美國亞利桑那州沙漠烈日下曝曬兩年,國產汽車新材料哪家能「扛住」

上觀新聞 發佈 2022-12-05T02:31:28.456872+00:00

美國西南部,亞利桑那州的沙漠在烈日烘烤下蒸騰起滾滾熱浪。在這片年降水量不足150毫米的金黃沙海中,數百輛汽車裸露在驕陽下,經受著全世界最嚴苛的曝曬測試。流沙燙腳,豆大的汗珠順著孫剛曬得發紅的臉頰流淌。

美國西南部,亞利桑那州的沙漠在烈日烘烤下蒸騰起滾滾熱浪。在這片年降水量不足150毫米的金黃沙海中,數百輛汽車裸露在驕陽下,經受著全世界最嚴苛的曝曬測試。

流沙燙腳,豆大的汗珠順著孫剛曬得發紅的臉頰流淌。置身高溫低壓的沙漠中,汽車內部塑料配件經烈日曝曬後發出的難聞氣味不斷刺激著孫剛的鼻腔。他心裡沒底:「我們生產的汽車配件材料,真的能抵擋兩年的曝曬測試嗎?」

回想起六年前站在沙漠中的忐忑,如今成功攻克汽車內外飾材料曝曬技術難題的孫剛依然心有戚戚。作為上海金髮科技發展有限公司的汽車材料基礎研究技術經理、高級工程師,從事新材料行業十幾年間,他總是衝鋒在核心技術攻關的最前線,鑄造「大國新材」是他不變的初心。「每攻克一項關鍵技術,就能減少一點對國外技術的依賴!」

「機會擺在眼前,絕不能放棄」

位於青浦朱家角的金髮科技是一家聚焦高性能新材料研發、生產、銷售的民營企業,其產品應用領域廣泛,如電磁爐、微波爐以及汽車上的保險槓、儀錶盤等。

一輛汽車由千萬個材料各異的小零件精細組裝而成,材料的選擇決定了零件的性能,特定的性能又決定了車能跑多遠、能提供給乘客何種安全保障。若把汽車工業看作金字塔,「材料」就是基座。近年來,我國汽車產業迅猛發展,對汽車專用高分子材料的需求越來越旺盛。在孫剛看來,汽車工業要實現飛速發展,離不開材料的更新換代。

材料革命的路上,一道道技術壁壘成了必須穿越的「沙漠」。在華東理工大學讀了九年高分子材料學後,孫剛毅然選擇成為汽車新材料工程師,參加工作不久,他便察覺到了國內汽車材料行業的短板。「項目中會清晰標明某一零件用何種材料,而中高端的材料幾乎都被外國公司壟斷。」憑著「技術控」不服輸的勁頭,研發屬於中國自己的高新材料的願望就此萌生:「我們的材料不能被別人比下去!」

機會很快就來敲門。2020年初,大眾汽車放開了儀錶板材料的國產化認可工作。據了解,為保證美觀,目前的汽車儀錶板全部採用無縫化設計,在緊急狀態下,藏在副駕駛儀錶盤下方的安全氣囊如何能夠嚴格按照指定位置展開、保證沒有材料碎片飛出,是困擾國內新材料行業多年的難題。過去20年間,這項技術始終由國際新材料巨頭巴塞爾壟斷。大眾汽車對於儀錶板材料的要求很高,其儀錶板低溫氣囊爆破的條件非常苛刻,通過大眾的國產化認可工作不僅標誌著壟斷終被撼動,更能證明國產高新材料邁上新的台階。

難度係數高,這項挑戰讓不少工程師飽嘗辛酸。據孫剛回憶,在最關鍵的儀錶板低溫爆破測試中,國內某高新技術廠商連續失敗了近20次。正當大眾汽車對國產材料失去信心時,孫剛與其團隊主動遞上了自薦信。將信將疑中,大眾汽車勉為其難地給了一次實驗機會。

面對前人的敗績,孫剛團隊中的不少人心生怯意:「人家嘗試近20次都失敗了,我們才有一次機會,不可能成功的!」「倘若這個技術這麼容易突破,也不會長期都被巴塞爾壟斷了,要不還是放棄吧。」面對紛繁質疑,孫剛沒有退縮,這個來自山東的男子心裡有團永不熄滅的火:「機會擺在眼前,絕不能放棄,不管如何都要去試試,我們沒有退路!」

孫剛與團隊在實驗室(中)

在該項目的攻關階段,孫剛憑著不服輸的精神,連續3個月將自己泡在300多篇英文文獻以及20本中英文專著中,從文獻中悟透關鍵概念,以此建立理論模型,並進行了幾十次材料實驗相互佐證,終於找到了影響爆破的關鍵技術指標。成功當晚的情形,孫剛記憶猶新:「微信群被祝賀刷屏,我們終於讓『不可能』變為『可能』!」

邁向最前沿的技術「無人區」

近年來,為節省油耗、能耗,汽車輕量化成了新風口,儘可能以塑料代替鋼材是汽車內飾更新的大趨勢。整車重量下降後,如何防止塑料因長時間曝曬而老化成了新難題。

孫剛介紹,以前行業內的普遍辦法是添加巨量抗氧劑和光穩定劑等小分子助劑,雖能防止塑料老化,但在陽光曝曬下,小分子助劑極易析出發粘,嚴重影響汽車零部件的視覺感受和觸感。因此,2015年,上海大眾在汽車行業內率先提高標準,要求車輛必須在亞利桑那州的沙漠中整車曝曬2年,在此過程中,汽車內外飾材料不僅不能發生老化,更不能析出發粘物質,只有通過曝曬測試的材料廠家才能供貨。

接到如此緊急的任務,起初孫剛有些惶恐:一旦失敗,金髮科技將流失大眾汽車這家大客戶;從行業的角度考慮,這也會讓國內高新材料面上無光。「我們沒有退路,必須成功!」孫剛決定背水一戰。

項目的攻關再一次從數百篇英文文獻以及十幾本專著中開始,通過汲取理論精華,孫剛在兩個月內進行了十幾次實驗室模擬,最終從幾百種材料中篩選出三種。

真正能送去亞利桑那測試的,只能有一種材料。孫剛坦言,這是一次非常痛苦的抉擇。「我整晚都沒睡,待在實驗室一遍又一遍地翻看三種材料的實驗數據。說實話,直到最後也沒有挑出最令人滿意的,只能靠直覺選了一款。」

孫剛與團隊在實驗室(右)

兩年後,亞利桑那曝曬測試結束,在同批送去實驗的5家國內材料廠商中,唯有孫剛所在的金髮科技通過測試,再一次打破材料巨頭巴塞爾的壟斷。金髮科技也藉此拿下了原先拿不到的項目,國產材料在大眾汽車上的份額上實現了突破性進展。「中國是汽車生產大國,國產高新材料的技術突破,一方面能夠有效降低成本,另一方面也能保證原材料本地化、國產化供應的安全。」孫剛說。

如今,金髮科技汽車材料模塊已占據全國汽車材料市場份額的近三成,在中國汽車高分子材料行業中處於領先地位。花了十多年填補技術鴻溝,孫剛的下一個目標是搶占新賽道。「在燃油車領域,我們已突破了大部分技術壁壘。在新能源車領域,大家都站在同一起跑線上,我們有信心走在技術最前端。」

其實,這個一米八的漢子內心還是有些忐忑:「我們以前一直跟著別人走,穿過沙漠、走向行業『無人區』之後,心裡反而有些空落落,沒底。」當個體力量稍顯單薄時,團隊的作用就顯現了出來。作為勞動模範,孫剛充分發揮了勞模「傳幫帶」作用,並成立了「孫剛車用聚烯烴材料專家工作室」,工作室不僅為企業培養新人,還能為金髮科技海外基地輸送技術人才,成功引領了汽車新材料行業技術的發展。「我們將緊跟行業最新發展需求,實現關鍵材料及製造技術『從無到有、由弱變強』的跨越,不斷打造屬於中國自己的『大國新材』!」

欄目主編:周楠

來源:作者:沈思怡 茅冠雋

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