)年3月，金洲公司接到市場(chǎng)需求，開始研制鉆頭。在關(guān)連儲(chǔ)備技術(shù)支撐下，通過多部門高效合作，一周后即研發(fā)成功。4月初，第一批產(chǎn)品鋪貨下線，一直到5月中下旬解決市場(chǎng)所需。該系列產(chǎn)品大量用于口罩噴絲板模具行業(yè)，一個(gè)半月時(shí)間創(chuàng)造銷售收入約千萬元。

　　市場(chǎng)增長是羅春峰最大的KPI。2019年起，金洲公司市占率開始位居第一。“行業(yè)都關(guān)注我們，加上現(xiàn)在國際形勢(shì)錯(cuò)綜復(fù)雜，怎么突圍向前、實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)、發(fā)展得更加穩(wěn)健，都是我們要思考的。壓力疊加，運(yùn)行效率不能低，人均年度產(chǎn)出要不斷提高，還要向日本和歐美先進(jìn)制造企業(yè)看齊。”

　　“0.01毫米銑刀目前還未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。”羅春峰說。研發(fā)成功后，公司亦在努力尋找相關(guān)機(jī)會(huì)和應(yīng)用場(chǎng)景，比如醫(yī)療領(lǐng)域。去年底，曾有一家海外公司聯(lián)系到金洲，探討合作可能。“這一年我們一直在思考，既然這種能力已經(jīng)體現(xiàn)出來了，就要努力推進(jìn)商業(yè)化。”羅春峰說。

　　去年10月以后，厲學(xué)廣帶領(lǐng)技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)陸續(xù)做了幾項(xiàng)工作。一是保證產(chǎn)品方面的穩(wěn)定和批量生產(chǎn)，另一方面就是更加貼近應(yīng)用需求。“我們?nèi)フ倚袠I(yè)專家聊，他們的需求是什么，我們有沒有可能快速把握。大的技術(shù)方向要往哪里走，如何才能發(fā)揮研究的最大效益。”

　　當(dāng)下，0.01毫米銑刀所體現(xiàn)的技術(shù)研發(fā)能力，已為金洲公司打開了更為廣泛的知名度和市場(chǎng)空間。目前金洲極小徑銑刀將直徑0.02毫米及以上范圍列為應(yīng)用級(jí)刀具。羅春峰表示，0.01毫米銑刀的面世，直接拉動(dòng)了0.02毫米及相近規(guī)格的產(chǎn)品出貨量，“很多原來不知道我們的芯片封測(cè)和精密醫(yī)療器械企業(yè)都找過來了”。

　　羅春峰還表示，金洲現(xiàn)在大批量出貨的是0.1毫米極小徑微鉆，跟市場(chǎng)上0.2毫米~0.5毫米的常規(guī)產(chǎn)品相比要小很多，每月出貨量已達(dá)400多萬支，用于加工芯片配套的封裝載板，“這個(gè)是PCB工具技術(shù)要求最高，也是附加值最高的產(chǎn)品”。

　　文｜《中國企業(yè)家》記者 李艷艷

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