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比原子弹还难造?耗时5年,中国终于成为第6个可以自主制造圆珠笔头的国家!

2020-11-04 16:35:10

很多人都不知道,很久以来,有个事儿一直压在中国制造业的头上!


2016年1月4日,、实现脱困发展座谈会上透露了一个“秘密” :“去年,我们在钢铁产量严重过剩的情况下,仍然进口了一些特殊品类的高质量钢材。我们还不具备生产模具钢的能力,包括圆珠笔头上的‘圆珠’,目前仍然需要进口。都需要调整结构。”


可能大家不相信,为什么中国能制造出火箭、飞船、原子弹等许多让每一位中国人都感到无比的自豪的东西,却偏偏“造不出”圆珠笔头上小小的“圆珠”。,估计好多人都不知道。



3000多家制笔企业、20余万从业人口、年产圆珠笔400多亿支……这些数据无一不告诉我们,中国已经成为当之无愧的制笔大国。但是,在这一连串值得骄傲的数字背后,却是核心技术和材料高度依赖进口、劣质假冒产品泛滥的尴尬局面,甚至圆珠笔笔头的“球珠”还需要依赖进口。


中国作为世界制造业大国,为何却无法实现一个小小零件的完全自主研发和生产?“圆珠笔之问”,更是“中国制造业之问”!


在2015年11月央视播出的《对话》节目里,贝发集团董事长邱智铭也曾表示,目前依旧处于困境。



他坦承,国内制造圆珠笔的设备至今仍靠瑞士进口的现状。


在这之后,有“中国制造”情结的格力董明珠当即许下承诺:“一年之后,这种设备我负责交给你。”这是她和雷军“10亿赌约”之后,第二个让她成为网红的赌约。


董明珠回应,“没有做成不是因为我做不成,是因为他们的材料我没有。”她表示,我们可以造很好的飞机,可以造很好的科技,但是你再回头看我们的技术材料,核心技术不在我们这儿。到现在为止我们的真正顶级发动机依然不在中国人手上。


最终,还是因为缺乏部分材料,无功而返。


但是,最近太钢完成了笔尖钢制定标准的工作!


1月9日,太原钢铁(集团)有限公司(下称太钢集团)官网挂出一篇来自山西卫视的报道称,圆珠笔头市场已不再被国外垄断,太钢集团旗下钢铁主业子公司山西太钢不锈钢股份有限公司(下称太钢不锈钢,000825.SZ)实现了自主化生产!



圆珠笔的生产线


耗时5年,中国成为第6个可以完全自主制造圆珠笔头的国家,有望完全替代进口!


完整视频


泱泱大国为何会被小小“圆球”难倒?


1、制作流程、工艺复杂


笔尖分为两部分,小圆珠和球座体。相比于直径0.5毫米的小圆珠来讲,直径2.3毫米的球座体的结构更复杂,而且需要非常坚固。



球座体内部结构,图片来自网络

球座体的碗口,也就是放小圆珠的地方,这里的厚度只有大概0.4毫米,在书写的时候要承受较大的压强,如果所使用的材料不够坚固,那么很可能在数次使用后就会断裂。



书写时圆珠笔头的小圆珠不断旋转,将墨水印在纸上。图片截取自NRK的YouTube视频

球座体中的结构非常复杂,既要保证材料容易切削,又要确保在加工的时候不会断裂。这对材料有很大的考验。而这种特殊的钢材,是需要在钢材中加入特殊比例的添加剂。


2、核心材料高度依赖进口


“从数量上来看,我们是当之无愧的制笔大国,但还不是制笔强国。”中国制笔协会名誉副理事长陈三元说,虽然我国制笔产业很早就形成了,但在2011年我国启动核心材料和设备自主研发项目以前,从易切削钢线材、墨水到加工设备都只能依靠进口。


笔头和墨水是圆珠笔的关键。目前,碳化钨球珠在国内外应用最为广泛,我国已经具有很好的基础,不仅可以满足国内生产需要,还大量出口。但球座体的生产,无论是设备还是原材料,长期以来都掌握在瑞士、日本等国家手中。


国外生产设备对原材料的要求相对更高,国产不锈钢线材无法适用,必须依靠日本进口易切削不锈钢线材。同时,与之相匹配的墨水也要从德国、日本等国家进口。从而形成了我国当前圆珠笔产量第一,但核心材料和设备却大量依靠进口的“尴尬”局面。

  


3、不是造不出,而是没必要?



根据公开资料显示,中国每年要生产380亿支笔,需要用每吨12万的价格进口1000多吨生产笔头的钢材,付出外汇1500万美元。这样算下来,每枚笔头的用钢大概是0.0004美元,折合人民币2厘钱,也就是0.002元,而中国生产的圆珠笔大多属低档类,出口平均价仅为0.03美元/支,笔头用钢成本仅占总成本的1.3%。






圆珠笔构造图 (图片来源:《小康》杂志)


太钢集团技术中心高级工程师王辉绵称,钢材要制造笔头,必须用很多特殊的微量元素,把钢材调整到最佳性能,微量元素配比的细微变化都会影响着钢材质量,这个配比找不到,中国的制笔行业永远都需要进口笔尖钢。


一位钢铁材料学科研究人员表示,圆珠笔笔头用钢的用量太小,附加值低,对于大部分企业来说完全没必要自己生产,而且市场造假山寨层出不穷,研发者得不到应有的回报。企业进口几吨就可以用很久,而且现在都是直接买笔头,因为把钢加工成笔头也是需要精密技术的,大多数圆珠笔生产厂家都没必要引进加工笔头的生产线。


现在中国能制造圆珠笔头,并是不是说以前就不能制造而是利润太薄,没人投入。要研发的话,的确烧钱,但现在不烧钱,二十年后中国还只能是现在这个熊样!所以,现在打破垄断,应该是考虑到可能有技术转化的价值,比如优质滚珠轴承。



技术攻克,数百亿圆珠笔头实现中国造


为解决笔尖“皇冠”的问题,国家早在2011年就拨款6000 万,重点打造“制笔行业关键材料及制备技术研发与产业化”项目,其中三个子项目分别是:圆珠笔墨水的研发与产业化;笔头线材及其装备技术的研发与产业化;笔头与墨水匹配等瓶颈问题。这意味着,将投入1.8 亿元对圆珠笔的核心技术进行科技攻关。最终,贝发集团、晨光集团、上海纳诺微科技公司三家企业牵头,承担各个子项目的科技攻关。


没有任何参考,只能不断地积累数据、调整参数、设计工艺方法。


太钢集团技术中心高级工程师王辉绵说,突破的灵感来自家常的“和面”,面要想活得软硬适中,就要加入新“料”,相对应的钢水里就要加入工业“添加剂”。普通的添加剂都是块状,如果能把块状儿变细变薄,钢水和添加剂就会融合的更加均匀,这样就可以增强切削性。  


经过五年数不清的失败,在电子显微镜下,太钢集团终于看到了“添加剂”分布均匀的笔尖钢,试验在2016年9月取得成功。大规模炼钢十多次后,第一批切削性好的钢材终于出炉了。这批直径2.3毫米的不锈钢钢丝,可以骄傲的写上了“中国制造”的标志。



在贝发笔业的测试实验室,用太钢原料生产出来的笔芯正在进行极限测试,在同一个角度下,每支笔芯都要连续不断地书写800米不出现断线情况,这已经是对这一产品的第六轮测试。


现在,一些笔头企业已经开始使用国产笔头钢,在未来两年有望完全替代进口。



除了总理点名的圆珠笔头,

这些东西中国也生产不了。



1、跑鞋(减震系统)



对于跑步爱好者来说,一双高性能的跑鞋十分重要。但遗憾的是,很少会有消费者选择购买国产品牌的专业跑鞋。目前,外资品牌占据了专业跑鞋市场,而这 些品牌也确实掌握着一些国产品牌所没有的核心技术。以中底减震技术来说,这是决定一双运动跑鞋好坏的关键。而目前国产品牌还没有突破这一核心技术。


2、手机系统(安卓、iOS)

  


上述这两大手机系统,目前核心技术开发都属于国外,其中安卓系统是以Linux为基础的开源移动设备操作系统,主要用于智能手机和平板电脑,由 Google成立的Open Handset Alliance(OHA,开放手持设备联盟)持续领导与开发中,而iOS系统则是由苹果公司开发的移动操作系统,专用于系列的苹果品牌的数码。


3、工业制造(数控机床)

  


作为中国传统工业的重要助推器,高档数控机床的自主化问题一直扼制着中国先进制造业的发展,据相关人士透露,“大而不强”是中国制造业的现实。我国 数控机床目前还是以中低端产品为主,高端数控机床主要依赖于进口。数据显示,目前国内所需要的80%高端数控机床是要从国外进口的。


4、医疗设备(CT)


  


就医疗设备而言,根据中国医药保健品进出口商会2014年公布的数据显示,由于国产医疗设备没有掌握核心技术,我国正在使用的高端医疗器械中,80%的CT、中高档监视仪,85%的检验仪器,90%的超声波仪器、磁共振设备、心电图机都是外国品牌。目前,全国的医疗单位全部依赖外资企业的进口才能获得管球,才能使用CT和DR。


5、汽车(发动机、电喷系统)


 


核心技术的缺失在汽车行业尤为明显。虽然近年来自主品牌在技术方面一直很努力,但不可否认的是,我们比起日本、欧美等国家还是有一定差距的。特别是在发动机等核心零部件方面。



想起电影《一代宗师》的经典台词:


功夫是什么?就是时间。即长时间反复练习,每个人都拥有成功的机会。专注做样东西,要不断追求、不断突破,甚至还需要和自己较劲。


所以,我们不是做不出来,而是丢了“匠心”。瑞士手表的市场曾经被日本的电子手表所超越,然而,瑞士人不为所动,继续专精机械手表,他们只是比原来更加地追求极致。


今天,很多人失去了昔日的匠人精神,少了死磕到底的勇气,少了追求极致的固执,往往被短期利益所迷惑,变得很浮躁。世界再嘈杂, 匠人的内心, 绝对是安静、安定的。


来源:岭南会


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