我国工业制造精度显著提高
工业制造是强国之基，决定着一个国家的综合实力和国际竞争力。而制造的精度，则彰显着一个国家制造业的工艺水平。近年来，我国制造业高速发展，制造精度显著提高。从全程精度可达1微米的数控机床到直径只有一根头发丝的几百分之一的精密零件，中国制造在上天入地打造众多大国重器的同时，也勤练“绣花功夫”，通过精工细作、精益求精彰显大国匠心。
国产数控机床向高端迈进
“只要功夫深，铁杵磨成针”，这是我国家喻户晓的寓言故事。在山东蒂德精密机床有限公司的车间里，将“铁杵”磨成“针”的不是笨功夫，而是先进的技术装备。
一根直径为30毫米的金属棒材，在一台高精密数控机床连续21小时的铣削操作下，最终产生了127根直径0.05毫米的针形试件。这些比头发丝还细的针被密密麻麻地竖立在一个直径约3厘米的圆形器件上，需要用放大镜才能完全看清。而生产这些“细针”的数控机床正是由蒂德精机所研制。
机床也被称为“工业之母”，特别是高精密的数控机床，它可以按照图纸要求的形状和尺寸，自动将各种精密零件加工出来，是一个国家装备制造的基础。从普通的金属块到形态大小各异的精密零部件，机床的精度越高，零部件的加工精度也越高，高精密数控机床的加工精度可以达到微米级。我国是全球最大的机床市场，但高端机床领域却在很长一段时间内被国外企业所占据。近年来，我国机床行业逐步从低端向高端迈进，伴随着不断的技术攻关和科技创新，国产高精密数控机床也开始“崭露头角”。
我国自主研发的协作机器人，精度达到0.02毫米，具备碰撞检测和拖动示教等功能，主要应用于高精度制造领域。图片来源：视觉中国
蒂德精机的相关负责人表示，蒂德精机把在机床领域创造世界一流当做自己的使命，在发展过程中，全面采用新材料、新工艺、新技术，创新精密机床生产制造模式，建设了国内外5大研发中心，如今所生产的机床的关键技术指标已达到国际先进水平。
叩开高端机床的大门，需要的是持续不断的创新研发所带来的精益求精。江西佳时特数控股份有限公司是一家做机床维修起家的传统制造企业，但市场形势让他们最终决定自主研发高端数控机床。为了提升机床的精度，佳时特连续数年将营收的15%以上投入到技术创新中。从10微米到1微米，这个跨越用了十几年的时间——2007年，佳时特研发的首台机床，精度为10微米；2013年，机床精度提升到8微米；2017年，推出首台高速高精数控机床，精度为2微米；如今，由佳时特高精密加工中心研发的高速高精数控机床全程精度达到了1微米。
从最初的维修加工，到如今成为高精度数控机床的研发者，佳时特还在不断提升自己的数字化、智能化水平。2022年，佳时特打造了“5G+智慧车间”。在现代化的车间内，自动搬运车、机械臂等自动化设备快速运转，这些新兴技术将为高精度数控机床的生产提供更多便利，也将助力国产数控机床在“微米级”的世界里迈向更高的台阶。
争当高精密零部件赛道的“尖子生”
不管是多么庞大的工程，在建造过程中都离不开小工具、小部件。这些小工具、小部件看似不起眼，但其性能和精密度，却影响着一项大工程的质量水准。
辽宁省大连市，一家企业钢丝车间的拔丝工在直进式拉丝机前检查拉拔钢丝尺寸精度。图片来源：视觉中国
在有着“百工之乡·五金之都”之称的浙江省永康市，有一家生产电动工具的国家级专精特新“小巨人”企业——浙江闽立电动工具有限公司。在企业的生产车间，技术工人调整好加工中心等设备参数，随即机器开始进行精准铣削、拼接，最终所生产出的每一只手持式电刨机底板平面度都被控制在0.35毫米左右。
“目前市场上的电刨机底板平面度基本上控制在0.75毫米左右，而我们压缩了0.40毫米的偏差，就能让电刨机底板更加平整光滑，产品性能和使用效果明显提升。”闽立电动总工程师徐峰介绍，用该公司生产的手持式电刨机刨削多块木板，即便每一块木板拼接到一起，表面也十分平整，拼接痕迹更细、偏差更小。这意味着用这种电刨机生产的产品，产品精细度会更高。
从0.75毫米到0.40毫米，别看只有区区零点几毫米的改变，却让徐峰和同事们忙活了一年的时间。从2022年下半年开始，徐峰带领团队对电刨机底板平面度进行全方位优化，反复调整改进技术方案，最终采取多部件铣削技术，量身定制了一套专用铣床，将电刨机和底板壳进行全面铣削，实现技术“通关”。
“让精度再高一点、更高一点”这样的场景已经不止一次在闽立电动出现。此前，考虑到传统修边机精度低、振动强、轴承噪音大，尤其是修边机夹头跳动精度在直径0.55毫米左右，闽立电动不厌其烦进行“二次加工”，将修边机夹头跳动精度控制在直径0.2毫米以内，得到了客户青睐。如今，闽立电动成为多项电动工具国家标准参编企业。徐峰表示：“要想深耕行业市场，就只有走出‘舒适圈’，以精益求精的态度挑战平均水平，不断优化提升自身产品技术含金量，才能在大市场里找准细分赛道，成为‘尖子生’。”
一项大国重器，人们在惊叹它的高科技含量时，很难看到大国重器背后，无数个零部件生产者对精细化和高标准的追求。烟台天浩机械有限公司是一家生产风电轴承的企业，其制造的高精密度轴承，精度可达0.001毫米，相当于头发丝的1/100。据天浩机械相关负责人介绍，轴承的精密度关系着轴承的用风效率，也关系着风电站的效率。正是靠着高精度等特点，天浩机械的轴承产品目前处于国内同行业领军水平，在替代国外“卡脖子”产品上极具竞争力，为企业带来巨大的经济效益。
近年来，我国在零部件、五金工具等细分市场涌现出众多把小物件做精做好的“专精特新”中小企业，其中不少成功突破了“卡脖子”技术，这里的“精”即为“精细化”。正是这些国产高精密零部件和工具的制造，为先进制造业的发展奠定了基础。
中国宝武太钢不锈钢精密带钢有限公司生产的“手撕钢”。通过技术攻关，这种钢材逐渐变薄，从最初的0.1毫米发展到如今的0.015毫米。图片来源：视觉中国
精密测量设备为制造精度把关
一辆汽车，由数万个精密零部件组成。零件虽小，但对汽车的运行却至关重要，特别是汽车发动机等关键设备，对零部件的精密度有很高的要求。但这些精密零部件的差别十分细小，靠肉眼根本无法分辨，想要对一台精密设备内的零部件进行测量和测试，必须有十分精密的测量和测试设备。
作为精密设备精度的“裁判员”和“检测员”，精密测量设备本身必须更加精益求精。一台精密测量设备的测量有多细微？在南京泰普森自动化设备有限公司，答案是0.1微米级，约为一根头发丝的1/400。这样的精度，曾经只有国外的部分企业能够达到。而泰普森自动化通过自主创新，成功打破了国外的垄断，实现了精密测量和测试领域的国产化替代。
在泰普森自动化位于南京经济技术开发区恒飞路的厂房内，自动化的流水线上，一台台精密测量及测试设备有序生产，等待被发往客户手中。去年一年，泰普森自动化的订单额超过了3.5亿元，其生产的汽车高精密测量设备的市场占有率已达到25%左右，目前，国内汽车及零部件生产厂家约70%的生产线都使用了泰普森自动化的测量产品。
对于汽车而言，零部件精度的一点点偏差都可能对汽车运行的稳定性及安全性带来大问题，因此，国内外的汽车生产企业都能够选择中国制造的精密测量设备、精密测试设备，是对设备精密度和耐用性的极大认可。泰普森自动化的有关负责人熊传辉表示，起初，和国外的同类产品比，公司生产的设备主要以低价取胜。但如今，泰普森自动化的产品价格已经和国外的产品差不多了，其中一个原因就是泰普森自动化生产的测量设备在精密度、耐用性上已经逐步和国外同行的顶尖产品旗鼓相当。
在汽车检测装备领域，泰普森自动化已经开发出用于盘类、轴类和箱体类零件的精密测量以及适用于箱体类零件的密封测试、转向系统性能测试等一系列的精密测量和测试设备。这些设备都有一双“火眼金睛”，可以洞察极其微小的问题。据熊传辉介绍，他们所生产的制动盘综合检测设备，只需一次“扫描”就能了解制动盘加工过程中尺寸是否合格，是否有裂纹、缺陷。
浙江省金华市一家企业的技术人员正按客户需求，量身定制数控机床产品。图片来源：视觉中国
如今，国内像泰普森自动化这样在精密测量设备领域取得突破的企业正在不断涌现。在国仪量子技术（合肥）股份有限公司，半人高的扫描NV探针显微镜能够实现超高灵敏度、空间分辨率达10纳米的微观磁测量，这种测量设备可用于锂电池漏流检测以及定位芯片失效点位点。而制造这样一台测量设备，涉及的零部件装配加工已经到达微纳级别，比如设备传感器的尖端直径仅为200纳米。为了实现设备的批量制造，整个研发制造团队通过无数次的试验改进，对各道工序进行逐个攻克。国仪量子的有关负责人介绍，2023年，企业研发投入的占比已将近30%，研发人员占比近70%。“企业的发展动力就是创新。”（本报记者 王雅婧）
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