中國制筆核心技術(shù)的突破

文/天宇

中國制筆核心技術(shù)的突破

文/天宇

對于“圓珠筆之問”這一中國傳統(tǒng)制造業(yè)的隱痛，曾引發(fā)社會廣泛熱議。

而今天，圓珠筆再次回歸公眾視野，是因為我國在制筆產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)等領(lǐng)域取得突破性進展。我國在攻克筆尖鋼難題之后，中國制筆核心技術(shù)又拿下筆頭生產(chǎn)設(shè)備難題，成功研制出24工位筆頭機，還出口到馬來西亞等國。

今年3月9日，全國政協(xié)十二屆五次會議在北京人民大會堂舉行第二次全體會議，多名政協(xié)委員就有關(guān)議題作大會發(fā)言。其中，全國政協(xié)委員、中國電子學(xué)會副理事長兼秘書長、中國科協(xié)常委徐曉蘭針對“圓珠筆之問”作出了解答。

兩會上，徐曉蘭委員作《小小一支筆，譜寫大文章》的發(fā)言

徐曉蘭說，中國已在高性能計算機、載人航天、探月工程、量子通訊、載人深潛、高速鐵路等領(lǐng)域走在了世界前列，為何卻連一只小小的圓珠筆頭都造不出來呢？為此，2010年她帶著同樣的疑惑參加了全國政協(xié)組織的“制筆產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)和關(guān)鍵部件國產(chǎn)化問題”專題調(diào)研。

經(jīng)過調(diào)研，一組“尷尬”的數(shù)據(jù)擺在課題組面前：當(dāng)時中國是當(dāng)之無愧的制筆大國，有3000多家制筆企業(yè)，年產(chǎn)400多億支筆，占全球市場80%的份額，為全球人均提供了6支筆。但卻長期處于制筆行業(yè)價值鏈低端，制筆的核心技術(shù)、關(guān)鍵材料和加工設(shè)備高度依賴進口。以圓珠筆為例，90%的筆尖球珠來自進口，80%的墨水也要從日韓等國進口，筆尖球座體的生產(chǎn)設(shè)備更是全部從瑞士、日本等國進口。

更讓人揪心的是，由于不具備生產(chǎn)筆尖球座體所需的易切削不銹鋼線材的能力，在鋼鐵產(chǎn)能嚴重過剩的情況下，我國每年仍需進口特殊品類的高質(zhì)量鋼材。徐曉蘭說，“圓珠筆之問”，拷問的是中國傳統(tǒng)制造業(yè)升級的難題。

在全國政協(xié)的積極推動下，2011年科技部撥專款5000多萬元對圓珠筆核心技術(shù)和關(guān)鍵部件進行攻關(guān)。

歷經(jīng)5年的不懈努力，已有三項核心技術(shù)實現(xiàn)了從“無”到“有”的突破：

一是攻克筆頭鋼材生產(chǎn)技術(shù)。且國內(nèi)企業(yè)還完全掌握了筆頭鋼規(guī)模化生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)。2016年1-9月份，已成功生產(chǎn)出120噸合格的筆頭鋼，開始在國內(nèi)知名筆頭加工和制筆企業(yè)進行推廣應(yīng)用。

2017年1月，山西太原鋼鐵集團歷時5年，成功研發(fā)出圓珠筆頭球座體所用的“超易切削鋼絲”，打破了圓珠筆頭原材料依賴進口的局面。

二是筆頭生產(chǎn)設(shè)備取得突破。成功研制出24工位筆頭機，在國內(nèi)投入應(yīng)用的同時，還出口馬來西亞，改變了我國制筆行業(yè)筆頭長期依賴進口的問題。

三是國產(chǎn)墨水逐步推廣應(yīng)用。中性、水性、中油圓珠筆墨水已接近國際先進水平，尤其是水性、中油圓珠筆墨水已實現(xiàn)了批量替代進口，并開始出口。

徐曉蘭建議，“只有創(chuàng)新才能推動中國從‘汗水型經(jīng)濟’走向‘智慧型經(jīng)濟’。”國家應(yīng)根據(jù)差距和短板編制重點產(chǎn)業(yè)技術(shù)攻關(guān)目錄，提供專項支持資金，并制定路線圖和時間表。她還呼吁，社團組織和領(lǐng)軍企業(yè)要勇克基礎(chǔ)材料和制造工藝領(lǐng)域難題，敢用“自家貨”。

鋼廠工人在筆尖鋼絲生產(chǎn)線上工作

據(jù)了解，多工位筆頭機是研發(fā)難度最高，技術(shù)性最強的項目。

作為中國制筆行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，真彩文具在1994年就生產(chǎn)出第一支國產(chǎn)中性筆頭，2005年開始致力于提升制筆核心技術(shù)的研發(fā)，跨行業(yè)投身于筆頭加工設(shè)備和墨水的自主研發(fā)領(lǐng)域。2010年，恰逢科技部組織行業(yè)對高精度多工位筆頭加工機床、材料等制筆領(lǐng)域立項科研，一直“盯”著這個領(lǐng)域的真彩文具承擔(dān)了筆頭加工機床和筆頭材料的研制任務(wù)。

真彩文具在研制的過程中，難題一個接一個。首先要解決用什么材料。通過反復(fù)分析和試驗，確定了特殊球墨鑄鐵。接著是圓盤加工設(shè)備的難題。然后是動力頭多工位機床的加工精度尤其動態(tài)精度難題……

上海真彩文具股份有限公司董事長黃小喜和多年的同伴一起深入某世界知名制筆裝備企業(yè)調(diào)研，同企業(yè)專家交朋友，掌握其最核心設(shè)計理念，如圓盤加工系統(tǒng)的油氣態(tài)懸浮，如動平衡系統(tǒng)等。

2011年底，科技部關(guān)于制筆行業(yè)關(guān)鍵材料及設(shè)備技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化的國家科技支撐計劃啟動，大力推動真彩工位筆頭加工設(shè)備的研發(fā)，真彩文具不斷攻克難點，研發(fā)的兩臺樣機于2014年12月順利通過國家驗收，取得了多項技術(shù)突破。并在超精密加工手段上打破了國際壟斷，實現(xiàn)高精度、高可靠性、長壽命氣態(tài)懸浮旋轉(zhuǎn)圓盤主體系統(tǒng)和先進的動平衡系統(tǒng)完全國產(chǎn)化，解決了多軸偏心鋼套系統(tǒng)等重大技術(shù)難題。

2016年，在科技部主辦的“十二五”科技創(chuàng)新成就展上，作為中國制筆行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)真彩文具股份有限公司，研發(fā)設(shè)計了真彩COREX高精度多工位筆頭加工機床赫然在列。經(jīng)鑒定，這臺設(shè)備在技術(shù)上的突破和成果填補國內(nèi)空白，并達到國際先進水平。

從設(shè)計研發(fā)到通過國家驗收，從批量生產(chǎn)到出口馬來西亞、印度等國家，真彩COREX高精度多工位筆頭加工設(shè)備不僅是真彩文具自我突破的見證，同時也改變了制筆行業(yè)筆頭長期依賴進口的問題。

當(dāng)時黃小喜表示，目前真彩文具采用國產(chǎn)設(shè)備和國產(chǎn)原材料生產(chǎn)的圓珠筆筆頭產(chǎn)量將逐漸加大比重。他表示，隨著全國制筆企業(yè)將項目、機器大批量融入到國產(chǎn)圓珠筆筆頭材料后，預(yù)計5年后國產(chǎn)圓珠筆筆頭有望占有國內(nèi)80%的市場份額，將全面替代進口機器和原材料。

據(jù)了解，除了制筆產(chǎn)業(yè)，該設(shè)備同時適用于手機、汽車、自行車、鐘表、醫(yī)療、電子、燃氣噴嘴等許多對零件精度要求高、產(chǎn)量需求大的產(chǎn)業(yè)，這些產(chǎn)業(yè)的市場容量遠超過制筆產(chǎn)業(yè)。真彩文具在小零件高效率及高精度加工領(lǐng)域所取得多項技術(shù)突破，將大大提升中國精微零件的加工能力和水平。

真彩公司董事長黃小喜正在調(diào)試多工位筆頭加工機

2016年6月6日在北京召開的多工位筆頭加工機鑒定會