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科研信息

济南人赵显华的一项发明让中国机械制造弯道超车

发布时间:2016-10-08 09:32:53信息来源:科研开发点击量:

 豪克能不是一家企业的名字,而是在世界传统的车、铣、刨、磨等机械加工工艺上,新添了一种全新的机械加工工艺,简称

  让济南人颇感自豪的是,这项让我国机械制造业对西方发达国家弯道超车的技术,是济南人赵显华发明和命名的,已经广泛应用于国内外高端制造业。

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  发明

  世界首创技术,9年后终于叫响了

  924日,济南明水经济开发区华云豪克能产业园。没有传统金属加工时的火光四溅、刺耳噪音,连接豪克能能量发生器的执行器工具头,悄悄地以每秒3万次的频率冲击金属材料,四五秒钟后,加工后的金属表面光洁如镜,能够清晰映出人像,与加工前的黯淡无光形成鲜明对比。

  操作人员现场检测豪克能加工前后金属的粗糙度,检测仪上分别显示Ra9.227Ra0.034。记者大叹神奇,站在身旁的豪克能发明人——山东华云机电科技有限公司董事长赵显华笑着说:你看到的仅仅是金属表面的改变,也就是直接加工出镜面零件。你看不到的是,豪克能让金属改性,疲劳寿命提高100倍,表面显微硬度提高20%以上,耐磨性提高50%以上,耐腐蚀性提高50%以上,另外,金属表层晶粒纳米化。

  1985年,毕业于沈阳工业大学铸造专业的赵显华,成为济南一家机床厂的技术员,专门从事消除残余应力研究。残余应力容易导致金属变形、开裂,从事这项研究的人很少,而应用非常广泛。上世纪90年代赵显华自主创业时,已经是国内残余应力方面的专家,先后主持了三峡水利工程、上海磁悬浮、航空航天、列车大提速等国家重大项目的残余应力消除。

  豪克能正是以此为基础。谈起这项发明的初衷,赵显华告诉济南时报记者:在消除残余应力时,我一直在思考,能不能消除金属负能量的同时,给它注入一种正能量。他利用激活能和冲击能的复合能对金属零件加工,这是一个非传统机械加工思想实现机械加工的全新工艺。赵显华发现,用世界上任何一个名词都无法表达这种工艺,于是在2003年,他将这一新工艺命名为豪克能,并申请了发明专利。

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  这项发明从试验室走向产业化,赵显华又花了3年时间,这个过程他后来很少提及,记者反复追问下,他说:当时企业全部资金用于研发,差点撑不下去了,身边所有人都反对,只有我自己坚持,因为我知道一定能成功。记者了解到一个细节,或许可以说明当时的艰辛。为了完美制造豪克能执行器上的工具头,试验废弃的钢铁装满了三卡车。

  2006年起,成熟的豪克能技术开始应用于制造业。我从2003年命名豪克能,直到2012年这个名字才叫响了,一方面是因为国家首席抗疲劳制造专家赵振业院士给予高度评价,支持这项世界独一无二的技术,另一方面,上千家国内外制造企业成为我们的用户,豪克能的知名度不断提升。

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  惊喜

  第一个用户是法国企业,130吨重的核电关键部件重生

  豪克能的第一个终端合作用户是法国著名的能源和运输设备制造商阿尔斯通,这次合作给双方带来了惊喜。

  阿尔斯通有一个130吨重的核电关键零部件,未达到图纸加工要求,需进行再加工,阿尔斯通的客户要求,除了提高零件的表面光洁度,还要提高零件的硬度,否则,零件只能报废。阿尔斯通非常焦急地在全球寻找解决方案,偶然了解到华云机电拥有此项专利技术,于是邀请技术团队直接交谈。

  这里面还有个小插曲。华云机电业务人员回忆,法国人问豪克能全套技术的费用,我们报价30万,对方没有表态,我们就离开了。路上接到电话,对方问30万是美元还是人民币,我们说是人民币,对方很高兴,表示马上签约。

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  零件通过豪克能技术再加工后完全符合图纸的各项要求,将要报废的零件因此获得重生,之后阿尔斯通与华云机电又有了多次合作。

  以精密制造著称的西方国家为什么要用咱的技术?赵显华介绍,中国传统制造仍处于成形制造阶段,疲劳寿命为1;西方发达国家使用的是表面完整性制造,疲劳寿命提高10;豪克能是抗疲劳制造的核心技术,将疲劳寿命提高到100倍,实现了我国金属加工领域对西方发达国家的弯道超车。

  推广

  最难啃的骨头:花3年时间让西门子下岗

  有金钢钻就敢揽瓷器活儿。2006年,赵显华的豪克能技术还没有什么知名度的时候,他就瞄准了全球著名的德国西门子技术。杭州汽轮机厂当时生产转轴用的是西门子设备及工艺,无论杭州汽轮机厂还是西门子,都认为已经用上了全球最先进的技术。起初赵显华带领豪克能技术团队主动找上门来,汽轮机厂和西门子都表示不屑一顾

  这是一块最难啃的骨头,用了3年时间,反复用豪克能技术试验,谁加工的转轴粗糙度低、硬度高,完全用检测数据说话,每一次试验都得出同样的结论,豪克能的表现让所有人竖起大拇指。让赵显华自豪的是,2006年,杭州汽轮机厂转轴制造环节全部用豪克能替代了西门子。

  目前,不仅国内的汽轮机厂大部分用豪克能技术替代了西方技术,历经十多年的发展,豪克能技术已经在军工、航天、高铁、船舶、汽车、工程机械制造以及通用机械制造等行业广泛应用,打破了西方发达国家在高端制造领域对我国企业建立的技术壁垒。

  航空发动机制造被誉为现代工业皇冠上的明珠,是经典力学在工程应用上逼近极限的一门技术,其关键零部件要面临高温、高压、高速旋转的苛刻考验,在部分技术环节、工业门类上的短板,一直制约着我国航空发动机的发展。

  近期,又传来一个令人振奋的好消息。赵显华与赵振业院士联合采用豪克能技术加工的航空发动机轴承寿命是德国FAG航空轴承的22倍。

  效应

  杜绝跑冒滴漏应用持续开发中

  在这个技术日新月异的时代,大量新技术被模仿被超越,但赵显华创办的华云机电一直是豪克能技术的唯一持有者,显然,这项涉及金属物理、振动、超声波、机械加工、应力等多学科的技术很难被模仿或复制。

  记者在华云机电采访时了解到,豪克能技术背后有200人的研发团队,虽然原理相同,但加工位置、零件硬度、机床性能等各有不同,每应用到一个行业,都需要花费大量时间、精力攻克一个个技术难题。以前述航空发动机轴承为例,赵显华带队历经4年,经过1500个日夜的试验,克服了精度、转化率、二次谐波污染等难题,设计研发了一套特殊的恒流装置,且屏蔽了负载和环境影响。

  豪克能在各行各业的应用,还在持续开发研究中,我也很难预测,它的能量究竟有多大。赵显华说。

  在水、电、气等行业,跑冒滴漏是难以解决的大问题。国内20多家阀门厂已经用上豪克能技术,球阀密封寿命提高3-10倍,杜绝了跑冒滴漏。

  华云机电和铁道部合作的一个项目,用豪克能技术加工高铁的车轴,可以让高铁车轮寿命提高一倍,这样一来,济南铁路局一年就可以节省1600万元的支出。

  豪克能的用户已经有1116家,这些制造企业尝到了产品质量提升带来的甜头。山东一家生产汽车车桥的企业,将出厂单价由1400元提高到1800;一家活塞厂将车用活塞的寿命由400万次提高到700万次,达到了奔驰车的供货要求;还有一家生产石子破碎机的企业,因为新技术让破碎机的寿命提高了数十倍,这家企业不再销售机器,而是入股石子加工厂,直接改变了商业模式……

  偶然背后是一生的钻研

  在豪克能的宣传材料中都写着这样一句话:豪克能是赵显华先生偶然发现的一种新型加工工艺。

  深入采访之后,再来回味这偶然,五味杂陈。或许是赵显华将发明过程中的灵光一现视为偶然,但谁又能否认,偶然背后是一生的艰辛付出、刻苦钻研?

  赵显华生于上世纪60年代,他说,生长在那个年代,感觉自己有一种对国家、对民族的使命感,我的使命就是,帮助中国企业制造世界一流产品。经营企业二三十年,很多商机主动送上门来,但他目标明确,从未想过如何挣快钱,企业至今仍列队中小

  中国制造业走过了粗放、快速发展的几十年,曾经只要有产品就有需求。如今,西方国家制造业回归,让走低端路线的中国制造业越来越难过。在这一背景下,豪克能让中国制造业找回了自信,看到了希望。

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