前幾天在實(shí)驗(yàn)室撞見(jiàn)老張對(duì)著顯微鏡發(fā)愁,湊近一看才明白——他那個(gè)號(hào)稱"工業(yè)繡花針"的微鉆頭又崩刃了。這已經(jīng)是本周第三次??粗睆竭€不到頭發(fā)絲粗細(xì)的鎢鋼鉆頭斷成兩截,我突然意識(shí)到,原來(lái)人類在微觀世界的探索,早就像武俠小說(shuō)里的"繡花針比武"般驚心動(dòng)魄。
說(shuō)出來(lái)你可能不信,現(xiàn)在最精密的微孔能達(dá)到1微米級(jí)別,相當(dāng)于把人類頭發(fā)絲豎著劈成80份。記得第一次在電子廠見(jiàn)到微孔加工樣品時(shí),我舉著放大鏡找了半天愣是沒(méi)看見(jiàn)孔在哪,最后技術(shù)員笑著把我領(lǐng)到電子顯微鏡前——好家伙,那些排列整齊的小孔簡(jiǎn)直像用星光鑿出來(lái)的藝術(shù)品!
這種工藝最神奇之處在于,它既不像傳統(tǒng)車床那樣火花四濺,也不像3D打印逐層堆疊。打個(gè)比方,就像用繡花針在豆腐上雕清明上河圖,既不能把豆腐戳爛,還要保證每針都落在納米級(jí)的坐標(biāo)上。業(yè)內(nèi)老師傅常說(shuō):"干這行要練就'呼吸刺繡'的功夫",意思是連呼吸節(jié)奏都會(huì)影響加工精度。
早年間微孔加工全靠精密機(jī)械,那時(shí)候車間的老師傅們個(gè)個(gè)都是"人肉數(shù)控機(jī)床"。有次參觀老廠區(qū),看見(jiàn)位八級(jí)鉗工正在手動(dòng)校準(zhǔn)微孔鉆床,他調(diào)校時(shí)的專注度堪比手術(shù)臺(tái)上的主刀醫(yī)生。但說(shuō)實(shí)話,純機(jī)械加工就像讓大象跳芭蕾——不是不能跳,實(shí)在勉強(qiáng)。
轉(zhuǎn)折點(diǎn)出現(xiàn)在激光技術(shù)的應(yīng)用。還記得五年前第一次接觸激光微加工設(shè)備時(shí),那束綠光在金屬表面"畫(huà)"出微孔的瞬間,整個(gè)實(shí)驗(yàn)室都在歡呼。不過(guò)激光也有煩惱,比如加工某些復(fù)合材料時(shí),高溫總會(huì)留下難看的燒蝕痕跡。這就好比用噴槍修手表,威力是夠了,精細(xì)度卻打了折扣。
這兩年興起的復(fù)合加工技術(shù)倒是個(gè)妙招。有次我看到技術(shù)人員先用激光開(kāi)粗孔,再用電解加工修整內(nèi)壁,最后用超聲波清洗,三種工藝配合得像交響樂(lè)團(tuán)。成品孔壁光滑得能照出人影,這種"剛?cè)岵?jì)"的法子,可比蠻干聰明多了。
搞技術(shù)的都懂,精度每提高一個(gè)數(shù)量級(jí),成本就得翻著跟頭往上漲。某次幫朋友公司評(píng)估微孔加工方案,普通機(jī)加工報(bào)價(jià)50元/件的活,換成精密加工直接要價(jià)2000元。老板當(dāng)時(shí)就瞪圓了眼睛:"這差價(jià)夠買(mǎi)臺(tái)二手轎車了!"
但有些領(lǐng)域還真省不了這筆錢(qián)。比如醫(yī)療領(lǐng)域的介入導(dǎo)管,要是微孔精度差那么幾微米,可能就會(huì)影響藥物釋放速率。有回參觀醫(yī)療器械展,看到某款支架上的微孔居然設(shè)計(jì)成了螺旋陣列,廠家工程師神秘兮兮地說(shuō):"這每個(gè)孔都是救命通道"。那一刻突然覺(jué)得,貴確實(shí)有貴的道理。
最近在高校實(shí)驗(yàn)室見(jiàn)到個(gè)有趣玩意兒——用飛秒激光在金剛石表面打微孔。教授興奮地演示時(shí),激光在鉆石上"點(diǎn)"出的孔洞居然能當(dāng)光學(xué)元件用。這讓我想起小時(shí)候玩的萬(wàn)花筒,只不過(guò)現(xiàn)在我們把戲法玩到了納米尺度。
說(shuō)實(shí)話,微孔加工這行當(dāng)就像在刀尖上跳舞,既要追求極致精度,又要跟材料特性斗智斗勇。但每次看到那些精密零件在航天器、醫(yī)療設(shè)備里發(fā)揮作用時(shí),又覺(jué)得這份較真特別值得。畢竟,人類對(duì)精度的追求,從來(lái)不只是技術(shù)問(wèn)題,更是一種執(zhí)著的精神象征。
離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室時(shí),老張正拿著新到的納米涂層鉆頭躍躍欲試。窗外夕陽(yáng)把機(jī)床鍍成金色,那些肉眼難辨的微孔,正在折射出整個(gè)工業(yè)文明的微光。
手機(jī):18681345579,13712785885電話:18681345579
郵箱:[email protected]