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潘涛:为光电产品炼“慧眼”

2020-02-27

中国工人 2020年1期
关键词:磷酸盐慧眼成型

石英砂加上稀土等辅料,经过1200℃以上的高温熔炼,会发生奇妙的变化,转化为晶莹剔透的光学玻璃,潘涛和他的团队就是把控这个过程的“魔术师”。这些光学玻璃最终会被制作成数码相机、投影仪、手机,甚至太空探测器、天文望远镜、潜望镜的“眼睛”,为人们清晰地拍摄记录下各种景象。

在2019年9月的第二届“四川工匠”名单上,来自四川成都光明光电股份有限公司玻璃制造本部熔炼大班长潘涛的名字赫然在列。

作为中国光学玻璃特别是氟磷酸盐光学玻璃熔炼成型领域的专家型人才,潘涛和他带领的团队可谓是企业的一支“特种部队”,专攻生产难度较高的“高精尖”光学玻璃。“目前我们负责生产的有高端镧系光学玻璃、环保重火石光学玻璃、氟磷酸盐光学玻璃等系列产品,它们都是制造高端精密镜头的原材料。”潘涛介绍。

精通上百种牌号的光学玻璃熔炼成型技术和操作工艺,全面参与设计建设国内第一条氟磷酸盐连续熔炼生产线,攻克了无数制造难题……在同事们眼里,潘涛是不折不扣的“牛人”,不仅拥有13项专利,享受国务院政府特殊津贴,还是全国技术能手。

2019年岁末,在完成了氟磷酸盐光学玻璃持续改进和棒料成型技术优化项目后,潘涛又把目标锁定在了小粘性、大规模光学玻璃的成型攻关,力争进一步提升光学玻璃制造水平和能力。

潜心钻研:创下多项纪录

2019年12月18日,当记者见到潘涛时,前两天刚熬了一个通宵的他,脸上却看不到丝毫倦意。“最近我们正在攻关高端镧系产品,进一步丰富它的品种。”身为代表中国光学玻璃研发、制造顶尖水平的成都光明光电首席技师,潘涛时刻保持着一种紧迫感。

光学玻璃主要用于数码相机、投影仪、车载和监视器等的镜头,又被称为光电产品的“眼睛”,“你看,我们公司的LOGO就是眼睛的形状”。

光学玻璃产销量全球第一,产品广泛应用于光电信息及航空航天、新能源等领域,覆盖数码相机、投影仪、手机、车载、监视器等高端产品,服务于莱卡、佳能等众多国际知名品牌,成都光明光电无疑是国内当之无愧的行业龙头。

潘涛所在的A03玻璃制造本部,是世界最大的光学玻璃生产车间。这里每个生产流程和每条生产线,他都烂熟于心。从事了30年的光学玻璃熔炼工作,从学徒一步步成长为公司首席技师,潘涛最大的秘诀就是不断钻研。

成都光明光电是新中国成立后我国“一五”计划156个重点项目之一。1956年,潘涛的父亲被指定为工厂筹建小组成员,从北京来到成都参与工厂建设。尽管是个“厂二代”,对工厂的认识,潘涛也仅限于“做玻璃”和“军工厂”两个概念。

1989年,18岁的潘涛高中毕业,被分配到设备最先进的八车间当熔炼工。“八车间三条生产线都是从日本引进的,很多老师傅还曾被公司派到日本学习过熔炼技术,能力高,经验丰富。”回忆起当年的学艺过程,潘涛感慨自己很幸运,从检修炉子到控制熔炼,再到成型技术,师傅黄万平都悉心指导,让他受益匪浅。脑筋灵活,记忆力强,是潘涛的一大优势。第一次参加升级考试,他答题时甚至连标点符号都没错一个。

扎实的理论知识,加上在实践操作中善于总结钻研,潘涛很快脱颖而出,成为光学玻璃熔炼领域的一把好手,不仅出色地完成多项国家和公司的试制攻关任务,还为中国打破国外行业垄断,实现氟磷酸盐系列玻璃成功量产做出突出贡献。他所掌握的熔炼和成型技术也是目前国内最先进的氟磷酸盐玻璃生产技术,自主设计的成型装置获得国家发明专利。

潘涛正在测量产品

项目攻关过程中,潘涛查找相关技术资料

潘涛(中)向徒弟讲解如何判断光学玻璃是否存在气泡条纹

与此同时,潘涛带领团队完成了多个高端镧系玻璃新牌号成型实验,全部实现量产,并首开行业先河,自主开发设计棒料拉制成型装置,成功量产了多个牌号的玻璃棒料产品。

不懈追梦:掌握尖端制造技术

氟磷酸盐光学玻璃项目攻关,是潘涛参与的一场难度最大的硬仗。

氟磷酸盐光学玻璃能够消除二级光谱特殊色散,提高成像质量及观测分辨率,实现高精密成像系统的小型化和轻量化,是现代光电信息技术发展的重要基础原材料。它的连续熔炼技术,属光学玻璃尖端制造技术,一度被日本和德国企业垄断,价格十分昂贵。2006年以前,氟磷酸盐光学玻璃在国内售价每公斤高达上千元,是普通光学玻璃售价的10倍左右,且应用到特殊领域的大尺寸氟磷酸盐光学玻璃材料被国外列入特殊商品名录,禁止向中国销售,以此来制约我国光电信息技术发展。

国际同行曾扬言,“中国人不可能自主研发出氟磷酸盐光学玻璃连续熔炼技术,并实现原料国产化”。然而,这个困局最终被成都光明光电打破。

2004年,潘涛加入公司刚成立的氟磷酸盐光学玻璃研发团队。在没有设备、没有任何可借鉴经验的情况下,潘涛和团队边摸索配方边试验,设计出了我国第一条氟磷酸盐生产线。谁知还没来得及出料就宣告失败,大家眼睁睁地看着高纯铂金制成的熔炼设备彻底龟裂。

“不能连续出料,对试制氟磷酸盐玻璃是个致命打击。”潘涛解释说,光学玻璃熔炼必须保证24小时不断流,一旦断流,全进口原料和产品报废不说,还会腐蚀熔炼设备,一天损失就达上万元。

总结经验后,潘涛和团队对窑炉设计和操作工艺进行了全面改造,虽然解决了铂金容器被快速腐蚀问题,但运转仍不顺利,每一个小时就会发生一次堵管断流,不具备工业化连续生产条件,同时得到的产品内在质量差,各种各样的条纹层出不穷,始终无法解决。

就在试制无数次失败,大家有些心灰意冷时,事情竟意外出现了转机。一次试生产结束,潘涛整理现场工装,一小块由熔炼尾料自然滴落在模具上形成的仅有“糖饼”大小的玻璃片,让他眼前一亮—在氟磷酸盐生产线,从来没有得到过这么完美、通透的产品。于是,他小心地将这块产品交给技术人员取样分析,发现前所未有地接近设计预期。通过反相推导“糖饼”成型原因,大家明确了氟磷酸盐光学玻璃成型工艺的研究方向,在2007年实现了该类型产品的初步量产。

潘涛还提出多项合理化建议、采取一些“独门”措施,有效突破了氟磷酸盐光学玻璃在高温熔制中易挥发、易析晶、成型难度大等关键瓶颈,使产品技术性能指标达到国际先进水平,促进生产效率大幅提升,日产能从原来的200公斤提升到单线800公斤,良品率成功突破80%以上。仅此一项,量产当年就为公司创造了1个多亿元的销售收入。

潘涛和团队乘胜追击,经过3年多努力,10余种关键原料逐一被国产原料替代,累计为公司降低原料成本近3亿元。至此,氟磷酸盐光学玻璃的连续加料、熔炼、成型产业化,产品质量达到国际先进水平。

如今,成都光明光电氟磷酸盐产品广泛应用于国内外主流品牌的手机、数码相机、投影仪等光电产品,尤其是应用于航空、航天领域的超大规格高品质氟磷酸盐光学玻璃的量产,有效地提高了天文观测空间尺寸,大幅提升我国天文及对地观测水平,为载人航天提供了有力支撑。

力求完美:把质量做到极致

被用作众多光电产品“眼睛”的光学玻璃,精密度要求极高,容不得半点瑕疵,潘涛对质量的把控堪称“鸡蛋里挑骨头”。

光学玻璃生产过程中最常见的问题就是气泡和条纹,潘涛的愿望就是彻底消灭这两个玻璃熔炼的“宿敌”。凭借多年的丰富经验,通过观察熔炉化料状态、翻动情况和颜色,他就能准确判断产生气泡的种类和原因,并提出针对性的解决办法。

每天到生产线上走一走,站在成型口观察玻璃溶液的颜色和扩展纹,成为潘涛的必修课。熔炉温度极高,远远望去,通红的玻璃溶液犹如巨蟒沿着铂金管道蜿蜒而下。成型口热浪灼人,温度高达1000℃。由于距离太近,潘涛不知被烤坏了多少副眼镜。“这是判断玻璃是否会产生条纹和气泡最便捷,也是最快速的方法。”此外,多年的实践经验,让潘涛的眼睛堪比测量仪,只需拿起产品端详一下,就能看出是不是存在条纹,“一旦发现问题,立即调整设备和模具。”

解决氟磷酸盐玻璃熔炼中产生的发雾、闪点等现象,是潘涛的拿手活。他提出的“短时封炉溢流法”耗时短,见效快,是目前针对氟磷酸盐玻璃熔炼内在发雾及闪点问题最佳的解决方法。

2017年,成都光明光电接到欧美大公司订单,为其制造飞机控制仪表HUD的光玻材料。由于规格特殊,这种高端环保重火石类光学玻璃比普通光学玻璃厚一倍,成型难度大,且不允许有丝毫条纹。面对极其苛刻的指标要求,潘涛带领团队专门研制了全套工装模具,成功完成了生产任务,为企业拿到后续订单奠定了良好基础。

2018年,潘涛又迎来新的挑战,参与5G手机盖板玻璃批量生产技术研究项目。他主持成型工装模具的前期准备,设计制作了多套装备用于成型生产过程调试,目前已经生产出样品进行后期试验评估。

直至今日,潘涛和团队仍未停止对各种牌号光学玻璃的改进优化。追求产品质量的极致,推动着他不断创新,“现在我们的产品合格率基本达到93%,今年还要提高到95%。”

潘涛与团队成员一同探讨

倾囊授艺:带出“最牛”队伍

俗话说,打仗亲兄弟,上阵父子兵。多年来,潘涛除干好分内工作外,还带出了一支“特种部队”。以他名字命名的成都市首席技师工作室成员,个个都是行业内的顶尖高手,代表了中国光学玻璃熔炼领域的最高水平。

究竟带过多少位徒弟,潘涛自己也记不清,只知道不少徒弟都成了生产骨干。“只要大家愿意向我学,我都愿意教,没有保留。”在他看来,班组成员都是“兄弟”,不存在什么师傅徒弟之分,也很少签师徒协议。“光学玻璃熔炼与其他制造行业不同,操作技能的提升不能单靠语言的讲述,更多的是靠在不断解决实际问题的过程中积累经验。”因此,潘涛十分注重“身教”,和一线工人一起熬夜,守着产品出炉,成为他的工作常态。

倾囊传授操作技术的同时,潘涛还从管理、为人处世等方面帮助大家全方位提升。

秦长生是潘涛技师工作室成员之一。相处10年,他印象最深的,就是潘涛对工作的严谨认真。一次上夜班,秦长生一个不注意,差点让抽风管把铂金容器的盖子抽走。第二天,秦长生开玩笑似的跟潘涛说了这事,没想到被狠狠批评了一顿,“当时感到特别委屈,现在看来,这顿骂挨得值。”原来,潘涛早就看中秦长生性格沉稳、做事踏实,想提拔他做班长助理,但秦长生是个“好好先生”,担心他管理不好,便趁此机会重重“敲打”。当天晚上,潘涛向秦长生诚挚道歉,坦诚地交了“底”。如今,秦长生已成长为独挡一面的大班长。

包括秦长生在内,公司7个生产线大班长中,有4个人出自潘涛的团队。工作室有一面荣誉墙,上面贴满了各种奖状证书。说到团队成员,潘涛既自豪又觉得有些亏欠,“工作室9个人,光各级劳模就有五六位,他们长期默默奉献,承担各种攻关任务,值得更多褒奖。”

随着市场的变化,产品更新换代越来越快,潘涛又有了新的想法,将过去的操作方案和流程整理成标准化的操作手册,对技能人才进行系统培训,提升理论和创新能力。在潘涛心底,还藏着一个梦想,就是中国光学玻璃产品能够比肩世界一流,成都光明光电对标日本豪雅、德国肖特等国际顶尖光学玻璃企业,“我们离这个目标不远了,只要持之以恒,相信不久的将来一定会达到。”

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