在科技舞臺(tái)上,中國正以一種前所未有的姿態(tài)崛起。 從嫦娥飛船月球取壤,到若隱若現(xiàn)的第六代戰(zhàn)斗機(jī),再到低成本、高效的Deepseek 人工智能大模型橫空出世,相繼而來的成果,逐步點(diǎn)燃了國人的科技自信。 里程碑式成就之外,有人關(guān)注中國產(chǎn)業(yè)成就。作為歐洲重要的金融機(jī)構(gòu),德意志銀行對(duì)中國企業(yè)在5G通信、人工智能、半導(dǎo)體、新能源汽車等領(lǐng)域的技術(shù)突破給予了高度評(píng)價(jià)。特別是新能源汽車領(lǐng)域的創(chuàng)新,被德銀視為中國科技企業(yè)在全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要體現(xiàn)。 2025年開局,即將到來的OPPO Find N5上面所體現(xiàn)的超薄增材制造工藝,或?qū)⒃诰苤圃煨袠I(yè)上,給中國科技自信、自強(qiáng),再添一把火。 一部厚度僅8.93毫米的折疊屏手機(jī)OPPO Find N5,正用顛覆性的3D金屬打印技術(shù),向世界展示中國制造的硬核實(shí)力。能做到如此之薄,并非一蹴而就,而是經(jīng)年理想與現(xiàn)實(shí)碰撞,技術(shù)與需求互攻、互激的結(jié)果。 輕薄基因遇上3D打印 2012年,在功能機(jī)轉(zhuǎn)智能機(jī)的時(shí)候,OPPO的結(jié)構(gòu)工程師李明陽,和幾個(gè)伙伴一起,私下里琢磨出了當(dāng)時(shí)全球最薄的Finder。投入市場(chǎng)后,以輕薄設(shè)計(jì)和強(qiáng)大的功能,獲得了市場(chǎng)青睞,順利地幫OPPO度過了轉(zhuǎn)型期陣痛。 2016年,OPPO推出R9手機(jī),當(dāng)年銷量突破2000萬臺(tái)。輕薄機(jī)身與閃充技術(shù),是當(dāng)年大賣的兩大原因。至此, OPPO產(chǎn)品基因內(nèi)置了輕薄元素。 如今折疊屏手機(jī)時(shí)代,怎么做得更? 李明陽帶著張前等小伙伴一起琢磨。通過Find N、N2和N3的摸索,水滴型鉸鏈、一體化機(jī)身、超薄柔性屏幕等技術(shù)不斷被投放到手機(jī)上,OPPO的折疊屏手機(jī)做出了一些特色。 但是,要想把機(jī)身做到9毫米內(nèi),這些還不夠。原因很簡(jiǎn)單,手機(jī)整體做薄,要繼續(xù)把連接兩塊屏幕的軸減窄,水滴夾角變小,堆疊更合理。推導(dǎo)下來,整軸設(shè)計(jì)改變?yōu)槲遢S四簧結(jié)構(gòu),零件(包括中板、翼板)要小型化、輕量化。 延續(xù)之前材料與加工方式,輕薄空間幾乎已開發(fā)至極限。第四代折疊屏手機(jī)Find N5上要想在厚度上有所突破,要大膽走一條不尋常路。 當(dāng)OPPO團(tuán)隊(duì)為Find N5的鉸鏈厚度犯難時(shí),一家名為鉑力特的企業(yè)進(jìn)入視野。這家由西安交通大學(xué)黃衛(wèi)東教授與薛蕾博士于2011年創(chuàng)立的公司,專注金屬3D打印技術(shù)十余年,曾造出中國首臺(tái)自主金屬打印機(jī),甚至將技術(shù)送上太空——從火箭發(fā)動(dòng)機(jī)到人造骨骼,鉑力特的“增材制造”早已在高端領(lǐng)域大放異彩。 但消費(fèi)電子是另一片戰(zhàn)場(chǎng)。過去,3D打印多用于小批量定制,而Find N5鉸鏈需要量產(chǎn)10萬臺(tái)級(jí)別起——這相當(dāng)于用造衛(wèi)星的技術(shù)做手機(jī)零件。更棘手的是,鈦合金粉末需以±0.02毫米的精度堆疊成0.15毫米薄片,稍有不慎就會(huì)變形。 “醫(yī)療和航天訂單再多,也比不上手機(jī)行業(yè)的量產(chǎn)考驗(yàn)!便K力特深圳負(fù)責(zé)人麻東坦言。2018年,公司南下深圳布局消費(fèi)電子,但首次接到手機(jī)核心部件訂單時(shí),連他都捏了把汗:產(chǎn)線要升級(jí)、資源要加碼,甚至要向西安總部“搬救兵”。 這場(chǎng)冒險(xiǎn)最終被一個(gè)信念點(diǎn)燃——若能將航空航天應(yīng)用的技術(shù)塞進(jìn)手機(jī),中國精密制造的話語權(quán),或許就藏在這8.93毫米的厚度里。 量產(chǎn)突破“三重門” Find N5 的鉸鏈翼板厚度要求為0.15毫米,如此薄的零件在打印過程中極易受到外力影響而變形。特別是在鋪粉過程中,刮刀的運(yùn)動(dòng)可能會(huì)對(duì)已成型的超薄層產(chǎn)生沖擊,導(dǎo)致零件形變或位移。這是OPPO和麻東面臨的第一個(gè)難題:超薄零件變形。 “看翼板邊緣,是不是有點(diǎn)變形?”O(jiān)PPO 結(jié)構(gòu)工程師張前看著首批打樣,讓大家都一起來把把關(guān)。他是 Find N5 項(xiàng)目的核心成員之一,對(duì)與鉑力特對(duì)接成敗負(fù)責(zé)。他深知,這個(gè)項(xiàng)目的成功與否,不僅關(guān)系到 OPPO 在折疊屏領(lǐng)域的突破,更關(guān)乎中國手機(jī)行業(yè)在精密制造上的突破。 通常,遇到問題,麻東都會(huì)聯(lián)系雙方技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)解決。經(jīng)過多次討論和試驗(yàn),他們決定采用一種特殊的支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),類似于“鳥巢”結(jié)構(gòu),將多個(gè)零件捆綁打印,利用結(jié)構(gòu)互撐降低局部變形風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí),通過優(yōu)化激光參數(shù)和打印路徑,進(jìn)一步減少零件在打印過程中的應(yīng)力。 經(jīng)過數(shù)周的努力,新的設(shè)計(jì)終于成功解決了超薄零件的變形問題,還提高了零件的穩(wěn)定性,確保了打印精度。 麻東和張前面臨的第二個(gè)難題:殘余應(yīng)力控制。金屬打印過程中,鈦合金在激光瞬時(shí)高溫熔化后急速冷卻,容易在零件內(nèi)部產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力。這種應(yīng)力可能導(dǎo)致零件在后續(xù)使用中出現(xiàn)形變或開裂,嚴(yán)重影響產(chǎn)品的可靠性和壽命。 經(jīng)過研判,解決之道是需要在熱處理工藝上下功夫,通過精細(xì)化的熱處理來釋放殘余應(yīng)力。 技術(shù)人員決定采用包括退火、保溫和應(yīng)力釋放等步驟。通過多次試驗(yàn)和優(yōu)化,他們成功將零件的殘余應(yīng)力降低到了可控范圍內(nèi)。新的熱處理工藝不僅提高了零件的穩(wěn)定性,還延長(zhǎng)了產(chǎn)品的使用壽命。 解決了殘余應(yīng)力問題后,麻東和張前又面臨了第三個(gè)難題:成本與效率的平衡。雖然金屬打印技術(shù)在精度和復(fù)雜結(jié)構(gòu)上具有巨大優(yōu)勢(shì),但對(duì)消費(fèi)電子而言,大規(guī)模量產(chǎn)對(duì)成本和效率的要求極高。如何在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí),降低生產(chǎn)成本并提高生產(chǎn)效率,是必須解決的問題。 他們決定優(yōu)化打印工藝,采用更大的激光光斑和更高效的鋪粉系統(tǒng)。同時(shí),通過改進(jìn)打印路徑和參數(shù)設(shè)置,進(jìn)一步提高了打印效率。優(yōu)化之后,單件成型時(shí)間縮短至2-3分鐘,并實(shí)現(xiàn)了鈦粉的100%回收再利用,大大降低了生產(chǎn)成本。 通過這三個(gè)步驟的努力,一批批達(dá)標(biāo)的鉸鏈部件生產(chǎn)出來。不過,零件做薄只是做好一款超薄產(chǎn)品的起點(diǎn)。張前和團(tuán)隊(duì)的人后續(xù)發(fā)現(xiàn),還要聯(lián)合其它小組在手感、平整、可靠性和耐用性等多維度著力,才能讓Find N5又薄又好用。 “中國方案”助力出海 20世紀(jì)50年代,日本精工公司服部一郎、小林一郎在祖輩基礎(chǔ)上,靠著對(duì)精密機(jī)械制造熱情,積極地推動(dòng)技術(shù)革新。當(dāng)時(shí),數(shù)控技術(shù)剛剛興起,精工意識(shí)到這一技術(shù)在精密機(jī)械制造中的巨大潛力,決定投入大量資源進(jìn)行研發(fā)。在他們積極推動(dòng)下,1965年,精工推出了第一臺(tái)商業(yè)化的數(shù)控機(jī)床,標(biāo)志著其在數(shù)控技術(shù)方面的成熟。 接著,精工公司吸納了豐田公司精益生產(chǎn),并在機(jī)械加工時(shí)廣泛使用了牧野銑床的設(shè)備,這些設(shè)備的高精度和高可靠性為精工手表的精密制造提供了重要支持。由此,日本精密制造在全球開啟了拓展之路。 技術(shù)創(chuàng)新不僅對(duì)日本國內(nèi)的精密機(jī)械制造產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響,也在國際市場(chǎng)上樹立了日本精密制造的高標(biāo)準(zhǔn)。精工手表以其高精度和高可靠性聞名于世,成為日本精密制造的代表。精密制造幫助日本在全球取得了統(tǒng)治性市場(chǎng)份額。 日歷翻篇至今,在傳統(tǒng)的減材制造工藝上,幾代人沉淀的技術(shù),使得日本(還有德國)已經(jīng)確立了難以逾越的限制。即使在檢測(cè)設(shè)備方面,日德企業(yè)長(zhǎng)期處于壟斷地位,使得國內(nèi)制造業(yè)難以突破現(xiàn)有精度上限,形成了成本、效率、精度的“不可能三角”。 OPPO選擇鉑力特合作,在Find N5上首次大規(guī)模應(yīng)用鈦合金材料,進(jìn)行“增材制造”,意在打破這一“不可能三角”。 增材制造天然具備彌補(bǔ)減材制造劣勢(shì)的優(yōu)勢(shì),可以實(shí)現(xiàn)資源在空間的按需分配,讓制造更簡(jiǎn)單,讓設(shè)計(jì)最大化的自由釋放其價(jià)值,實(shí)現(xiàn)真正的個(gè)性化生產(chǎn)。這里或許蘊(yùn)藏著廣闊機(jī)會(huì)。 不難理解,中國企業(yè)眼下要出海,取得更大成就,必須要有新的看家本領(lǐng),沿著別人技術(shù)路線,只能落入老舊窠臼。中國企業(yè)要走一條不尋常的路。 改革開放之初,中國公司最初在服裝、紡織品和玩具領(lǐng)域的崛起,到如今,在基礎(chǔ)電子、鋼鐵、造船等領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位,中國制造業(yè)的發(fā)展軌跡越來越令人矚目。特別是白色家電、太陽能等領(lǐng)域,中國企業(yè)的表現(xiàn)更是異軍突起。但是,在制造業(yè)皇冠上的精密制造,我們必須要能說上話。 “沖出中低端、搶占制高點(diǎn)、致勝新賽道,”廣東省委書記黃坤明在廣東省高質(zhì)量發(fā)展大會(huì)上的講話,替很多產(chǎn)業(yè)界人士發(fā)出了心聲,引起了廣泛共鳴。 發(fā)展不一樣的精密制造需要多方合力。在 Find N5 的制造過程中,數(shù)據(jù)和仿真技術(shù)發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。鉑力特積累了海量的制造數(shù)據(jù),而 OPPO 則通過全球范圍內(nèi)的消費(fèi)電子產(chǎn)品研發(fā)與制造,沉淀了豐富的用戶需求和產(chǎn)品迭代數(shù)據(jù)。雙方將這些數(shù)據(jù)與仿真技術(shù)相結(jié)合,形成了一套“數(shù)據(jù)—仿真—試制—驗(yàn)證”的循環(huán)迭代流程。 不論未來如何,Find N5身上精密增材制造,不僅為金屬打印技術(shù)在消費(fèi)電子領(lǐng)域的應(yīng)用開拓了一個(gè)新思路,也為全球智能制造的發(fā)展貢獻(xiàn)了中國智慧。它若成功,將為越來越旺的中國科技自信再添一把火。 2023年,中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院發(fā)布了《中國科創(chuàng)典型調(diào)查報(bào)告》,其中把OPPO折疊屏手機(jī)與中國高鐵復(fù)興號(hào)、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、中國商飛C919大飛機(jī)等專利密集型的科創(chuàng)產(chǎn)品,一起納入“中國科創(chuàng)新名片”。鑒于OPPO旗艦手機(jī)在全球受歡迎程度(在海外中高價(jià)位段市場(chǎng),特別是東南亞、中南美洲等地,它是當(dāng)?shù)叵M(fèi)者眼中跟三星并駕齊驅(qū)的手機(jī)品牌),代表精密制造之光的Find N5,將有望成為中國科技力量的一張新名片。 本文來源:虎嗅 |
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