仿形铣制样机

日前，首台由中科院高能所研制的EXFEL大型低温恒温器样机全面通过了德国电子同步加速器研究所（DESY）的测试验收，受到DESY的好评。 欧洲X射线自由电子激光（EXFEL）是计划建造在德国汉堡的国际合作的大科学装置。2005年11月24日，科技部代表中国政府正式签署了准备阶段的谅解备忘录，成为EXFEL计划的正式成员，并且拟以实物贡献的方式参加到此次国际合作当中。作为此次国际合作的单位之一，高能所开展大型低温恒温器的样机及其关键技术的研究，样机测试合格后进行批量生产，完成EXFEL国际合作的部分实物贡献，同时通过此次国际合作全面掌握大型低温恒温器的设计、制造、安装及调试等关键技术。 EXFEL低温恒温器的长度为12.2m，总重量为7.8吨，其中有2.8吨的冷质量和5吨的真空容器质量。鉴于其独特的结构和性能要求，高能所科技人员在进行大量调研和充分消化吸收的基础上，将原29张图纸转换为206张适合于国内加工制造的技术图纸并分别撰写了相应的工艺和技术要求。同时根据国内外此类产品的加工经验，撰写了详细的产品制造说明书供加工单位参考使用。在加工制造阶段选派组内经验丰富的工程技术人员驻厂进行技术监督和指导工作，帮助生产方进行工艺工装的设计，确保重要部位焊接及机加工严格符合技术要求，在液氮冷激、压力、真空、漏率等重要的性能测试工作中严格把好质量关。对EXFEL恒温器最关键的漏热和支撑部件POST进行了专门研究，针对POST的特殊结构自行设计了拉力试验机对其分层进行不同等级的拉力试验。在整个EXFEL恒温器样机的研制过程中，从材料的采购、零部件的加工制造、性能测试到最后的包装运输每个步骤均进行严格的质量控制，精益求精。样机出厂时邀请了有经验的专家意大利INFN的Carlo. Pagani教授和使用方德国DESY MKS1组 Kay. Jensch参加了出厂测试和预验收，他们对样机制造过程中的工艺方法和质量控制给予高度评价。Carlo. Pagani教授认为此台低温恒温器的制造水准已经超过了对样机的要求，Kay. Jensch则表示中国的研制能力给其留下深刻印象，不会怀疑中国在以后批量生产的技术水平和能力。 EXFEL大型低温恒温器样机于2009年3月10日正式发运，4月21日运抵德国。EXFEL网站对这台样机进行了报道，并将其命名为PXFEL1，以区别于西班牙和法国制造尚未完成的样机。5月至7月在德国DESY进行了低温恒温器与超导腔的总装和低温测试，在零下271℃的低温下，恒温器各项技术指标均达到或超过技术要求，表明我所研制的恒温器样机全面通过了DESY方面的测试验收，受到DESY方面的认可和好评。DESY网站再次进行了大篇幅的报道，DESY主管加速器的副所长Brinkmann先生在给高能所姜晓明副所长的电子邮件中将其称为“两所之间高效的、富有成果的、令人愉快的合作典范”。

上海老人退休在家，日子一般都可以过得很滋润，和老邻居打打牌、下下棋，或是尽享天伦之乐。然而68岁的冯国利，似乎对这些都不感兴趣。他把大部分的退休时间，都投入了一个在国内逐渐边缘化甚至快要消失的行业&mdash &mdash 国产科学仪器的制造。2006年起，他和其他两位老工程师一起，拿出退休金和亲戚朋友资助的几十万元，开始研制一种新型的色谱分析仪器，现在已完成实验样机的试制，还申报了两项发明专利，年内将推出正式样机。 　　&ldquo 万一失败，我就当用多年的积蓄去旅游了。比起旅游，这项工作的意义总归更大些。&rdquo 冯国利说。 　　&ldquo 科研后勤兵&rdquo ，曾最引以为豪 　　冯国利说的&ldquo 这项工作&rdquo ，是指科学器材的供应服务。科学技术是第一生产力，科学器材就是最重要的生产资料之一。做好&ldquo 科研后勤兵&rdquo ，是他最引以为豪的事。 　　1989年，他来到刚成立的上海科学器材商场，负责采购各种稀缺的科学实验器材。那时没有网络、手机，国际、国内交流远不如现在这么便捷，加之国内对进出口管制较严，从事前沿科学技术研究的科学家，经常急缺各种新型实验器材。科学器材商场应运而生，这也是当时国家科委探索科学器材供应市场化的试点。1993年，中科院冶金所承担了一项&ldquo 863计划&rdquo 任务，急需进口砷烷、磷烷等高纯度有机化学试剂。由于这些试剂具有高压、剧毒、易燃易爆等特性，一般的进出口公司都不愿冒险进口。冯国利和同事们知道后，主动接下单子，积极联络国外生产厂商。半年后，装满&ldquo 危险气体&rdquo 的货船缓缓驶入黄浦江，商场专门派车到码头&ldquo 迎接&rdquo ，并小心翼翼一路&ldquo 护送&rdquo 到中科院。同年，这项科研任务顺利结题。 　　那时候，科学器材商场向几大主要科研机构定点发放的&ldquo 特供卡&rdquo ，成为科研工作者眼中的抢手货。每当有重要学术会议举办，科学器材商场在会场外设摊接受咨询，总是门庭若市&hellip &hellip 1994年，国家科委在北京举办科学器材供应服务经验交流会，冯国利代表上海发言。那份用老式中文打字机敲出来的发言稿，他珍藏至今。 　　50万欧元&ldquo 图纸费&rdquo 钱，决心自己做 　　几年后，科学器材商场与上海科学器材公司合并，冯国利继续热心为科研人员解决各种器材问题。不过，时代渐渐和以前&ldquo 不一样&rdquo 了。 　　随着中外科技交流的深入和频繁，进口实验器材变得越来越简单，&ldquo 科研后勤兵&rdquo 似乎已无存在必要。带着淡淡失落，冯国利2003年从科学器材公司退休。之后他专门对上海科学仪器市场进行了调查，发现这里几乎已成为外国科学仪器公司的天下，有100多家外资公司先后在全市设立经营和生产机构，有的还准备把研发中心搬到上海。而以前经常联系业务的国内器材厂商，几乎被挤到边缘，只能在中低档仪器方面进行低水平重复和低价格恶性竞争。 　　虽然做了20多年进口器材采购，冯国利始终觉得不妙，科学器材市场，不应全是进口货的天下。曾经有一位法国专家向他介绍过一种新型色谱分析仪器，和传统产品相比，检测效率更高。凭着多年科学器材工作的经验，他判断该仪器特别适用于中药成分的分析和质量控制。国家药监部门的试用效果证实了冯国利的判断。 　　但这一次，他没有直接进口仪器，而是提出了中法合作加工的设想。一来为降低成本，二来以此提升国内科学仪器行业的制造能力。没想到，谈判还没开始，外商就提出要先收50万欧元的&ldquo 图纸费&rdquo 。&ldquo 难道我们自己就做不出吗?&rdquo 冯国利越想越不服气，2006年，他拉上两位&ldquo 30后&rdquo 、&ldquo 40后&rdquo 工程师，准备自己研究一套国产化技术路径。 　　白手起家做仪器，没有资金、没有工厂。冯国利退休工资一个月才一千多元，手头不宽裕。好在家人和朋友都支持，大家一起凑了几十万元，合作者之一周海舫的儿子免费提供试验场地。考虑到项目的风险性，他坚决不要另外两位老工程师出钱凑份子。&ldquo 这么大风险，他们比我更承受不起，还是全让我来担。&rdquo 冯国利说。 　　这些年来，北京东路和虬江路，是冯国利去得最多的地方。在那里，他总能淘到既便宜又有用的东西。分析试纸需要专门薄膜，他从北京路买下一大卷原材料，拿回家剪开用熨斗一张张熨平 仪器减震需要弹簧，他买回大大小小一堆弹簧，逐一比试&hellip &hellip 凭着三位工程师多年积累的技术知识和实践经验，项目艰难而缓慢地推进着。 　　孤掌难鸣，盼科学家用&ldquo 中国制造&rdquo 　　2010年，在市科技创业中心&ldquo 创业苗圃&rdquo 的资助下，冯国利的团队获得一笔资助并成立了公司，样机试制得以开展。松江一家工厂的老板，看到一群六七十岁的老人如此执着，感动之下以成本价为他们加工样机。然而，一种孤掌难鸣的无奈情绪始终在他心头挥之不去。 　　许多样机零部件需要拿到高校、院所的实验室或是工厂委托加工，然而对方一听说加工难度较大，便纷纷摇头，再听到只加工一、两个，就更不乐意了。费尽心力画图纸，又不批量生产，成本高利润小，何苦做赔本买卖?有时候好不容易找到加工单位，产品拿回来一看，全都不合格。更让他伤心的是，拜访过不少实验室，对方一开口就是，&ldquo 我们这里200多台色谱仪，都是进口的!&rdquo 冯国利觉得&ldquo 道不同，不相与谋&rdquo ，立即退了出来。他不明白，为什么用进口器材就值得骄傲，国产科学器材，难道真的到了可有可无的地步? 　　冯国利说，历数诺奖历史上诸多获奖项目，都和某个特定的、新型实验仪器息息相关。在科学器材上完全依赖现有、进口的产品，也会对研究成果的原创性和突破性带来影响。从这个角度而言，国内科学器材行业，尤其是仪器制造业的萎缩，是一个值得警惕的信号。 　　还没退休的时候，冯国利曾经考察过美国一家著名的现代化科学器材制造销售公司。那里的产品销售目录比字典还厚，物流配送体系非常先进，供应链遍布全球，工作人员的专业素养也很高。他很想有朝一日，国内也能有这样的公司，把中国设计制造的仪器设备，第一时间送到科学家手上。 　　不过他也很清楚，对于这支从桑榆之年开始创业的团队来说，很可能等不到这一天的到来。目前他能做的，就是赶紧把正式样机做出来，交给科学家试用。让越来越多的人关注国产科学器材行业，至少，不要让它真的慢慢&ldquo 消失&rdquo 。

塑料薄膜制样机得益于国家推进经济结构调整、支持科技进步、关注民生等有关政策措施的带动，得以迅猛发展，行业增幅高于大部分制造业。　　中国经济持续增长的同时也刺激了对仪器的需求，其市场长期以两位数的速度发展，从而使得中国成为了世界上最重要的市场之一。在生命科学分析仪器的同行看来，中国当今经济形势为仪器行业的发展提供了良好的环境。　　国外先后开发了多种控制形式的薄膜制样机，控制系统广泛应用在各个厂家的试验机上。他们又将计算机技术逐渐的应用到试验机上。我国电子式万能试验机也得到了一定的发展，但是，由于一方面长期习惯于仿制国外产品，国产测试设备缺乏创新能力，另一方面受开发制造成本和工艺所限，我国还没有形成具有国际竞争力的系统级规范化标准化产品。　　目前，国内制样机厂家众多，有实力的厂家也越来越多地参与到试验机市场的竞争中来。随着科学技术的发展，一些新兴的行业对试验用夹具提出了新的要求，例如要求夹具结构小、无磁性，耐腐蚀等等。由于试验机夹具使用的特殊性，以及新材料的不断出现，夹具的设计一直处在被动的局面。我们每天都会碰到新材料，需要设计新的夹具。　　随着社会的进步，塑料薄膜制样机科学技术的高速发展，各类新材料层出不穷，原有材料的性能也有了质的飞跃。如何合理、安全、高效的应用材料，其力学性能的检验是一项非常重要的工作。在这一大环境的推动下，近年来材料制样机行业也有了长足的发展。各种新技术、新方案被大量的应用在试验机领域，因而制样机的性能有了非常大的提高，使用领域也较过去有了非常大的拓展。