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【中國科學報】中科院博士團隊創立中科畢普拉斯,推動新型材料走出實驗室——“20微米以下超薄帶材,我們可以生産”
作者:,日期:2019-12-23

  工程師盯著測厚儀實時顯示的厚度數據。

  ■本报记者 沈春蕾 通讯员 王雪珍

  高溫熔融合金變成帶材是在千分之一秒內完成的,每一爐生産出數萬米長的整條帶材,各處的厚度只允許有兩微米的偏差,一絲馬虎就可能造成上萬米材料的報廢。

  日前,在宁波中科毕普拉斯新材料科技有限公司(以下简称中科毕普拉斯)的生产车间里,工程师和工人们正热火朝天地忙碌着,新型高饱和磁感强度非晶纳米晶超薄带材,正以每秒20多米的速度从1400oC 的熔融合金中被高速抽出,形成仅有20 微米厚的超薄带材,同时又米秒不差地被同步卷绕成带材卷。

  目前,上海藍沛新材料公司以中科畢普拉斯非晶納米晶超薄帶材爲原材料制備的無線充電導磁片,已通過多家手機品牌無線充電驗證,並已進入國際著名手機品牌供應鏈體系。

  2015年9月,来自中國科學院宁波材料技术与工程研究所(以下简称宁波材料所)的一支博士团队创立了中科毕普拉斯,并推动新型材料走出实验室。

  三人創業組

  2003年9月,同窗近十年的門賀和郭海,在大學畢業之後又共同來到日本東北大學金屬材料研究所攻讀博士學位。日本東北大學金屬材料研究所是引領全球非晶納米晶合金研究的旗幟性研究機構。

  當時,我國對鐵基非晶合金帶材的需求逐年快速增長。但國內量産的非晶合金帶材,在質量和産量方面均未達到應用要求,助長了日本公司的非晶納米晶合金帶材以壟斷高價大量銷往我國。

  在日本東北大學從事高性能非晶納米晶合金研發的門賀和郭海,時刻關注著國內非晶合金産業受日本打壓的艱難發展曆程,並在心底默默埋下了一顆種子:一定要做出超越日本的高性能非晶納米晶合金材料。

  在完成博士學業後,門賀和郭海分別于2010年和2011年回國加入甯波材料所,門賀主要從事高性能新型非晶納米晶合金基礎研究,郭海在甯波材料所與江蘇奧瑪德新材料公司共建的非晶軟磁合金材料工程技術研究中心,主要從事工程化技術開發,進行非晶納米晶合金帶材及後端應用産品鐵芯的産業化技術攻關。

  2013年初,即将从中國科學院物理研究所获得博士学位的霍利山,本愿是进入企业从事非晶合金的产业化应用研究,但国内非晶材料行业龙头企业认为他的研究背景与企业研发方向不符,而中小企业与他的研发理念相差太大。

  委曲求全還是堅持理念?霍利山遇到了門賀。“你的理念我很認同,如果真有勇氣和毅力堅持下去,我們自己可以創建一個非晶合金研發和生産的企業。”門賀的這句話激發了霍利山內心的創業夢想,一畢業後者就去了甯波材料所。

  在2014年5月一場國內非晶産業峰會上,3天峰會期間,門賀、郭海和霍利山3個人每天都在會議結束後暢聊到淩晨。那場産業峰會結束時,三人的創業組合基本成型:門賀作爲技術帶頭人負責把控經營方向、資源整合和公司整體管理,郭海主管産品生産、品質管理和市場開發,霍利山負責技術研發、知識産權布局和科技項目管理等。

  走出矛盾境地

  “雖然我們有自主知識産權且性能優異的材料、意志堅定和優勢互補的創業團隊、感興趣的天使投資人,但要開啓創業之旅依然異常艱辛。”門賀告訴《中國科學報》,創新型基礎材料的産業化不可能像互聯網項目、商業模式創新項目那樣,投入資金後短期就能見效。

  中科畢普拉斯創業團隊意識到,新型材料從實驗室走向市場,需要經過小試、中試、批量化生産及後端應用産品的開發定型和市場推廣等環節,且缺一不可。

  盡管不少投資人對新型高飽和磁感強度非晶納米晶合金帶材的産業化感興趣,但中科畢普拉斯創業團隊只是在實驗室完成了公斤級小試制備,離規模化生産和銷售還有很長的路要走。

  “有的投資公司在初輪盡職調查之後便沒有了下文。”門賀回憶道,當年我們的新型非晶納米晶合金,在傳統的帶材産業化生産設備上很難制備成功,必須要針對自己的新型合金的特點進行專用生産設備的設計、研發和制造。

  這讓中科畢普拉斯創業團隊陷入了矛盾的境地:沒有資金投入,便無法制造適用于新型帶材生産的設備,也就不可能進行新型合金帶材中試試驗;而不完成新型合金帶材的中試試驗,又很難吸引風險投資。

  面對這一境況,中科畢普拉斯創業團隊在不斷完善新型合金制帶工藝、開發寬幅帶材核心制備技術的同時,堅持與一家又一家投資公司進行一輪又一輪的協商和談判。

  随着商业计划书越来越充实,实施方案越来越具体翔实,投资意向也逐渐明确了下来。在中科毕普拉斯创业团队和宁波材料所技術轉移部的共同努力下,创业团队最终打动了宁波榕恒投资管理公司的毛海余和欧阳文生两位合伙人。

  對于項目存在的風險,投資人只說了一句話:“萬一不成功,就算是爲科研事業做貢獻了。”這也讓中科畢普拉斯創業團隊暗下決心,要對得起投資方的信任。

  爭取合作自己上

  2016年10月,中科畢普拉斯創業團隊開始設計和制造恒壓力制帶機組,因遭遇零部件加工困難,工期拖後了將近兩個月。“眼看著距離日本東北大學技術團隊前來參觀和考察的日子越來越近,而制帶機組順利運行是合作洽談成功的前提條件。”門賀說。

  時間緊、任務重,中科畢普拉斯的3位創始人領著入職公司不到一個月的工程師和工人們,一頭紮到了設備安裝的第一線。加班加點、馬不停蹄,制帶機組總算安裝好了。

  但在機組調試時,又出現了新問題:由于是非標設備,設備加工企業一時竟找不到熟練的程序調試員和機組調試員。

  沒有程序調試員,霍利山自己啃起了自動化程序,協助進行自動控制程序的調試和修改,盡量縮短程序調試周期;沒有機組調試人員,郭海穿上防護服戴上面罩,帶領毫無制帶經驗的工程師和操作工進行制帶調試。

  經過近兩個月百余次嘗試後,用于調試機組的傳統合金帶材質量逐漸穩定下來,達到了市售商用帶材的標准,在線卷取系統也實現正常工作。

  至此,中科畢普拉斯創業團隊自己研發、設計和制造的恒壓力制帶機組可以交付生産一線使用了。

  “正是因爲在制帶機組安裝時就深入一線,加深了對設備的實踐認識,所以在日後新型帶材生産過程中出現的許多問題,我們就能很快發現症結所在,並迅速解決問題。那段時間的收獲是巨大的。”郭海在回憶時說道。

  2017年9月,iPhone新款手機發布,這款手機最大亮點是無線充電。一直以來對無線充電領域密切關注的中科畢普拉斯創業團隊,迅速嗅到了一個新的市場機遇。

  已經在非晶納米晶行業嶄露頭角的中科畢普拉斯,很快進入無線充電模組制造商們的視野。他們提出的要求也很明確:材料在1.2T以上,寬度60毫米以上、厚度20微米以下,同時滿足高頻(100kHz以上頻段)下具有高磁導率。

  生産厚度20微米以下超薄帶材,對于當時僅有半年多制帶技術積累的中科畢普拉斯創業團隊來說,無疑是個巨大的挑戰。從制帶機組制造安裝伊始就在這台機組上“摸爬滾打”,並與之“鬥智鬥勇”的中科畢普拉斯研發團隊,好像與這台機組合爲了一體,經過一個多月制帶工藝的調整,交出了客戶滿意的樣品。

  “20微米以下超薄帶材,我們可以生産。”門賀說,這也吸引了在無線充電領域有多年技術儲備的上海藍沛新材料公司關注,對方很快便試用通過了中科畢普拉斯超薄帶材樣品。

  通過藍沛與中科畢普拉斯的垂直整合,雙方初步實現了共贏。

  (原文發布于2019年12月12日《中國科學報》第6版)

  【原文鏈接】http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2019/12/351956.shtm?id=351956