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精密之眼、毫厘之功,大国重器里的“中国精度”

2022年09月19日 6065
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精准、精确、精密、精微、精湛

于芥子中 洞见须弥

在广袤宇宙中穿针引线

0.1°

是微波雷达百公里距离的测角精度

2.0米

当前北斗系统全球范围水平定位精度优于2.0米

10纳秒

北斗系统授时精度优于10纳秒

0.1米/秒

北斗系统测速精度优于0.1米/秒

在微观世界中精益求精

±0.06角秒

是纳米时栅的测量精度

30微米

是我国自主研发超薄柔性可折叠玻璃的厚度

0.01毫米

是我国研制出的世界最小铣刀的直径

大国重器 成就于无数次准确无误

0.02毫米

是白鹤滩百万千瓦水电机组

转子磁轭“千层饼”叠装中心最大偏差

是白鹤滩水电机组巨型长短叶片转轮所需配重

数十亿根晶体管

分布在0.49平方厘米的5G芯片上

宏伟工程 累积于每一次不差毫厘

1毫米

是“华龙一号” 340多吨穹顶吊装最大误差

0.5毫米

是世界首例“五桥同转” 球铰安装精度

2毫米

是中国最大单体建筑平移工程的滑行精准度

匠心独运 只为向着极限再近一点

0.004毫米

是亚洲最大全向转动射电望远镜天线驱动装配精度

0.02毫米

是深孔套料时刀具振动误差上限

100个小孔

在指甲盖大小的铝板上组成火炬图案

从无到有 由粗至精

我们积聚量变 实现质变

微观世界的一小步

中国智造的一大步

惟精惟一——中国精度

精密之眼、毫厘之功……

用匠心丈量“中国精度”

据人民网9月17日报道   科学之路,惟信念,谋未来。

他们刻苦钻研、精益求精,让大国重器站上世界之巅;他们突破创新、精雕细琢,让中国制造打上“智造”标签;他们勇于挑战、精心巧思,让大国基建不断书写奇迹。

十年来,中国稳居世界第一制造业大国的地位,一个个大国重器、精密工艺、重磅基建,铸就新时代的中国实力。

从“中国制造”到“中国创造”,从“中国速度”到“中国质量”,从“中国产品”到“中国品牌”,越来越多的中国品牌享誉世界,成为闪亮的国家名片。

创新创造的背后,是一代又一代大国工匠和央企脊梁们的接续奋斗,他们用匠心丈量着“中国精度”,让中国制造上天入地、穿梭时空,淬炼出一个更高质量、更高水平的极致中国。
大国重器练就“绣花功夫”

危楼高百尺,手可摘星辰。千百年来,面对浩瀚星空,有一种浪漫独属于中国。

2022年7月25日,问天实验舱成功对接于天和核心舱前向端口,微波雷达持续输出高精度,百公里距离测角精度0.1度,完美助力精准交会对接。
仰望星空,脚踏实地,中国人一步一个台阶,不断探索宇宙的奥秘,天宫、嫦娥、天问……中国人的飞天梦正在一步步变为现实。在“飞天”的征途上,高精度空间交会对接技术是关键一环,而微波雷达正是为交会对接“穿针引线”的太空“红娘”。它可以让两个航天器在茫茫太空中发现对方,并通过持续输出高精度的测量数据,牵引航天器从“相遇”到“相连”,直至成功“牵手”。
中国航天科工二院25所微波雷达总设计师孙武喜欢把微波雷达比喻成探索空间世界的“千里眼”,正是在这双“眼睛”的精准协助下,2011年11月3日凌晨1点36分,“神舟八号”和“天宫一号”完成了举世瞩目的浪漫“太空之吻”,中国成为世界上第三个独立掌握交会对接技术的国家。
孙武说,“10年来,我们参与了空间站建设、探月工程、火星探测等重大航天工程,实现了3个首次、十战连捷。”
从一纸方案到任务成功之间,是千锤百炼,是精雕细琢,是无数的航天科研人员用创新创造、严慎细实铸就的,坚持质量“零缺陷”和“一次成功”,让承载着飞天梦想的大国重器翱翔太空。
“水利万物而不争。”从古至今,面对万千江河,中国人的思考和实践从未停止。从大禹治水、都江堰、大运河到三峡大坝,中国不断治水用水,让水利工程造福民众。
白鹤滩水电站
金沙江上,白鹤亮翅,演绎一出“平衡之舞”。
2021年6月28日,白鹤滩水电站首批机组正式投产发电,作为全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组,实现了我国高端装备制造的重大突破。白鹤滩水电站一台百万千瓦水电机组就重8000多吨,高50多米,但是在这个庞然大物的建设过程中,有很多细节,精度都是以毫米来计算的。
其中的转子磁轭是白鹤滩水电站百万千瓦水电机组的核心部件,由16000多张磁轭冲片叠成的,高度近4米,直径超过15米,重达1200多吨,犹如一张超大号的“千层饼”,叠装的过程却要靠“绣花功夫”。一张张、一层层,每个环节都需要精益求精。白鹤滩机组精品标准要求的磁轭中心偏差为0.15毫米,东方电气制造的磁轭中心相对理论中心偏差没超过0.02毫米,仅相当于一根头发丝直径的三分之一。
2020年8月18日,东方电气自主研制的全球首台百万千瓦水电机组转子在白鹤滩水电站成功吊装。
在庞然大物上施展这样的“绣花功夫”,靠的是过硬的本领,背后的支撑力来自于科学家精神和“工匠精神”。转轮被誉为水轮发电机组的“心脏”,精磨则是转轮生产制造的关键一环,其精度完全依靠工人经验和“手感”,对操作者要求极高。15位技艺超群的铲磨工匠,长期驻扎白鹤滩现场,全力打磨白鹤滩机组精品“心脏”。
东方电气有25年工龄的铲磨调度陈昌松说,“白鹤滩工程可能是我们这一代铲磨人赶上的最后一个重大项目,可遇不可求,想到能为这样的大国重器‘造心’我们的自豪感就油然而生。”
“方寸之间”淬炼中国制造

工欲善其事,必先利其器。

制造业决定了一个国家的综合实力和国际竞争力,而工具的精细度,则体现出一个国家制造业基础工艺的水平。

没有精密的测量,就没有精密的产品。精密位移测量器件作为核心功能部件,靠化缘是要不来的,必须自力更生。我国科学家另辟蹊径,基于“时空转换”的思维方式提出了以“时间测量空间”这一重要学术思想,并由此诞生了原创的时栅技术,利用时间上的时刻比较来实现位移测量,从而达到高精度的测量目的。

纳米时栅

十年磨一剑,二十年磨一尺,练就一双“精密之眼”。来自重庆的时栅团队从1996年提出“时栅角度传感器”理念起,坚持自主研发道路,从第一代机械式时栅、第二代磁场式时栅到第三代电场式时栅(即“纳米时栅”),持续攻克产品可靠性、应用场景多样化、市场认可度等多只“拦路虎”,开发出高精度、高可靠性的时栅位移传感器,在国外位移传感器的产品垄断和技术封锁下走出一条自主可控之路。

“走出实验室,实现产业化”。2021年4月,通用技术集团和重庆理工大学共同成立了通用技术集团国测时栅科技有限公司,标志着纳米时栅成果正式开启转化应用、服务市场用户的新阶段。目前,纳米时栅技术已广泛应用于数控机床、芯片制造、计量检测等领域,正在逐步填补国内高端精密位移测量领域空白,成为国内高端装备企业发展道路中的坚强后盾。

人的一根头发直径约为0.08mm,而一把细入毫芒的微型精密刀具的直径可以达到0.01mm。这种极小径铣刀已经被我国微型精密刀具行业的领军企业制作出来,这背后的靠的是创新和匠心。

中国五矿所属企业成功研制出直径0.01毫米铣刀,使用这个极小径铣刀,可在一粒米上铣出56个汉字。

中国五矿所属中钨高新金洲公司技术中心0.01mm极小径铣刀开发项目负责人厉学广说,2021年初,承担国之大器生产的一家企业,向金洲公司紧急求援0.01至0.04mm微铣,当时团队还不具备这种能力,只能看在眼里,急在心头。“我们为此加快了研发节奏,先后经历数十个方案,无数次实验,相继突破刃径小易折断、结构难磨削、精度难控制等瓶颈,在2021年国庆前夕,终于生产出我国第一支0.01mm极小径铣刀,与之前研发的0.01mm极小径钻头,形成‘双剑合璧’之势。”

“毫厘之功”见匠心。这种极小径铣刀,仅为头发丝的八分之一,肉眼几乎看不到,在电子信息、汽车制造、光学仪器、生物工程、航空航天等领域大有作为。极小径单刃铣刀看似寻常,却内有乾坤,形态复杂。它需要在直径0.01mm的硬质合金圆柱体上,磨削出端齿后角、侧隙角、螺旋槽等6个部分,结构设计和加工难度,不言而喻。

一支微铣刀,释放大潜能;一根小钻头,串起大产业。如今,国产极小径铣刀和钻头以纤细之躯,游刃有余地对模具钢、不锈钢、铜、铝、树脂类软材料进行加工切削,被誉为“最精致的工业牙齿”,助推中国制造从大到强、从制造到创造的大步迈进。

细微处,见广大。从无到有、从小到大,每一步脚印,都在书写、见证着一次次伟大的跨越。无数的中国科研工作者和中国企业在方寸之间钻研、琢磨,淬炼着中国制造的含金量。

大国基建上演“乾坤挪移”

厦门后溪长途汽车站平移旋转

一日行千里,天堑变通途。震撼世界的基建奇迹背后,有一群相信奇迹和创造奇迹的人。
2019年9月,为了给福厦高铁腾出建设地块,厦门后溪长途汽车站上演了一次“最牛搬家”。该汽车站主站房以长162米、宽33.6米、重达3万吨、平移距离288.24米,创造了全球平移面积最大、荷载最重、距离最远的单体建筑弧形旋转平移世界纪录,刷新了吉尼斯世界纪录。
本次平移旋转弧度达到90度,移动位置最长达到288米,属业界首次。项目首次采用“交替步履式顶推平移”这一建筑平移领域技术,给车站的129个平移受力点,安上532个步履走行器,使用“建筑信息化模型整合平台”,对走行器模型与结构模型在计算机中进行仿真模拟,对走行器受力情况、方向、高程和精确位移调整机制进行数字化模拟推演和计算,节约了金属材料18.71吨。
“平移之准”令人赞叹,这是怎样实现的?“其原理就是通过在建筑物底部安装步履走行器,使建筑避免了轨道卡滞、不均匀沉降等问题,进而不受角度限制自行调整方向,实现多角度、精准交替向前行走,就像建筑长出了‘脚’一样,让建筑沿着轨道一寸寸‘走’到新址。”中建集团的工程师陈蕃鸿说,通过精准控制每只“鞋”、自动调整旋转时的不同位置和位移量,将误差控制在2毫米以内,确保汽车站始终处在弹性变化的范围内,从而让它既能“跑得快”,又能“不摔跤”,最终提前2天完成旋转平移。这次“乾坤挪移”,在节省建设投资的同时还避免了因拆除重建而产生的大量建筑垃圾、粉尘及噪声等污染,为国家构建资源节约型社会添写了一笔生动注脚。
从移植一棵树苗,到让建筑在大地上行走,中国建造以科技创新引领行业变革发展,描绘着时代之潮、发展之潮、追梦之潮。中国建设者以最可靠的双手,浇筑中国新形象,以最沉稳的画笔,勾勒大地新面貌。
世界纪录,中国创造;中国精度,央企智造。制造业是实体经济的中流砥柱,它不仅是强国之基,更是创造奇迹的舞台。要挺起制造业的脊梁,作为“国家队”的央企重任在肩。国企改革三年行动收官在即,一批央企正在加速做强做优做大,在变局中开新局,朝着建设世界一流企业的目标迈进。
中国制造的奋斗群像,定格着新时代中国经济社会发展的昂扬姿态,推动我国从制造大国向制造强国转变。把细节做到极致,把科学家精神和工匠精神用到极致,他们用中国精度锤炼更有活力、更有创造力、更具竞争力的“中国制造”。

积聚量变,实现质变

微观世界的一小步

是中国智造的一大步

来源:人民日报、人民网
编辑:河南科协小编团

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