东京,川崎重工总部技术研发中心。
凌晨三点,十二楼的灯依然亮着。
木村站在实验台前,眼睛布满血丝。
他面前摆着三个球铰样品,每一个都是川崎重工动用最顶尖资源制造出来的。
第一个样品,球面度误差0.15毫米,超出启航方案二十倍。
第二个样品,表面硬度不均,淬火后出现了肉眼可见的裂纹。
第三个样品,刚装上试验台加载到50千牛就发出异响,拆开一看,内球面已经出现磨损凹坑。
“怎么会这样?”木村颤抖着自言自语。
旁边的工程师低着头,不敢说话。
这已经是第七批样品了。
从佐藤发回那份震撼性的报告至今,整整三周。
川崎重工调动了三个研发部门,动用了价值两亿日元的加工设备,甚至从德国请来了西门子的技术顾问。
结果没有一个样品能达到启航的标准。
“木村部长。”
一名年轻工程师小心翼翼地开口。
“咱们的五轴加工中心精度已经是日本最高的了,定位精度0.003毫米,重复精度0.002毫米。
但球面加工的累积误差控制不住,刀具路径规划软件算出来的插补点总是有偏差。”
木村闭上眼睛。
他太清楚问题出在哪里了。
球面加工不是简单的圆弧插补,而是三维空间的连续曲面拟合。
每一个插补点的坐标都需要极高精度的计算,而且要实时修正刀具磨损、热变形、机床振动带来的误差。
川崎用的是美国辛辛那提公司的数控系统,插补算法是固化在ROM里的,没法改。
“那个韩栋……”木村喃喃自语。
“他到底用了什么系统?”
没人回答。
因为没人知道。
启航的加工设备,从硬件到软件全是自主开发的。
天工二号的控制系统,根本就不是市面上任何一款商用数控系统。
“热处理呢?”
木村睁开眼睛,看向另一组工程师。
“渗碳淬火工艺,模拟出来了吗?”
负责热处理的工程师脸色难看。
“部长,我们尝试了十七种温度曲线,碳势控制在0.8%到1.2%之间,淬火油温从60度到100度都试过了。”
他指着金相显微镜下的照片。
“但是渗碳层的碳浓度梯度始终控制不好,要么表面碳含量过高导致脆性,要么过渡层太厚导致芯部硬度不够。”
木村走过去,盯着那张放大1000倍的金相照片。
照片上渗碳层和芯部的交界处,有一条明显的白色亮线。
那是碳浓度突变带,是应力集中的源头,是疲劳裂纹的起点。
而启航那张金相照片上,这条线根本不存在。
碳浓度从表面的1.1%平滑过渡到芯部的0.4%,整个梯度区域宽达0.8毫米,过渡得天衣无缝。
“这需要对渗碳气氛进行动态调节。”木村缓缓说道。
“在渗碳过程中,根据温度、时间、碳势的实时变化,精确控制丙烷、甲烷、氮气的流量配比。”
“试过了。”热处理工程师苦笑。
“但是气氛控制仪的响应速度太慢,从检测到碳势偏差,到调节气体流量,中间有十几秒的滞后。
这十几秒里,碳浓度已经偏离设定值了。”
木村沉默了。
他想起佐藤在报告里提到的一个细节。
启航的热处理炉,配备了一套看不懂的电子控制系统,上面全是华夏文字和复杂的线路板。
那套系统,响应速度恐怕在毫秒级。
“部长。”另一名工程师拿着一份计算报告走过来。
“关于54.4度的缠绕角,用计算机做了应力分析。”
木村接过报告。
报告很厚,里面全是密密麻麻的公式和曲线图。
“结论是什么?”木村直接问道。
“54.4度确实是理论最优解。”工程师推了推眼镜。
“在这个角度下,帘线承受的径向分力和轴向分力达到完美平衡,橡胶基体只承受最小剪切应力。但是……”
“但是什么?”
“但是咱们算不出这个角度。”工程师的声音越来越小。
“川崎用的是有限元分析软件ANSYS,网格划分到50万单元时,计算机就已经过载了。
而要精确计算出54.4度这个最优解,至少需要200万单元以上的网格密度。”
木村的手微微颤抖。
200万单元。
川崎重工最强的工作站,处理50万单元的模型就要跑两天。
200万单元,得跑一个月。
而启航那边,仅仅半个月就拿出了实物。
“他们有超算。”木村闭上眼睛。
“启航有超级计算机。”
实验室里一片死寂。
超级计算机。
那是国家级的战略资源。
在1992年,全球只有美国、日本、欧洲少数几个国家拥有超算能力。
而华夏还在研制中的银河二号,算力还不到美国克雷公司的十分之一。
可韩栋手里,居然有一台能跑480万单元有限元模型的超算?
“那不是华夏官方的超算。”木村喃喃自语。
“那是启航自己的。”
“自己的?”旁边的工程师愣住了。
“一个民营企业,怎么可能有超算?”
木村没回答。
他想起几个月前的一份情报。
启航集团在滨江工业园产出大量的QX-02芯片,但是却没有对外销售。
当时川崎的情报部门还在分析,启航要干什么。
现在答案清楚了。
启航建了超算。
专门用来计算工业设计的超算。
木村突然想到一个更可怕的问题。
如果启航用超算设计球铰,那转向架的其他部件呢?
构架、轮对、轴箱、悬挂系统……每一个部件都需要大量的计算和仿真。
传统设计方法,需要反复试制、试验、修改,周期长达数年。
但如果有超算,这个周期可以压缩到几个月。
甚至几周。
木村猛地睁开眼睛。
“立刻联系松下社长。”木村对秘书说道。
“告诉他,启航的技术优势不是单点突破,而是系统性碾压。
川崎必须重新评估华夏的工业能力。
尤其是要重新评估这个叫做启航的工业集团。”
……
慕尼黑,西门子中央研发中心。
韦伯站在会议室里,面对着十几张冷峻的面孔。
这些人来自西门子全球各大研发中心,有德国本土的,有美国的,有日本的。
每一个人都是各自领域的顶尖专家。
他们聚集在这里,只有一个目的。
搞清楚启航的球铰技术到底是怎么做出来的。
“韦伯先生。”
会议桌主位上,西门子全球研发副总裁卡尔开口。
“你的报告我看了,10万次疲劳循环,零磨损,零裂纹。
这个数据,你确定没有夸大?”
“我用我的职业生涯担保。”韦伯严肃地说。
“我在现场亲眼看到的,华夏铁道部的试验设备是咱们西门子十年前提供的,数据造不了假。”
卡尔沉默了几秒。
“那么,诸位。”卡尔环顾四周。
“谁能告诉我,启航是怎么做到的?”
负责材料的专家率先发言。
“球铰的关键在于表面硬度和芯部韧性的平衡。”他打开一份技术文档。
“材料研发部分析了韦伯带回来的资料,启航使用的是渗碳淬火工艺,碳浓度梯度控制得极其精确。”
“咱们做不到吗?”卡尔问。
“能做到,但成本极高。”材料专家摇头。
“需要使用可控气氛炉,配备高精度的碳势控制系统,而且要对温度曲线进行实时优化。
这套设备西门子有,但从来没用在这种批量生产的零件上。”
“为什么?”
“因为不划算。”材料专家苦笑。
“一套可控气氛炉的成本是普通炉子的十倍,处理一个零件的时间要多三倍。
西门子的销轴式连接用普通淬火就够了,没必要上这么高端的工艺。”
卡尔皱起眉头。
“那启航为什么舍得?”
“因为他们没有选择。”韦伯接话。
“销轴式连接是西门子的专利,启航要绕过去,就必须走球铰这条路。
而球铰对材料性能的要求比销轴高一个数量级,不上顶级工艺根本做不出来。”
卡尔若有所思。
“也就是说,启航是被逼出来的?”
“可以这么理解。”韦伯点头。
“但问题是,他们不仅做出来了,而且性能还超过了我们。”
负责加工的专家插话。
“我更关心的是加工精度。”他指着投影幕上的数据。
“球面度误差0.007毫米,这是什么概念?
西门子最好的五轴加工中心,加工球面的精度极限是0.02毫米。
启航是怎么做到0.007的?”
众人沉默了。
这是所有人心中最大的疑问。
“我有一个猜测。”
负责数控系统的专家缓缓开口。
“启航可能开发了自己的插补算法。”
“自己的插补算法?”卡尔挑眉。
“他们有这个能力?”
“韦伯的报告里提到,启航的机床控制系统全是自研的。”
数控专家调出一份技术档案。
“我查了一下,启航在去年申请了三十六项关于五轴联动控制的专利,其中一项就是关于球面插补的实时误差补偿算法。”
“具体内容是什么?”