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坚守匠心攻克“不可能”三年研发让石材可弯曲
来源:南方日报  2016-04-08 10:20:11
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原文:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?news_id=2894
  在佛山市利铭蜂窝复合材料有限公司(以下简称利铭蜂窝)的会议室里,各种与铝蜂窝结合的应用产品琳琅满目,有超薄的电视、大型石材、隔音器材等,其中一块弯曲的石板特别引人注目。“我们前几年研发出来的时候,有大学教授听完我们汇报直接说我们是骗子,觉得不可能。”佛山利铭蜂窝复合材料有限公司总经理区廷杰说。

 
 
  这个曾经被认为不可能的产品如今得到了认可。4月1日,利铭蜂窝承担的国家创新基金项目——“高强度超薄可弯曲天然石材铝蜂窝复合板”通过了广东省科技厅组织的专家验收,获得了92.86的高分。
 
  可弯曲天然石材只是铝蜂窝应用的一个小切口。凭着强度、刚度高,隔热、隔音、表面平整、不易变形的优点,铝蜂窝有隔音、隔热、防火、防震的功能。而随着该产品近年来逐渐从军工、航天领域转到民用,铝蜂窝正迸发出非常可观的市场空间。凭着十多年的行业经验,区廷杰不断创新,产品先后在新加坡、中东和美国等区域通过了产品测试,而利铭也在铝蜂窝应用领域闯出了一片新天地。

 
 
  A.二十年的坚守迎来爆发期
 
  在利铭蜂窝复合材料有限公司生产车间,大型的专用装备“吐”出一片片铝蜂窝芯,最大规格可以达到2M×6M。区廷杰说,这样的蜂窝芯每平方米的抗压强度可以达到20吨。在此基础上,使用特殊研发的胶水,将石材、陶瓷、皮革、玻璃等材料复合在表面上,即可变幻出各类不同的复合板材。
 
  在国内,利铭的产品先后被用到广州新白云机场、北京首都机场、上海浦东机场航站楼、琶洲国际会展中心、广州地铁二号线等大型工程项目。而在国外,包括俄罗斯OZ shopping malls的外墙也是采用利铭真石漆蜂窝复合板,日本东京野村证券的大楼则采用利铭石材蜂窝复合板。此外,新加坡大部分地铁站的内外墙及天花都采用了利铭蜂窝板。
 
  数据显示,近年来我国的铝蜂窝复合材料产量一直保持高速的增长,是我国战略新兴产业之一。这个还处于蓝海的产品正在被越来越广泛地应用到各行各业里。
 
  区廷杰进入这个领域已经整整20年了。上世纪90年代中,学分析化学的区廷杰从云浮来到新组建的佛山亚洲太平洋轻型复合材料有限公司出任职业经理人,这家合资企业当时不仅在佛山甚至在全国都广受关注。该公司由佛山澜石和港资出资,技术则由国内航空航天大学教授指导,将海外蜂窝技术消化吸收后,在中国建起了第一条生产线。
 
  “当时位于广州的广发大厦刚刚落成,大厦采用的是美国进口的铝蜂窝复合幕墙,采购价一平方米达3300港元,但成本却只有300元人民币。”区廷杰说,利润率如此之高让他们都雄心勃勃。
 
  然而,可观的利润空间并没有让企业生存下来。“太先进了,很多设计院根本都不知道铝蜂窝是什么,而且没有任何标准,推广难度也非常大。”由于企业经营没啥起色,收益不好,1999年佛山亚太正式转制,区廷杰与8名员工在2000年正式成立佛山利铭。
 
  “铝蜂窝复合材料的核心技术是蜂窝芯,一平方英寸达到670多个口,表面积可以达到300倍以上,也就是1平方米可以做300平方米以上。”区廷杰说,经过十多年的研究,目前利铭的铝蜂窝芯已经从第一代发展到第八代,蜂窝芯的边长也从最小的1.5mm做到0.6mm。
 
  “我很庆幸自己选择在这个行业坚守,现在几乎每个月,我们都能发现一个新的应用领域,可以说几乎所有需要材料的地方都能用到它。”
 
  B.“神秘”填充剂让石材弯曲成为可能
 
  蜂窝结构材料起源于仿生学,最早用于航空航天领域,它以其强度、刚度高,隔热、隔音、表面平整、不易变形、用料省和综合成本低等卓越性能,在包装材料、建筑业、家具制造等行业也逐渐得到了广泛的应用。在专注发展铝蜂窝芯和铝蜂窝板的同时,区廷杰把突破口放在了铝蜂窝延伸产业上,而他首先瞄准的是石材蜂窝板。
 
  石材在各行各业的应用非常广泛,大楼的外墙和内饰等都广泛用到,但是一般石材非常重,安装也不方便,而且越来越多的建筑设计都是不规则的,如何能让石材变轻而且能自由弯曲呢?
 
  这个在外界看来觉得不可能的事情,区廷杰决心要进行攻克。“石头用放大镜来看是有很多孔的,而且,如果石板足够薄,是可以微微弯曲的。”这便是“可弯曲石材蜂窝板”最初的灵感来源。
 
  在这过程中,有两个关键的要点。第一是石材要进行特殊的填充。需将填充剂的原料按不同比例进行反复尝试,稍有一点差异都会产生完全不同的结果。除了石材要足够薄之外,真正使坚硬的石头像纸片一样卷起来而不断裂的秘诀还有石材薄板背后的铝蜂窝。“把石材与铝蜂窝板黏贴起来需要用到胶粘剂,但是一般的胶粘剂是没有延展性的,稍微一弯就会断裂。”为此,区廷杰与研发人员一起,研发出的航空级胶粘剂的延展性达到1:1.7,也就是1米拉到1.7米都不会裂。
 
  “整个项目研发大概用了三年,每一个环节都非常关键,经过无数次的实验才终于做成了可弯曲的石材铝蜂窝板。”区廷杰说,已经不记得失败过多少次也不记得尝试了多少次,整个研发过程就是不断试错的过程。
 
  “高强度超薄可弯曲天然石材铝蜂窝复合板”在2012年获得了广东省科技型中小企业技术创新专项资金,获得一次性拨款扶持30万元。2013年获得国家科技型中小企业技术创新基金资助。
 
  专家组组长、广东省工业技术研究院粉末冶金研究所蔡一湘认为,该项目利用红外对破切割技术和石材滚弧技术,开发出超薄可弯曲天然石材复合板,产品已批量生产及销售,潜藏着巨大的市场需求。
 
  “同样体积的珍贵石材通过精准切割成数十片超薄石片,利用率提高了,产品的价格也降低了。”佛山技术创新协会秘书长黄志海则认为,可弯曲天然石材铝蜂窝复合板可广泛应用于建筑、家具、灯具和机具的表面装饰,符合国家大力推行的节能降耗政策。
 
  除此以外,由于石材变得轻便,产品的安装也变得十分便捷。区廷杰说,石材铝蜂窝板在生产过程中就已经做好放浴具的凹槽和隔层,材料拿到现场就可以直接安装,一整块石材加上加工费约1000元/平方米,相比传统石材,不仅节省了安装费用而且耗费时间也大大缩短。
 
  C.为打入新加坡市场花费数百万检测费用
 
  短短十年间,利铭蜂窝的产值接近2亿元,超过六成产品外销到全球5大洲30多个国家,包括欧美、中东、阿联酋、迪拜等地。产品通过了ISO9001—2012质量体系认证,中东WH、SGS、PSB、MA等认证检测。拥有“利铭”“HYC0NB”和“利铭蜂窝”3个商标,拥有30多项专利产品。
 
  但是,在海外市场的开拓上,利铭并非一帆风顺,而是经历了多番波折。新加坡是利铭蜂窝最主要的海外市场。早在2005年,新加坡地铁上盖建筑物和公交车站13项工程招标,利铭就试图借铝蜂窝复合材料打入这一市场。
 
  然而,新加坡对这一新型材料并未认可,利铭蜂窝为此进行了一场长达2年、耗费几百万元的检测认证。“虽然说付出了非常大的代价,但是产品终于获得新加坡官方与市场认同,实现了在这一检测要求非常严格的国度的最初应用。”区廷杰说,新加坡对产品质量要求严格,以前利铭的产品每年要被检测一次,后来是两年一次。
 
  在打开欧洲国家市场后,区廷杰也把目标瞄准了美国市场。然而,相比于一般的海外市场,美国因为每年都会有龙卷风,所以石材铝蜂窝板要应用在美国超过6米的高楼外墙上,就必须通过NOA测试(飓风测试)。
 
  区廷杰解释说,这个测试是模拟在龙卷风的环境下,高空外墙的石材是否会脱落,而且风会旋转,除了正压还有负压,就是龙卷风在吹过来后还会抽离,因此对于石材的粘度和延展性要求非常高。由于难度高,在此之前,全球没有一家企业能通过该项测试。
 
  然而,区廷杰决定挑战。从2013年开始,利铭蜂窝开始送样本到美国进行测试。整个过程耗时两年多,前后花费了几百万元。“送样之前我们也没有十足的信心,因为全球还没有一家企业能通过,但是我们要做成百年老店,就必须要通过这一关。”
 
  让他兴奋的是,在去年8月份,利铭的石材铝蜂窝板终于通过了NOA测试,成为全球首个通过该认证的企业。“而且,只要产品材质不改变,这一认证50年都有效。”区廷杰预计,今年美国业务将会有大幅的增长,预计达到2000万美元以上。
 
  对话
 
  每一步都要走得坚实
 
  把工业品做成工艺品
 
  尽管在国内的铝蜂窝市场已经占有一席之地,区廷杰依旧在不断追赶。他不止一次表示,美国的铝蜂窝龙头企业一年的销售额就已经达10亿美元,为了让自己的产品更接近一流水平,利铭每年用于研发的经费占销售额的6%至7%,并有稳步上升之势。在区廷杰看来,工匠精神就是要有一种“不服输”的劲儿。
 
  南方日报:在创业的十多年里面,是什么支撑你一直创新研发?
 
  区廷杰:我觉得是对产品的专注。这么多年我就是专心做这一个产品,而且尽我所能把它做到最好。在2005年之前,国内做的蜂窝芯边长最小是2mm,但是空调要用到1mm,所以只能进口,但是我不服输,我一边进口一边自己研发微孔蜂窝芯,终于在2005年我们做到了0.6mm,不需要再进口了。
 
  现在外界热议的工匠精神,在我看来,坚持和不服输,就是这种精神的体现。
 
  南方日报:对于你个人和公司的未来,你有着怎样的规划和期待?
 
  区廷杰:我们是希望在这个行业做百年老店的,并不是单纯的赚钱,所以我们每一步都投入很大,每一步都走得很坚实,要把工业品做成工艺品。就好像在美国进行NOA测试,其实前期投入很大,一般的企业是不愿意投入的,而且一旦通不过,所有时间和金钱都会“打水漂”,但是我还是愿意去做,因为我们不只是为了赚钱,而是要扎根这个行业。
 
  手记
 
  真正的精英一定有家国情怀
 
  利铭蜂窝最早被外界关注始于2010年,利铭发布了国内首个铝蜂窝复合材料产业技术路线图。通俗来说,产业技术路线图是一种技术集成战略的管理工具和政策工具,能带动企业更好理解市场和作出见多识广的投资决策,引导企业进入产业链高端。
 
  在笔者看来,这不仅是企业和行业发展的需要,也是区廷杰的一种个人情怀。他不仅仅关注企业自身发展,还会关心行业是否强大、在国外是否能有一席之地。他们在企业发展过程中的一些决定,甚至会让人觉得有点偏执。
 
 
  但恰恰是这种看似不经意的执着,铸造了一种别样的工匠精神。接下来区廷杰准备与佛科院合作,共同建立国家级实验室,把高校实验、师资力量和工厂实际情况结合起来,建立铝蜂窝数据库,这样不仅让企业推广、承接国际性大项目时更有底气,也将推动行业进一步与国际接轨。
 
  新东方教育集团创始人俞敏洪曾说,真正的精英一定是具有家国情怀的,而作为佛山众多制造业工匠之一,区廷杰的专注与不服输,虽不是刻意为之,却有着这样的一种情怀。
文章来源:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?news_id=2894