從生活到生產,都離不開被稱為“工業之米”的緊韌體。
比如小小的一顆螺絲釘,無論是近在掌上的智慧手機還是遠到探索太空的航天器,工業社會處處都有它的身影。
當一顆螺絲釘想去太空翱翔,要經歷怎樣的考驗?
從原材料開始千錘百煉,按最高標準千挑萬選,經過重重工序,一顆小小的螺絲釘才有資格上天。
在中國空間站建設、“嫦娥”探月、“天問”探火等重大工程任務中,中國航天科工航天精工為航天器配套了數以百萬計的緊韌體,以“百萬無一失”的標準圓滿完成任務,儼然成為中國緊韌體領域的“隱形冠軍”。
大部分螺絲釘無法透過環保標準
一臺呼吸機上有上千個零件,細微到一個螺絲釘都要經過嚴格檢測,歐盟、日本等國會對重金屬做檢測,而國內大部分的螺絲釘都無法透過環保標準。
螺絲釘問題在機器人行業更誇張。機器人上的螺絲釘幾乎都靠進口,國內買來的螺絲釘一打就折,而機器人要運動,需要受力,對螺絲強度有要求,一打就折的螺絲釘絕對不能用於機器人身上。
低成本導向讓“精品”缺失
“很多製造業廠商的目標是成本最低,因此不會選擇最好的材料,而代價是產品的質量會大打折扣。低成本目前仍是很多製造廠家的導向,從而忽視了做精品。”一位製造業從業人士感慨。
為何中國大部分螺絲釘很難透過歐盟等海外環保標準的檢測,首先是選材上不過關,大量回收材料降低了原材料成本,用大量回收的廢舊材料重新熔鍊,加工螺絲,不經過其他特殊處理,一定超標。
除了材料,製造工藝不符合要求也是導致很多中小企業生產的螺絲釘質量差的原因。
為了使金屬的纖維分佈不遭破壞,力學效能較好,螺絲釘製造通常採用冷鐓的方法。但這樣的製造裝置價格昂貴,小企業為了節省開支,往往不會去購買這樣的裝置,轉而用幾百元的臺式手動車床代替,這樣金屬的纖維分佈被破壞了,力學效能差。其次,小企業幾乎沒有緊韌體機械效能的檢測裝置,只是根據材料、熱處理來確定螺釘的機械效能,這樣很難保證螺絲釘的品質。
小產品,大學問
“ 同樣尺寸的螺絲釘,宇航級產品比民用級產品輕一半。”航天精工科研人員舉起一枚螺絲釘介紹。
仔細端詳,它是鈦合金材質,外部鍍了一層藍紫色的塗層,像美妝達人的漸變色眼影盤一樣光澤多變。
按應用領域分,緊韌體產品可分為民品級緊韌體、型號裝備級緊韌體和宇航級緊韌體三大類。
在能“上天”的緊韌體中,最常見的是高強度鉚釘,使用量能達到幾十萬件。
“最重要的是火箭點火起飛的那段時間,一定得撐住。”科研人員說,作為連線整個飛行器的“筋骨”,螺絲釘形體雖小,但作用極大,航天器上的緊韌體要承受衝擊、振動和變載,不少連線點要在高溫或低溫下工作。
“箭體裡操作環境複雜,為此我們專門開發出‘定製化’產品,一插、一粘、一託就能裝上。”科研人員演示著手裡的緊韌體補充道。
空間站核心艙使用的特殊結構緊韌體,大多能滿足單面安裝、快速安裝等特殊要求。
“這是‘會說話’的螺栓,現在已經應用在高鐵上。”科研人員手裡的螺栓頭部有一個淺色小圓環,透過類似刺繡的工藝,把厚度不超過5微米的感測器裝在螺栓頂部。
結合專用測量儀器,可實時原位精準測量智慧螺栓預緊力,提醒使用者螺栓是否安裝到位,並使測量精度提升了10倍。
在現場,科研人員還展示了為飛機設計的“隱身螺栓”,所有產品沉頭高度尺寸都控制在0.05毫米以內,僅為頭髮絲的1/2左右,使組裝蒙皮後的飛機表面順滑如綢緞。
耐高溫螺栓則採用含有鈮、鎢、鉭等難熔合金材料加工,並在螺栓表面燒結一種抗氧化陶瓷塗層,穿上“陶瓷外衣”的螺栓能夠經受1800℃高溫。
在航天精工的生產車間裡,經歷過冷鐓、螺紋成型、衝壓成型、熱處理、表面處理等一道道工序後,粗糙的原材料變成一顆顆顏色各異、結構完美的螺絲釘。
經過檢測和重重考驗後,一枚合格的螺絲釘才能拿到太空“通行證”,進入整箭、整星組裝環節。
資料來源:中國航天報,企業驅動
圖片來源:網路