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精密圆柱度仪

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精密圆柱度仪相关的资讯

  • 沈阳自动化研究所IDE团队成功研出大型圆柱度测量仪
    近日,中国科学院沈阳自动化研究所智能检测与装备研究室IDE团队在国家重点研发计划项目的支持下,经过艰苦攻关,创新性提出了高负载大可变量程的大型圆柱度测量新方法,并依此方法研发了大型圆柱度测量仪。大型零件圆柱度测量仪样机圆柱度是精密回转类零件重要的精度指标之一。目前,圆柱度测量仪大多通过接触式传感器获取被测目标信息,采用精密转台回转的方式实现测量,如英国Talyrond公司研制的最大测量直径达1.6米的1600型圆柱度测量仪。接触式传感器的可形变量极小,在圆柱度测前定心调整过程中,大偏心距累积的运动定位误差极易超出传感器的极限行程而造成传感器损坏。受被测对象的尺寸、重量及高精密转台的制造技术等因素的影响,过大的载荷将严重影响精密轴系的回转精度,所产生的随机误差难以通过算法有效补偿,无法满足大型工件的高精度测量需求。对于直径超过2米的大型轴承套圈,由于零件尺寸巨大、圆柱度测量精度要求高以及测量环境的局限性,现有的接触式传感器与转台回转的测量方式难以满足其测量要求。因此,亟需研究针对大型回转类零件圆柱度的现场快速精密测量方法及相应的评定技术。沈阳自动化所智能检测与装备研究室IDE团队提出的高负载大可变量程的大型圆柱度测量新方法采用具有精密、隔震等特性的气浮驱动技术,配合精密耦件,通过测前快速自适应偏置调整技术实现工件测前自动定心,采用精密测头回转的方式快速获取有效测量信息。在测量原理方面,提出了更完善的圆柱度测量模型及误差分离算法,测前定心与实际测量采用分立的运动控制系统,既解决了大型工件的载荷问题,又能够通过模型参数拟合的方式实现偏心、测量线偏置、被测圆柱轴倾斜等误差的精准分离;测量系统采用对称式双测头测量方案,综合了非接触式位移传感器安全、柔性的特点与接触式位移传感器精密、可靠的特性。本方法的提出突破了传统测量方法在大型圆柱度测量过程中的局限性,实现了大型回转类零件圆柱度测前自适应偏置调整和现场快速精密测量。目前,该研发团队已完成大型圆柱度测量仪原理样机的研发工作,并在《光学精密工程》《中国激光》等高质量期刊发表相关论文2篇,申请发明专利4项。经过国家权威计量专家及天津计量院的检定,大型圆柱度测量仪样机的回转精度为42.6nm,Z向导轨精度139nm/100mm,最大测量直径为2500mm,且其测量范围可根据使用需求进一步拓展。这意味着该原理样机的核心技术指标已达到国内领先、国际先进水平。本项目的实施将进一步夯实我国大型轴承及以大型轴承为核心基础部件的高端装备的制造技术基础,填补直径大于2米的大型轴承圆柱度测量仪的国内空白,掌握大型圆柱度测量仪的核心技术,提高轴承及相关行业的自主创新能力,为我国高铁、风电和高档数控机床等高端装备制造业的进一步发展提供保障能力,对我国从制造大国迈向制造强国,具有重要的现实意义和巨大的社会经济效益。
  • 新品│马尔新一代圆柱度仪MarForm MMQ 500
    三本是一家综合性的测量仪器公司,提供一站式测量解决方案,是德国蔡司和德国马尔公司官方授权代理商,帮助客户高效测量解决方案,马尔公司推出新的产品来满足客户多样化的测量需求。针对客户对测量速度和重型工件测量的需求,推出了新一代的MarForm MMQ 500圆度仪。本期内容,我们将给大家解读这一款全新的测量利器。MarForm MMQ 500MarForm MMQ系列历代成员们马尔的圆柱度仪系列,从入门级的圆度仪 MMQ 100到高精密的圆度测量仪 MFU 100,几乎可以涵盖客户所有的测量需求。马尔圆度仪 MMQ 100 到 MMQ 400系列如今,新款的MMQ 500 在此基础上,又增加了一些新的特点。MMQ 500圆柱度仪的优点• 直径300 毫米的工作转台;• 工作转台可承重 80 公斤;• 更大的调心调平范围;• X轴和Z轴更高的直线度;• 更快的调心调平时间;正是由于以上这些优点,马尔新一代 MMQ 500 圆柱度仪可以测量更重、更大的零件,而且测量的结果更加精确。同时,MMQ 500 快速的调心调平和定位时间有效的缩短测量时间,提高了测量效率,对于如今不断增加的人力成本而言,无疑是增效降本的一个重大利好。 快速调整和定位,可以缩短30%的测量时间此外,MMQ 500 的评价软件依然是基于 MarWin 这个卓越的软件平台,可以沿用MarForm所有的评价设置和软件选项,如活塞测量、扭纹测量、速率分析、快速傅立叶分析这些工业测量中常用的测量选项。
  • 揭秘 | 扫描电镜下的圆珠笔芯球珠
    小小圆珠笔虽然普通,曾经却是一道横亘在国人面前的难题。我们曾被嘲笑能造出航母来,而圆珠笔头却依赖进口。直到2016年太钢集团生产出高性能笔尖专用钢材,我国才摆脱了这种尴尬局面。 图1 下含Fe样品的截面形貌图 圆珠笔的制造需要掌握特种钢材的制造能力和极高的微米级精细加工能力。需要确保给笔尖稳定地供给墨水而不露墨,防止中断飞白,达到顺畅书写长久耐用的效果。那么我们日常使用的圆珠笔和水性笔笔尖是什么样的构造呢?我们随机拆开了两支笔芯,对其镶嵌磨抛后,放到Axia ChemiSEM扫描电镜下,去看看它们内部结构有什么差异。 图2 子 弹头笔芯和针管式笔芯的内部结构 圆珠笔其实是带球珠笔的总称,通常所说的圆珠笔和水性笔,实际上都属于圆珠笔这个类别,它们都是利用滚珠的转动达到书写的目。如上图2中,左图为子 弹头笔芯,右图为针管式笔芯,可以明显看到两者结构不同。一般子 弹头笔芯是通过金属切削将一根原棒切削成一个完整的笔头。这类圆珠笔头设计一般包括书写球珠和保持管或者称球座体,保持管设有能收纳自由旋转球珠的球珠室和后部孔、引导孔。笔头长度较长,我们可以通过Axia ChemiSEM的智能化大面积成像,轻松得到笔头的完整形貌,如下图3。(注:球座体内有弹簧,制样过程中损失部分,部分较大弹簧留在腔体右侧)图3 子 弹头笔芯大面积截面图 而针管笔芯一般由非切削方式加工而成,在加工成笔头之前,它是一根完整的细管。通过精密仪器从N个方向在细管前端打N个凹点,形成球珠的碗座,如下图4。 图4 针管式笔芯大面积截面图 对此样品截面的尺寸进行测量如图5,球珠直径在400μm以上,而其底座既要保证球珠稳定,又需保证球珠顺畅滚动:球座稍偏大些,球珠就掉出来了;球座偏小些,则球珠受到限制,无法流畅书写。图5 笔芯尺寸测量图 同时,通过Axia的多通道成像和实时能谱功能,我们可以同时得到材料形貌和成分信息,得到更全面的认识。下图6为实时观察的界面,通过双导航直观找到笔芯样品的位置,直观得到其形貌和成分信息结果,如图7所示。图6 Axia ChemiSEM 多通道同时成像界面 图7 笔芯实时能谱面分布图 球珠要长期承受压力和摩擦,其材质需要坚固耐磨,性质稳定。市场上球珠主流材质是碳化钨和特制不锈钢。通过实时能谱我们看到这两只笔芯的球珠材质均为碳化钨。小小的圆珠笔从进口到国产化的发展,也揭示着我国制造正从粗放化走向精细化发展,不断向产业升级迈进,不断提高国际竞争力。圆珠笔芯只是一个小问题,相信我们会不断挣脱各类技术封锁,展示出我国材料制造及加工的技术底蕴,大步前行。 参考文献[1]洪鸿. 圆珠笔芯技术解决折射中国制造困境与希望[J]. 先锋队, 2017(3Z):2.[2]石井佳秀. 圆珠笔头、圆珠笔芯、圆珠笔以及圆珠笔头的制造方法.[3]https://www.sohu.com/a/657860891_121617550https://zhuanlan.zhihu.com/p/137574283
  • 沈阳自动化所高精密测量技术取得新突破
    近期,中国科学院沈阳自动化研究所智能检测与装备研究室IDE团队在国家重点研发计划项目的支持下,经过艰苦攻关,创新性提出了高负载大可变量程的大型圆柱度测量新方法,并依此方法研发了大型圆柱度测量仪。  圆柱度是精密回转类零件重要的精度指标之一。目前,圆柱度测量仪大多通过接触式传感器获取被测目标信息,采用精密转台回转的方式实现测量,如英国Talyrond公司研制的最大测量直径达1.6米的1600型圆柱度测量仪。接触式传感器的可形变量极小,在圆柱度测前定心调整过程中,大偏心距累积的运动定位误差极易超出传感器的极限行程而造成传感器损坏。受被测对象的尺寸、重量及高精密转台的制造技术等因素的影响,过大的载荷将严重影响精密轴系的回转精度,所产生的随机误差难以通过算法有效补偿,无法满足大型工件的高精度测量需求。对于直径超过2米的大型轴承套圈,由于零件尺寸巨大、圆柱度测量精度要求高以及测量环境的局限性,现有的接触式传感器与转台回转的测量方式难以满足其测量要求。因此,亟需研究针对大型回转类零件圆柱度的现场快速精密测量方法及相应的评定技术。  沈阳自动化所智能检测与装备研究室IDE团队提出的高负载大可变量程的大型圆柱度测量新方法采用具有精密、隔震等特性的气浮驱动技术,配合精密耦件,通过测前快速自适应偏置调整技术实现工件测前自动定心,采用精密测头回转的方式快速获取有效测量信息。在测量原理方面,提出了更完善的圆柱度测量模型及误差分离算法,测前定心与实际测量采用分立的运动控制系统,既解决了大型工件的载荷问题,又能够通过模型参数拟合的方式实现偏心、测量线偏置、被测圆柱轴倾斜等误差的精准分离;测量系统采用对称式双测头测量方案,综合了非接触式位移传感器安全、柔性的特点与接触式位移传感器精密、可靠的特性。本方法的提出突破了传统测量方法在大型圆柱度测量过程中的局限性,实现了大型回转类零件圆柱度测前自适应偏置调整和现场快速精密测量。大型零件圆柱度测量仪样机  目前,该研发团队已完成大型圆柱度测量仪原理样机的研发工作,并在《光学精密工程》《中国激光》等高质量期刊发表相关论文2篇,申请发明专利4项。经过国家权威计量专家及天津计量院的检定,大型圆柱度测量仪样机的回转精度为42.6nm,Z向导轨精度139nm/100mm,最大测量直径为2500mm,且其测量范围可根据使用需求进一步拓展。这意味着该原理样机的核心技术指标已达到国内领先、国际先进水平。本项目的实施将进一步夯实我国大型轴承及以大型轴承为核心基础部件的高端装备的制造技术基础,填补直径大于2米的大型轴承圆柱度测量仪的国内空白,掌握大型圆柱度测量仪的核心技术,提高轴承及相关行业的自主创新能力,为我国高铁、风电和高档数控机床等高端装备制造业的进一步发展提供保障能力,对我国从制造大国迈向制造强国,具有重要的现实意义和巨大的社会经济效益。
  • 电池膨胀行为研究:圆柱电芯膨胀特性的表征方法
    圆柱电芯的膨胀力主要源于电池内部的化学反应和充放电过程中的物理变化。在充电过程中,正极上的活性物质释放电子并嵌入负极,导致正极体积减小,负极体积增大。同时,电解液在充电过程中发生相变及产气副反应,也会造成一定的体积变化。这些因素共同作用,使得圆柱电芯在充放电过程中也会产生膨胀力。随着充放电次数的增加,这种膨胀力逐渐累积,导致电芯的尺寸发生变化。这种尺寸变化不仅会影响电池的外观和使用寿命,还可能对电池的安全性产生影响。因此,准确表征圆柱电芯的膨胀力对于优化电池设计、提高电池性能和安全性具有重要意义。表征圆柱电芯膨胀行为的方法电池的膨胀行为分为尺寸上的膨胀量和力学上的膨胀力测量。目前,对于软包电池、方壳电池膨胀行为的测量表征,已有较多研究和相应的测试手段及设备,在此不再赘述。但对于圆柱型电池的膨胀行为研究相对较少,也没有较好的商业化膨胀力评估手段。目前在文献资料中,常见的圆柱电芯膨胀行为的表征手段主要有以下几种:1、估算法如图1和图2所示,有研究表明圆柱型电池的膨胀变化与电池的SOC和SOH状态具有一定的相关性。但该方法建立在圆柱型电池的膨胀在整个圆周上是均匀的。图 1 单次充放电过程中,圆柱型电池的可逆膨胀变化图 2 电池老化过程中,圆柱型电池的SOH变化与不可逆膨胀之间的关系直接测量法通过在圆柱电芯外部施加压力,通过贴附应变片测量应变,该方式计算复杂,无法直观体现膨胀力。2、影像分析法影像分析法是一种无损检测方法,如利用CT断层扫描、中子成像、X射线、超声波等影像技术观察电芯内部的形变情况,通过分析影像的变化来测算电芯尺寸变化。这种方法适用于多种类型的圆柱电芯,且对电芯无损伤。然而,影像分析法需要使用昂贵的专业设备,且测量精度易受到设备性能和操作人员经验的影响。3、薄膜压力法一般需解剖圆柱电池,在电芯内部嵌入薄膜压力传感器或压敏纸的方式,从而获得圆柱电芯在不同方位上的膨胀力分布情况。但薄膜压力传感器精度一般较低,成本高;而压敏纸分析,具有滞后性。该测试均为破坏性测试。表征圆柱电芯膨胀行为存在的问题有研究表明,圆柱型电池电池实际的膨胀是明显偏离预期的均匀膨胀,在周长上会形成膨胀和收缩的区域,这取决于圆柱型电池的卷芯卷绕方向。因此,使用体积变化来研究老化或预测SOC需要特别谨慎,因为膨胀会因测量位置而显著不同,测量结果可能因测量方法而有偏差。电弛膨胀测试解决方案电弛自主研发的电池膨胀测试系统,高度集成了温控、充放电、伺服控制、高精度传感器等模块,并提供企业级系统组网功能。该系统可对多种电池种类和电池形态的电池进行膨胀行为测试,包括碱金属离子电池(Li/Na/K)、多价离子电池(Zn/Ca/Mg/Al)、其他二次金属离子电池(金属-空气、金属-硫)、固态电池,以及单层极片、模型扣式电池(全电池、半电池、对称电池、扣电三电极)、软包电池、方壳电池、圆柱电池、电芯模组。同时,可为不同形态电池提供定制化夹具,开展手动加压、自动加压、恒压力、脉冲恒压、恒间距、压缩模量等不同测试模式的研究。本产品还可方便扩展与电池产气测试、内压测试、成分分析的定制集成。为锂电池材料研发、工艺优化、充放电策略的分析研究提供了良好的技术支持。参考文献Jessica Hemmerling, 2021. Non-Uniform Circumferential Expansion of Cylindrical Li-Ion Cells—The Potato Effect. Batteries, 7, 61.
  • 索尼设立一亿美元新冠病毒全球援助基金
    p style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/6f124d99-e50e-4ce8-bc25-abccf408fd2b.jpg" title="索尼捐助新冠1.jpg" alt="索尼捐助新冠1.jpg"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "索尼将通过该基金为三类人员提供援助:奋战在抗疫一线的医疗和急救人员;必须进行远程授课或学习的教师和儿童;受到疫情巨大冲击的娱乐行业的创意社群成员。br//pp医疗援助方面,索尼将首先从中拨出1000万美元投入到世界卫生组织(WHO)新冠病毒联合抗疫基金,该基金由联合国基金会、瑞士慈善基金会、无国界医生组织(MSF)、联合国儿童基金会(UNICEF)和联合国难民事务高级专员办事处(UNHCR)共同发起,旨在为一线医务人员和相关抗疫人员提供援助。索尼还将与外部合作伙伴合作,探索如何帮助预防疫情进一步扩散,并为新冠肺炎的治疗做出贡献。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "在教育援助方面,由于学校的暂时关停,儿童正在失去接受教育的机会,而这些“下一代”是未来的希望,索尼将探索如何利用其技术支持教育活动,并与教育工作者合作实施援助措施/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "此外,面向创意产业社群,如音乐、影视、游戏和动画领域,索尼将举旗下娱乐业务集团之力,努力探索适宜的方法去支持积极进取的创作者、艺术家和支持以上行业的职业人士。音乐会和现场活动的取消或推迟,影视制作项目的关停等都对上述人群造成了极大的影响。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/26d521b3-32a4-417b-8e11-dbdf6d178e75.jpg" title="索尼捐助新冠.jpg" alt="索尼捐助新冠.jpg"//pp style="text-align: center "strong抗击疫情· 责无旁贷/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "索尼还宣布,其员工可以通过索尼企业/员工配比捐赠计划来为抗疫贡献自己的力量,该计划将对索尼全球约110,000名员工开放。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "“索尼对于那些因新冠病毒而不幸去世的人表示哀悼,对其家人表示慰问,对所有受到此次疫情影响的人们深表同情。为了克服目前全社会面临的困难与挑战,作为一个全球化的企业,我们将竭尽所能,为一线的抗疫之战、为我们的下一代、为那些受到疫情冲击的创意社群提供援助。”索尼公司总裁兼CEO吉田宪一郎表示。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "未来,索尼将与合作伙伴和利益相关方们共同努力,探索进一步拓展以上举措的途径。/p
  • 广州飞升 | 第二代FSH-LA线性注液泵,助力圆柱、数码电池注液
    广州飞升 | 第二代FSH-LA线性注液泵,助力圆柱、数码电池注液广州飞升的FSH-LA系列集成式线性注液泵是为满足圆柱电池注液需求,减少安装空间而设计开发的。搭配工业平板调机使用,方便快捷,网口通信,实现工业互联。广州飞升FSH-LA系列集成式线性注液泵技术规格表:技术规格表型号FSH-LA10-D-PNFSH-LA30-D-PN注液范围0-10mL0-30mL最大流量15mL/s20mL/s系统独立注液精度±0.3%驱动方式 伺服电机注液量调节方式自动调节活塞材质特殊陶瓷管道配置进液φ8mm/出液φ6mm出液压力0.3Mpa适用介质水、电解液、酒精等无颗粒、低粘度液体电源电压DC 24V设备功率100W重量6Kg7Kg泵体尺寸(L*W*H)343*65*185mm420*65*185mm温度范围0-40°CFSH-LA系列集成式线性注液泵适用电池种类包括:14500/18650/21700/26650圆柱类电池、3C数码类电池等FSH-LA系列集成式线性注液泵系统特点:&bull 驱控一体式;&bull 自带工业平板;&bull 高精度,重复精度0.3%以内;&bull 线性运动,无脉冲,更平稳注液;&bull 不卡泵;&bull 数字化闭环控制。
  • 380亿支圆珠笔,如何实现中国智造?
    小小圆珠笔,藏着大学问圆珠笔看似简单,实则不然。小小圆珠笔藏着大学问,不瞒你说,就单是其中的圆珠笔芯制造工艺,就曾难倒了不少人。在2017年之前,就这小小的钢珠却无法实现中国制造。对于中国这样一个制造大国来说,可以造出高铁、大飞机,怎么就造不出一个小小的笔尖钢呢?原来钢珠虽小,但生产工艺却不比钟表制造简单,对精度要求非常苛刻。生产一个小小的圆珠笔头,需要二十多道工序,加工精度须达到千分之一毫米的数量级。这么高的加工精度,对不锈钢原材料的性能要求极高,既要容易切削,加工时还不能开裂,小小笔尖考验着中国制造。经过不断试验攻关,中国成功研发出超易切削钢丝,一家钢铁厂一天的产量就能满足整个制笔行业一年的需求。但是,难题又来了!一粒笔芯钢珠直径不足1毫米,体积微小,重量很轻,生产过程中,企业是如何精确统计这些球珠的数量呢?奥豪斯Ranger 7000 拥有强大的扩展能力,外置天平功能可外接奥豪斯电子天平一键即可导入天平称样数据,样品重量可直接显示在Ranger ™ 7000主屏幕上,避免手工输入。采用了高精度电磁力传感器的Ranger™ 7000,量程3kg,精度可达0.01g,内部计数分度高达6,000,000, 又可轻松满足用户的高精度称重需求。以上组合同时保证了样品的重量精度及样品平均单重的准确性,省去繁琐的人工计算过程,减少人为差错,得到准确的技术结果。除此之外,Ranger™ 7000高精度计数秤还能在一秒内得出计数结果,在保证精准的同时还极大程度地提高了客户的产线工作效率。奥豪斯 Ranger™ 7000高精度秤让您的称量更智能
  • 进步零点几微米!他们研制出超精密加工全新利器
    超精密机床基础部件与应用技术的突破,能为制造业的生存和发展提供强大技术支撑。然而此前我国的超精密机床及关键基础部件主要依赖进口。轴类零件外圆圆度加工方面,国内外基本是靠超精密的外圆磨床实现。以磨削直径100毫米、长300毫米的轴芯为例,我国的外圆磨床大概能够磨到1至2微米的水平,而国外可达到0.3至0.5微米的水平。为破解机床和关键部件“卡脖子”技术难题,国防科技大学教授戴一帆科研团队历时5年,提出轴类零件外圆圆度确定性修形加工工艺技术,使轴芯加工圆度精度提升到0.1微米,并成功研制出超精密空气静压主轴,近日经中国计量科学研究院测试,该静压主轴相关参数达到国际先进水平,这将使我国超精密加工精度有效提升。像铁锹整地那样研磨超精密零件我国超精密机床及关键基础部件此前主要依赖进口,最大的技术难题在于缺少加工核心零件的“工作母机”。所谓“工作母机”,就是制造机器和机械的机器,又称工具机,包括车床、磨床、刨床、钻床等,是制器之器、工业自强之基。一般的机械加工是将机床精度“复印”到零件的过程,也就是说,没有精度高的机床就加工不出精度高的零件。没有精度高的零件,也就组装不出精度高的部件和机床。没有制造高精度零件的工作母机,就限制了整个超精密机床行业的发展。戴一帆科研团队长期从事现代光学制造技术研发,他们发现光学零件的最终制造精度远超出所使用的加工设备精度,而光学制造的基本原理是逐步将误差高点去除的一种精度进化加工原理,团队尝试将这种“精度进化”原理的加工方法用于机械零件高精度加工,最终通过加工原理的创新提出轴类零件外圆圆度确定性修形工艺技术,突破高精度“工作母机”的限制。芯轴多传感器在位测量。国防科技大学 供图确定性修形工艺是如何工作的?“好比使用铁锹平整一块地,就是将看上去凹凸不平的地方铲去适量的土,如此反复直到获得非常平整的地。”戴一帆说,这个过程依靠的是成套数字化设备,比如采用了高精度圆度仪获取圆柱形貌;发明了专用的控时磨削机床实现材料去除量的数字化精确可控;采用专用计算机程序计算获得磨削工具需要在特定空间位置停留的精确时间。机械取代有经验的工人师傅借助新工艺,戴一帆科研团队突破了基于精度进化原理的控时磨削加工技术,形成了圆柱类零件在位加工检测一体工艺方法,成功研制出超精密空气静压主轴。中国计量科学研究院测试结果显示,该空气静压主轴径向跳动小于15纳米、端面跳动小于15纳米。这个跳幅相当于头发丝直径的六千分之一。如果是地球这么大一根主轴的话,回转运动造成的振幅不会超过1米。测试结果还显示,空气静压主轴径向静刚度大于200N/μm、轴向静刚度大于200N/μm。通俗地说,就是主轴可以在20公斤的重力载荷下纹丝不动,变形量不会超过1微米,即头发丝直径的百分之一。对比代表美国超精密领域最高水平Precitech公司的产品手册,上述技术指标与其相当甚至更高。当前,国内外可将轴类零件外圆圆度加工研磨到零点几微米的水平,如果再要提升只能靠手工研磨修整。“我们的新技术可以摆脱对极其有经验人工师傅的依赖,能很容易地按照现代工业化的模式组织生产,促进超精密基础部件的大批量、高效率生产和应用。”戴一帆表示,超精密机床基础部件与应用技术的突破,将为制造业的生存和发展提供强大技术支撑,完善高端机床产业链配套,大幅增强高性能功能部件竞争力,促进高端精密与超精密机床方面实现国产化。他补充说,这些突破还将有效解决探测制导关键零部件超精密加工面临的超精密装备和核心工艺难题,进一步助力国防领域高端核心零件超精密加工批量化生产,实现科研成果向生产力和战斗力的快速转化。系列成果获得了湖南省十大技术攻关等项目的支持。相关成果先后发表于Materials、Micromachines等期刊上,戴一帆为通讯作者。为支撑超精密加工,促进精密测量技术发展和应用,助力制造业高质量发展,仪器信息网联合哈尔滨工业大学精密仪器工程研究院,将于2023年12月14-15日举办第二届精密测量技术与先进制造网络会议,邀请业内资深专家及仪器企业技术专家分享主题报告,就制造中的精密测量技术等进行深入的交流探讨。点击图片直达会议页面
  • 我国首次研制出超精密直径和形状综合测量标准装置
    精密回转体零件是构成现代精密机械的最基本、最主要零件之一,也是保证精密装备精度的关键部件。记者12月24日从中国计量科学研究院获悉,经过3年的科技攻关,该院成功研制出国内首台超精密直径和形状综合测量标准装置,已于12月21日通过国家质检总局组织的专家验收。该装置填补了我国在超精密直径和形状综合参数测量的空白,为我国精密仪器制造领域提供技术支撑。  据介绍,近年来,随着超精密制造业的高速发展,我国现行的测量水平和装置,已不能满足超精密制造业对精密回转体零件的尺寸精度、几何形状精度、表面质量等的测量需求,限制了超精密仪器生产链的形成。为打破这一困境,中国计量科学研究院承担了“超精密直径和形状综合测量标准装置”课题,选择对生产制造影响最广泛的、最急需统一的关键量——直径和形状进行研究。  据课题负责人薛梓研究员介绍,通过对仪器设计的多项共性关键技术的研究,目前课题组已成功研制出超精密直径和形状综合测量标准装置,完成了基于误差分离技术的超精密直径和相关形状评价方法的研究,可实现对回转体类零件的直径、截面圆度、母线直线度、圆柱度等的精密测量。该装置的成功研制及相关形状评价方法的研究,为降低直径和形状测量不确定度、提高我国直径和形状测量水平、有效监控与实现直径和形状量仪的进口及使用提供强有力的技术支撑。对于我国GPS标准的制订和实施、提高我国精密仪器制造业的核心竞争力具有重要意义。
  • 三英精密2023年度实现营收1.80亿元,净利润增长381.75%
    近日,天津三英精密仪器股份有限公司(简称:三英精密)发布2023年度报告。报告显示,三英精密2023年度实现营业收入1.80亿元,较去年同期增长41.21%;归属于挂牌公司股东的净利润0.14亿元,较去年同期增长381.75%;毛利率为43.64%。2023年末,三英精密总资产4.46亿元,同比增长69.41%;归属于挂牌公司股东的净资产为3.02亿元,同比增长126.56%。2023年度,三英精密通过国家级专精特新“小巨人”企业认定,获批筹建天津市重点实验室,并募集资金1.35亿元,以加快主营业务发展。三英精密在报告中提到未来五年的经营计划:1、持续开发电子领域及动力电池等在线无损检测设备随着电子产品的集成度及安全性能要求越来越高,电子器件之间的连接也越来越密集,非破坏性的3D工业CT在线检测或测量在生产过程质量监测中必不可少,近年来X射线3D工业CT在高端制造 领域的应用成为新的增长点。而使用自动化检测设备代替人工检测是工业无损检测行业的重要发展方向。2、开发新材料检测的广泛应用新材料是未来发展的重大趋势,将广泛运用于汽车、航天等领域,而X射线三维显微镜和工业CT等专业检测设备在新材料检测领域应用广泛,公司将会在新材料领域不断开发新的应用。3、加快国产替代进程由于以美国为首及其盟友的发达国家对中国大陆高端制造业的打压和制裁为三英精密的国产替代进程提供了良好的发展机遇。公司自主研发的X射线三维显微镜和工业CT设备,最高图像分辨率可达到0.5微米,目前全球范围内仅德国蔡司可以达到同等水平。这类设备可广泛用于汽车电子、新能源电池、石油地质、航空航天、船舶、兵器等诸多领域的无损检测,逐步实现国产替代。
  • 食品安全拟建投诉援助系统
    针对市民提出的食品问题举证难现象,本市食品安全监管部门正在研究相应解决办法,并考虑建立投诉援助系统援助消费者。昨天,市食品安全办主任、市工商局局长张志宽在做客城市服务管理广播“市民对话一把手”栏目中,就市民关心的食品安全问题,与听众和网友进行了“空中”交流。  ■消费者屡屡遭遇“举证难”  “我买的羊肉卷,颜色看着不正常,商家让我去检测,我们市民该去哪儿检测?”“我在超市里买的散装凉拌菜,吃完以后拉肚子,但东西已经吃光了,小票也没有了,该怎么举证?”节目一开始,就有市民打进电话抱怨出现食品安全问题无法举证。  张志宽局长表示,市民在购物时,应注意向商家索取小票,这是最重要的维权证据。针对食品举证难问题,张局长表示,本市食品安全监管部门正在研究相应解决办法,比如建立投诉援助系统,协助最基层消费者更便捷地进行消费投诉。  ■全年抽检10万个食品样本  张志宽局长介绍说,目前本市食品安全保障体系已经在发挥作用,监管部门通过加大食品市场巡查和日常规范管理力度,有针对性地强化食品质量监测和快速检测工作。2010年本市将抽检食品样本10万个。据了解,去年本市共监测抽检10万余个样本,监测合格率达97.35%。其中,大米、小麦粉、食用植物油、蔬菜、猪肉和豆制品等6大类食品的监测抽查合格率达到98%以上。  ■食品安全推进“六七八”工程  张志宽表示,北京在食品安全工作方面,将推进6项食品安全工程建设,完善食品安全7大体系,健全8项工作机制,全面提升首都食品安全工作水平。  6项食品安全工程包括:农产品质量安全控制工程 食品工业产业升级和质量安全管理工程 流通领域食品标准准入和规范化管理工程 现代食品物流配送工程 餐饮业量化分级规范管理工程 校园和建筑工地的食品安全保障工程。  食品安全7大体系分别是:食品安全组织网络和责任体系、食品监测体系、食品安全信用体系、食品安全法律法规体系、食品安全标准体系、食品安全供应保障体系、食品安全技术支撑保障体系。  8项机制指的是:食品安全的风险评估和预警机制,食品安全信息统一归集与发布机制,不合格食品退出和召回机制,食品安全情况的沟通、协调和通报机制,食品安全突发事件应急处置和调查处置机制,食品安全社会监督和举报奖励机制以及食品安全评议考核和责任追究机制,食品安全宣传教育和培训机制。
  • 海尔生物医疗300万援助物资抵达抗疫前线
    近日,海尔生物医疗紧急援助的300万元生物安全柜、超低温冰箱等安全防护设备顺利抵达武汉。据悉,这批物资将供给武汉金银潭医院、中部地区总医院以及武汉火神山医院所有临床生物安全防控点,发挥集中救治安全应急保障作用;同时已布设至中部战区武 汉总医院、武汉大学中南医院等医疗机构核心区域,并于当天投入使用,缓解病毒防控的紧张局面。救援物资千里驰援,顺利抵达武汉面对突如其来的武汉新冠病毒肺炎疫情,全国上下、社会各界纷纷加入到阻击疫情的战斗当中,作为国内物联网及生物医疗低温冷链行业领军者,海尔生物医疗在第一时间加入了这场“逆行武汉”的援助战斗中。疫情就是命令,防控就是责任。武汉各大医院安全防护物资短缺告急!1月25日大年初一接到任务后,在不到1天时间里,海尔生物医疗解决了通行申请、物资调配、物流配送等一系列问题,从位于红岛的新产业园紧急配货装车,于1月26日凌晨3点启运出发,驰援近1100公里,1月27日一早,争分夺秒地将设备顺利运抵武汉。公司售后团队和生态伙伴一起保障到位“想到通过我们的努力,能为一线医护人员多提供一份安全保障,同时提高她们救护效率,多救病人,我们义不容辞,必须冲在前面。”海尔生物医疗武汉售后张经理和生态伙伴丁经理动情地说。1月27日一早,在当前特殊情况下,他们亲自开车从物流园提货,运抵武汉总医院,并进入重症病房检验科核心区域安装调试完成,27日下午,确保生物安全柜设备顺利运行,使医护人员的实验室操作得到了安全防护。在来势汹汹的疫情面前,他们用无惧生死的勇气和大爱之心,诠释了责任和担当,感动了我们每一个人。在疫情防控最前线,为医护人员送上最踏实地安全守护具体了解,此次捐助的生物安全柜设备将为病毒样本收集和检测提供安全防护环境;4度血液冷藏箱将为病毒样本提供专业暂存服务;-86度超低温冰箱将为病毒样本提供超低温环境下的安全存储和样本应用服务,提速病毒分离及应用等实验室工作效率。同时,海尔生物医疗方面表示,这些专业实验室安全防护设备在支援医院做好防控工作的同时,也一定能为防疫、抗疫一线的医务人员提供更安全的保障。在全国抗击疫情的关键时刻,越来越多的民族企业以人民的健康和安危为重,从大局出发,为齐心协力抗击新型冠状病毒肺炎疫情做出了不懈努力。仪器信息网持续跟踪报道科学仪器厂商在疫情防控、病毒检测方面的信息,不间断更新与补充专题内容,也积极呼吁更多仪器企业加入到驰援疫情战斗的行动中。更多厂商抗击疫情信息请点击下图,进入《抗击新冠病毒 仪器人在行动》专题查看。
  • 奉化一精密仪器铸造公司起火
    奉化市西坞街道白杜南岙村一精密仪器铸造公司内注蜡车间突发大火,消防奋力扑救。  2月21日5时10分许,位于浙江省奉化市西坞街道白杜南岙村一精密仪器铸造公司内注蜡车间突发大火,火势迅速蔓延至整个车间,危及与之毗连厂房。危急时刻,消防官兵迅速赶到,经过2个多小时的奋力扑救,大火成功被扑灭,将损失降到最低。  早上5时10分左右,奉化消防连续接到群众报警,称奉化市西坞街道白杜南岙村一精密仪器铸造公司内注蜡车间发生火灾,内有大量的石蜡,情况十分紧急,请求消防官兵救援。接警后奉化消防立即出动4车20名消防官兵赶赴现场。由于石蜡燃烧速度快、火势猛、烟雾大,将给救援工作带来很大的难度。  到达现场后,只见熊熊火焰不断的翻滚着,烟雾迷漫,热浪袭人,现场聚满了围观的群众。据该厂一名职工介绍,当时他正在相邻的员工宿舍休息,突然有人说注蜡车间着火了,当时他还没有反应过来,就顺势朝该车间方向看,有浓烟飘出才&ldquo 惊醒&rdquo 他,发现注蜡车间着火了就立即报警,并组织全体员工拿灭火器先去扑救,同时对临近车间内货物进行撤离。可是火势蔓延太快,灭火器根本起不了作用,只能眼睁睁的看这火势蔓延至外面。  消防官兵赶到现场时,火势正猛烈燃烧,如不及时扑救,将会危及到毗邻的生产车间。据悉,该车间存放着大量的石蜡模型数量大概有2吨左右,一旦蔓延开来将带来不可挽回的巨大损失。  消防人员经过对现场仔细勘察,指挥员立即下令,采用&ldquo 立体包围&rdquo 的战术,命令两名战士占据石蜡的仓库西侧制高点出一支水枪遏制火势 两名战士占据厂房东面出一支水枪阻断火势向北侧绵延 高喷车在厂房另一角出水压制整个火场,由于火场供水需求大,而厂区内现有的消防栓不能正常供水,其余供水人员只能从离厂区300左右的南岙河进行供水。在了解情况后,通讯室立即联系辖区莼湖、溪口两个消防中队赶赴现场增援。20分钟左右,莼湖、溪口两个消防中队增援力量相继也赶到现场。  30分钟后,车间内火势被控制,但由于车间内石蜡模型堆积多而厚,水流只能扑灭表面一层火,为彻底消灭火灾,指挥员下令所有水枪换成泡沫扑救覆盖火点,经过2个多小时的奋力扑救整个车间的大火被扑灭,消防官兵在确认无再复燃的危险后,收拾好器材归队。  据悉,该格雷特精密仪器铸造厂主要生产精密仪器和各类石蜡磨具。在询问该厂负责人时了解到:&ldquo 我这个公司都成立十年了,还从来没有发生过火灾,里面的石蜡在没有明火的情况下是不会着火的,可能是24小时运行的冷风机过热引起。&rdquo   目前,起火原因和损失情况正在进一步调查当中。
  • ​国产三坐标测量机产业走访第2站派姆特:自主创新精密测量技术,构建一体化三维测量平台
    近年来,我国高端制造业蓬勃发展,对高精度测量设备的需求持续攀升,极大地推动了以三坐标测量机为代表的精密测量仪器市场的迅猛增长。众多国内外知名品牌竞相涌入这一赛道,同时,也催生了一批崭露头角的国产新兴力量。在国产替代需求日益增长的趋势下,中国三坐标测量机企业迎来了前所未有的发展机遇。为深入了解中国三坐标测量机产业的发展态势,仪器信息网成立25周年之际,特别策划了“万里行”系列走访活动。该活动深入中国三坐标测量机代表性企业,与行业专家共同开展实地走访,探寻产业发展的最新进展和亮点,为发展新阶段赋能。走访第2站,由上海大学李明教授,仪器信息网产业研究部主任武自伟、营销服务中心经理韩永风、测量仪器编辑牛亚伟等组成的走访项目组走进派姆特科技(苏州)有限公司 (以下简称“派姆特”),派姆特华东区区域经理胡书飞、总裁助理Susan接待了走访一行人员。——企业发展进展派姆特成立于2019年,在中国、德国、日本均设有研发中心,并在苏州、西安建立了制造基地。得益于公司成立前的技术积累,派姆特在成立第一年即实现了盈利,且此后每年的收入都实现了翻倍增长。短短五年间,派姆特的团队规模已从最初的约30人发展壮大至现在的150余人。派姆特办公楼派姆特的创始人邰大勇,曾在德国马尔精密量仪和美国法如科技公司任职。他亲眼目睹了我国尺寸精密测量仪器市场几乎一度被国外品牌垄断的状况,这促使他萌生了创立一个拥有自主知识产权、受人尊重的国产高端品牌的念头。随着当前国内对供应链安全要求的日益提升,国产化替代需求旺盛,派姆特迎来了快速发展并受到了资本的青睐。2023年6月,公司获得了由中科创星独家投资的千万元级天使轮融资;同年11月,又获得了深圳高新投的第二轮融资;时隔不到一年,2024年5月,派姆特再次获得了卓远资本的第三轮融资。——产品技术与布局派姆特深耕便携式关节臂,拥有多项专利技术。其关节臂测量机涵盖6轴测量臂、7轴测量臂以及激光扫描臂,完美适应接触式与非接触式测量的多样化需求。设备内置平衡机构,采用等臂长设计,操作灵活自如,测量无死角。测量范围覆盖1.5-4.5米,可在5-45℃的全温度范围之内进行测量,内置温度传感器有效补偿温度变化带来的误差,确保测量精度位居国内顶尖水平,广泛应用于汽车、航空航天、国防军工、轨道交通、工程机械、教育等行业。胡书飞介绍道,为了向客户提供更多的测量方案,派姆特不断拓宽测量技术边界,致力于三坐标测量机的核心系统研发,包括测头、控制器和软件。去年,公司推出了FUTURE系列和PRIME系列桥式机型,以及SPACE车间型三坐标测量机。FUTURE系列采用矩形梁结构、气路分离独立控制等目前三坐标测量机的高端技术,可与进口品牌中高端计量设备相媲美。SPACE系列则专为加工现场设计,能够与机器人、自动上下料系统、机床系统等实现联机,为工业客户带来效率与质量的提升。CAM3软件作为派姆特产品矩阵的核心,是公司战略布局的重要一环。大部分三维测量硬件均需与CAM3软件配合使用,以发挥最大效能。胡书飞呼吁政府加大对软件国产化的支持力度,以便派姆特能够借此东风,打造出更加综合性的CAM3软件,以此为核心和平台,推动公司向更广阔的市场进军。目前,派姆特软件团队已超过20人,CAM3软件在上汽集团等企业中得到成功应用。派姆特的便携式测量臂由两个碳素纤维钢固定臂长和六到七个角度编码器组成。该编码器由派姆特自主研发和生产,可作为独立产品供应市场。派姆特产品矩阵市场调研数据显示,2022年全球三维尺寸测量仪器市场规模已突破100亿美元大关,预计未来将持续保持直线上升的增长态势。为了把握这一市场机遇,派姆特致力于打造一个集多场景应用、多测量精度需求的一体化三维测量平台。公司新推出的圆度仪、圆柱圆度仪和轮廓仪产品刚刚亮相市场,未来还将进一步拓展产品线,布局光笔测量仪和激光跟踪仪产品,以满足更广泛的市场需求。合影留念
  • 高精密3D打印技术解决透皮给药微针的加工难题
    行业背景一直以来,我们常用的临床医疗给药方式有口服药剂、注射针剂、外用涂抹等。不同的给药方式会各有优劣。口服药剂服用方便,需要首先通过肠胃吸收,这样药效会有所降低,并且对肝脏等器官产生较强的副作用;注射针剂存在使用不便、产生疼痛、制备成本高、过程复杂等特点。外用涂抹膏药因为皮肤的隔离,药物的吸收效率低,并且给日常生活行动带来不便。临床上一般不同的药物有效成分会根据自身的理化性质、药理学等因素而采用不同的给药医疗方式。随着科技的发展,研究人员逐步开发了一种新型的医疗给药方式——微针透皮给药,它既能实现有效给药,又操作简单并且让患者获得良好体验。上世纪90年代,世界上第一个微针是用硅材料制备而成的。由于硅材料具有脆性,且不适合作为模具来大批量复制,因此近年来微针的制备材料研究的重点逐步转移到金属、陶瓷以及聚合物材料。目前微针透皮给药已经在药物治疗、美容祛斑、整形植发等消费市场领域获得应用推广,并且市场上已经出现一批规模化量产的公司,中国的微针市场给药系统产品主要是国外品牌,医疗方面的以欧美国家居多,美容方面以日韩品牌为主。国际上有3M、Zosano Pharma、Corium、Becton-Dickinson(BD)等;国内有中科微针(北京)、揽微医疗、纳通生物、和心诺泰等。加工方法由于表皮厚度高达1500μm,因此针长度达1500μm足以将药物释放到表皮中。长度较大且直径较粗的针可深入真皮层,容易损伤神经并引起疼痛。微针长度大多数150-1500μm,直径50~250μm,尖端宽度为1~25μm。微针常见的形状是圆锥形、圆柱形、三棱锥、四棱锥等。微针根据种类不同(固体型,包被型,中空型、溶解型等)以及材料的需求,制作的工艺也不一样,硅材料常见加工方法有硅蚀刻;金属材料常见的加工方法激光切割;陶瓷材料加工方法陶瓷烧结光刻。而聚合物材料常用的加工方法是微立体光刻3D打印技术。近些年来3D打印技术获得快速发展,相对于传统加工工艺,3D打印技术能够灵活、自由的设计各种复杂三维的结构。目前市场上普通3D打印技术(SLA、FDM等)加工的精度低,表面粗糙,远远满足不了微针加工技术要求。而双光子激光直写(TPP)3D打印技术,虽然加工的精度高,但是加工幅面小、速度极慢,对于大幅面、规模化生产显然不太适宜。面投影微立体光刻(PμsL)3D打印工艺能够加工并兼顾快速、高精度、大幅面的特点,可以满足上述微针尺寸要求,并且加工出来的微针表面光滑程度高,为微创、无痛的微针治疗效果提供技术支持,也为快速、高效产业化生产提供可行性方案。目前,已经和国内多所科研高校、相关企业进行合作。面投影微立体光刻(PμsL)工艺助力微针的制备面投影微立体光刻(PμsL)基于数字DMD(Digital Micromirror Device)芯片作为动态掩模,通过精密的光路投影系统,在树脂液面进行整面曝光打印。因此,与普通的微立体光固化工艺相比,除了成型精度高以外,打印的速度得到大大提升。由于微针需要具有良好的力学性能和生物相容性才能满足其应用的安全性要求,所以微针的选材、结构设计及其相应的制备技术直接关系到微针的效能。一般而言,微针的表面越光滑,微针才能更好的发挥安全、无痛以及定量释放的优势。下图是深圳摩方材料科技有限公司基于面投影微立体光刻(PμsL)工艺的3D打印系统nanoArchS130设备加工的阵列微针结构,该微针底部直径0.198mm,高度0.572mm,针尖的最尖端宽度仅0.006mm!加工的微针表面光滑,针尖细节更加明晰。该微针打印材料属于丙烯酸聚合物类固体型微针,通常研究人员使用该聚合物打印出针尖形态阳模,通过二次倒模形成实际需要的医用聚合物材料针尖结构,比如形成溶解型微针。最近,国外研究机构美国罗格斯大学Howon Lee和意大利比萨大学Giuseppe Barillaro合作团队从寄生虫的微钩,蜜蜂的尾刺针,豪猪的针毛研究发现一种具有高组织粘附力的微观倒刺结构。这些复杂的微观结构对于传统加工工艺而言是一种巨大的挑战。研究人员通过4D打印技术制造具有后向曲面倒钩以增强组织附着力的仿生微针。通过系列实验测试发现该种倒刺结构的仿生微针的组织附着力是普通微针的18倍!在组织中具有持续、定量释放药物的行为。文章链接地址:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adfm.201909197结论尽管目前微针在药物治疗、美容祛斑、整形植发等获得广泛应用,并且衍生一批产业化公司。但是微针治疗市场竞争较为混乱、竞争格局并不明晰、技术水平良莠不齐。我们经常会在一些公共场所见到微针治疗的相关广告。未来随着微加工技术的发展和相关的药理学研究的进展,微针治疗会获得广泛的认可,市场规模扩大、市场竞争更加规范。而高精密3D打印作为一种具有复杂三维、灵活自由、快速设计的微细加工技术,目前已经被众多前沿的科研机构以及知名规模化企业所采用,进一步深化课题研究程度,提高了企业的创新性及生产效益。
  • 高精密3D打印技术解决透皮给药微针的加工难题
    行业背景一直以来,我们常用的临床医疗给药方式有口服药剂、注射针剂、外用涂抹等。不同的给药方式会各有优劣。口服药剂服用方便,需要首先通过肠胃吸收,这样药效会有所降低,并且对肝脏等器官产生较强的副作用;注射针剂存在使用不便、产生疼痛、制备成本高、过程复杂等特点。外用涂抹膏药因为皮肤的隔离,药物的吸收效率低,并且给日常生活行动带来不便。临床上一般不同的药物有效成分会根据自身的理化性质、药理学等因素而采用不同的给药医疗方式。随着科技的发展,研究人员逐步开发了一种新型的医疗给药方式——微针透皮给药,它既能实现有效给药,又操作简单并且让患者获得良好体验。上世纪90年代,世界上第一个微针是用硅材料制备而成的。由于硅材料具有脆性,且不适合作为模具来大批量复制,因此近年来微针的制备材料研究的重点逐步转移到金属、陶瓷以及聚合物材料。目前微针透皮给药已经在药物治疗、美容祛斑、整形植发等消费市场领域获得应用推广,并且市场上已经出现一批规模化量产的公司,中国的微针市场给药系统产品主要是国外品牌,医疗方面的以欧美国家居多,美容方面以日韩品牌为主。国际上有3M、Zosano Pharma、Corium、Becton-Dickinson(BD)等;国内有中科微针(北京)、揽微医疗、纳通生物、和心诺泰等。加工方法由于表皮厚度高达1500μm,因此针长度达1500μm足以将药物释放到表皮中。长度较大且直径较粗的针可深入真皮层,容易损伤神经并引起疼痛。微针长度大多数150-1500μm,直径50~250μm,尖端宽度为1~25μm。微针常见的形状是圆锥形、圆柱形、三棱锥、四棱锥等。微针根据种类不同(固体型,包被型,中空型、溶解型等)以及材料的需求,制作的工艺也不一样,硅材料常见加工方法有硅蚀刻;金属材料常见的加工方法激光切割;陶瓷材料加工方法陶瓷烧结光刻。而聚合物材料常用的加工方法是微立体光刻3D打印技术。近些年来3D打印技术获得快速发展,相对于传统加工工艺,3D打印技术能够灵活、自由的设计各种复杂三维的结构。目前市场上普通3D打印技术(SLA、FDM等)加工的精度低,表面粗糙,远远满足不了微针加工技术要求。而双光子激光直写(TPP)3D打印技术,虽然加工的精度高,但是加工幅面小、速度极慢,对于大幅面、规模化生产显然不太适宜。面投影微立体光刻(PμsL)3D打印工艺能够加工并兼顾快速、高精度、大幅面的特点,可以满足上述微针尺寸要求,并且加工出来的微针表面光滑程度高,为微创、无痛的微针治疗效果提供技术支持,也为快速、高效产业化生产提供可行性方案。目前,已经和国内多所科研高校、相关企业进行合作。面投影微立体光刻(PμsL)工艺助力微针的制备面投影微立体光刻(PμsL)基于数字DMD(Digital Micromirror Device)芯片作为动态掩模,通过精密的光路投影系统,在树脂液面进行整面曝光打印。因此,与普通的微立体光固化工艺相比,除了成型精度高以外,打印的速度得到大大提升。由于微针需要具有良好的力学性能和生物相容性才能满足其应用的安全性要求,所以微针的选材、结构设计及其相应的制备技术直接关系到微针的效能。一般而言,微针的表面越光滑,微针才能更好的发挥安全、无痛以及定量释放的优势。下图是深圳摩方材料科技有限公司基于面投影微立体光刻(PμsL)工艺的3D打印系统nanoArchS130设备加工的阵列微针结构,该微针底部直径0.198mm,高度0.572mm,针尖的最尖端宽度仅0.006mm!加工的微针表面光滑,针尖细节更加明晰。该微针打印材料属于丙烯酸聚合物类固体型微针,通常研究人员使用该聚合物打印出针尖形态阳模,通过二次倒模形成实际需要的医用聚合物材料针尖结构,比如形成溶解型微针。最近,国外研究机构美国罗格斯大学Howon Lee和意大利比萨大学Giuseppe Barillaro合作团队从寄生虫的微钩,蜜蜂的尾刺针,豪猪的针毛研究发现一种具有高组织粘附力的微观倒刺结构。这些复杂的微观结构对于传统加工工艺而言是一种巨大的挑战。研究人员通过4D打印技术制造具有后向曲面倒钩以增强组织附着力的仿生微针。通过系列实验测试发现该种倒刺结构的仿生微针的组织附着力是普通微针的18倍!在组织中具有持续、定量释放药物的行为。文章链接地址:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adfm.201909197结论尽管目前微针在药物治疗、美容祛斑、整形植发等获得广泛应用,并且衍生一批产业化公司。但是微针治疗市场竞争较为混乱、竞争格局并不明晰、技术水平良莠不齐。我们经常会在一些公共场所见到微针治疗的相关广告。未来随着微加工技术的发展和相关的药理学研究的进展,微针治疗会获得广泛的认可,市场规模扩大、市场竞争更加规范。而高精密3D打印作为一种具有复杂三维、灵活自由、快速设计的微细加工技术,目前已经被众多前沿的科研机构以及知名规模化企业所采用,进一步深化课题研究程度,提高了企业的创新性及生产效益。官网:https://www.bmftec.cn/links/10
  • 费业泰:用“微米”丈量人生的密度 留下精密仪器领域“费家军”
    2007年,费业泰被授予国际测量与仪器委员会“终身贡献奖” 神舟浴火腾飞升空,蛟龙耐寒深潜入海,高度精密的仪器在热胀冷缩时会产生什么变化?如何才能保证它们正常运转?我国高新技术领域的每一项重大突破,都离不开精密仪器学科的支撑。  在我国精密仪器领域,很多知名专家自称“费家军”,因为他们有着共同的导师——我国现代精度理论及工程应用的奠基人、合肥工业大学教授费业泰。在把60年人生奉献给精密仪器事业后,今年2月26日,费业泰教授在合肥逝世,享年82岁。  60年努力,奠基我国现代精度理论及工程应用  “精度”与“误差”这对反义词,是人类科学研究中不可回避的问题。而费业泰一辈子的工作,正是不断消除误差,追求越来越高的精度。  1955年,费业泰在合肥工业大学留校任教,同年6月加入中国共产党,1959年来到新开办的精密仪器专业。那时,新中国工业建设刚刚起步,我国对精度与误差的研究几近空白,机械工业总是难逃噪音大、震动大、能耗大的“傻大粗”模式。  现在精度测量以微米为标准,而当时的标准是毫米甚至厘米,相差千倍、万倍,为了改变这一切,费业泰养成了没日没夜工作的习惯。由于精密仪器特别敏感,为了确保实验质量,多年来,费业泰在忙碌一天后,晚上仍会趁夜深人静继续待在实验室。  经过长期的研究,费业泰提出了精度误差理论,半个多世纪来,这一理论在我国社会主义现代化建设的各个领域中得到了广泛应用,并成为我国精度评定的基本方法以及精密仪器学科的理论基础。  航天器在太空中飞行,向阳与背阳的两面温度相差数百摄氏度,由于膨胀系数标准有误,用什么材料才能确保卫星正常使用,一直长期困扰我国航空业的发展。九十年代末,时任我国某型卫星研制部门负责同志找到了费业泰。  在大量实验的基础上,费业泰发现原有的检测方法和计算标准存在较大误区,于是创新膨胀系数的检测和制定方法,不仅成功解决了精密仪器的稳定问题,还依此提出了全新的热误差理论体系。  在我国精密机械领域,曾一度陷入加工设备每个部件都要高精度的误区。这不仅大大提高了成本,而效果也并不稳定。针对这一情况,费业泰在我国率先提出“最好的部件在一起不一定能有最好的性能”这一理念,找到了误差传递的规律,并利用这一规律提出了新的方法,不再要求每个部件均为高精度,而是通过不同部件之间的最优组合,保证机械设备的高精度。这一方法成为我国最新精度理论的重要内容。  60年来,费业泰承担并完成了40余项高水平科研项目,发表过320余篇论文,获得9项省部级奖励,是安徽省五一劳动奖章获得者,为我国重点科研项目解决了大量实践难题,被称为我国精度理论的开拓者。2007年,费业泰被国际测量与仪器委员会(ICMI)授予终身贡献奖。  2010年,费业泰入选“感动工大十大人物”  潜心钻研,淡泊名利拒绝美国抛出的“橄榄枝”  《误差理论与数据处理》是费业泰的9本专著之一,他的学生、合肥工业大学仪器科学与光电工程学院院长于连栋教授介绍,该书1981年被列为国家重点教材,成为我国精密仪器学科理论的开拓之作。30多年来,该书再版7次,被全国200余所高校采用,很多年轻一代的杰出青年、长江学者,都是读着它迈进了精密仪器科学的殿堂。  “做科研不能带有一点功利心。”合肥工业大学仪器科学与光电工程学院苗恩铭教授至今牢记着费业泰的教导。  其实热误差理论,费业泰早在1980年代就已经发现并进行总结,但很长一段时间内,热误差的研究一直是领域内的“冷门”,甚至其理论的科学性也受到质疑。  如今苗恩铭率领的热误差研究团队,在全国已处于领头羊的位置,但最初这个研究之“冷”,曾让他想到放弃。  “科研不能追名逐利,什么方向热门做什么,你在科学的路上走不远。”费业泰的一再告诫,让苗恩铭坚持了下来。如今,热误差理论,已经成为精密仪器学科典型的三个学科方向之一。而热误差理论研究团队,也不断在我国重大项目中建功立业。  费业泰的老伴郭子顺还记得,1989年费业泰在美国西雅图华盛顿大学做客座教授时,他所负责的波音公司一项科研项目原计划要做9个月,但在他的努力下仅用时6个月。费业泰的出色表现引起了美国方面的兴趣,向他抛出橄榄枝,表示如果他愿意留下,就可以拿到绿卡。但费业泰毫不犹豫地拒绝了,甚至放弃了应得的3个月优厚报酬,毅然提前回国。  虽然淡薄名利,但费业泰对国内相关产业的发展一直十分关注。  “中国数控机床的落后,让老先生一直耿耿于怀。”苗恩铭说,费业泰在1980年代发现热误差后,研究了国际上近30年来数控机床精度的发展,预测未来机床如果要提高精度,必须利用其材料结构的热特性来设计。  当时费业泰找了很多国内大型企业,建议企业进行相关研发提高产品精度,但当时普通数控机床很好卖,他的建议被一一拒绝。1990年代中期,费业泰受邀到日本作学术报告,他的理论引起现场日本、德国专家的注意,并特意向他请教。2005年,日本企业生产了第一台热亲和数控机床,现在这种机床已经成为全世界最著名的数控机床之一。  “现在很多国内企业产品卖不出去,又去模仿,但只能模仿个外形,其实它的核心思想是我们这边出来的,但是当年国内却没有人相信。”苗恩铭说。  2013年,80岁的费业泰仍坚持工作  教书育人,言传身教关注每个学生前行  为了保证人才培养质量,费业泰不但对学生因材施教,还始终坚持在科研一线,用自己的言行给学生们做好榜样。  “费老师知道每个学生的特点,哪怕我们毕业了,他还会一直关注着。” 于连栋说,费老师去世后,有同学在微信群里晒出老师以前寄来的信,老人家对这位学生从专业方向到人生道路,都给出了言辞真切的建议,让人十分感动。  费业泰一生严谨,今年48岁、早已是博士生导师的胡鹏浩教授回忆起恩师的严谨时说:“怕挨训、被训怕了,但总是被训得心服口服。”  2003年的暑假期间,时任学院副院长的胡鹏浩去找费业泰汇报工作,因穿着随意让老师很不高兴。  最初胡鹏浩不以为然,他觉得不是工作日,也不在正式场合,穿着随便一些无所谓,但老师的反问让他意识到自己的不足:“老师说,如果现在学院有急事,需要你立即送一份材料到教育主管部门,你觉得你现在的穿着合适吗?这就是费老师的做事风格。”  “我参加工作后,学校安排我授课,但费老师坚持让我再等一年,用一年的时间备课。” 费业泰的学生、合肥工业大学仪器科学与光电工程学院副院长夏豪杰副教授说,费老师认为“照本宣科是没有质量的授课”,只有精心准备,才能真正传授给学生知识。  除了专业知识和严谨的科研态度,费业泰带给学生的,还有做人的道理。  2004年,胡鹏浩评上了教授,但费业泰却说其实不希望他这么早获评,随后老先生的一席话让胡鹏浩非常感动。  “他说虽然我评上教授,但知识的宽度和广度沉淀不够,可能会碍于面子,到哪都端着架子,不懂的也不好意思问,时间一长,就会越来越空。”胡鹏浩说,从那时起,他不管到哪,遇到不懂的就会直接问,  2011年夏天,77岁高龄的费业泰在北京进行完一项国家专项答辩后,急着赶回合肥,由于北京暴雨,等到23点仍然不能起飞,临时也买不到火车票。  “下着大雨,他跑到火车站,没有票又回到机场,这么大年纪,我看着很心疼,就劝他住一晚明天再走,他却坚持要当天回去。”当时随行的夏豪杰说,当天老人家等到凌晨4点,才得到登机的通知。  早上7点,费业泰带着一身疲惫抵达合肥,随后立即赶到办公室时,这时夏豪杰才发现,费业泰坚持赶回来的原因,只是答应给一位研究生修改论文。  “费教授辛勤工作60年,精于专业,一心教书育人,忠诚于人民的教育事业,是一位有理想信念、有道德情操、有扎实知识、有仁爱之心的好老师。”合肥工业大学党委副书记周军说。  2013年,80岁的费业泰仍坚持工作  2013年,费业泰与学生们在桃李园合影
  • 罗氏加入世界血友病联盟人道主义援助计划
    p style="text-align: justify "  罗氏近期宣布加入世界血友病联盟(WFH)人道主义援助计划,该计划是一项具有里程碑意义的计划,致力于改变遗传患者获得护理和治疗的机会。发展中国家的出血性疾病。与罗氏集团成员Chugai和Genentech一起,罗氏对WFH计划的承诺包括捐赠Hemlibra® (emicizumab),A型血友病的预防性治疗,以及资助WFH计划的综合护理发展培训,以确保当地的基础设施和医疗专业知识可用于优化和适当使用捐赠的Hemlibra。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/11710113-e045-435c-82c6-54bd6d2005f7.jpg" title="1538191525081.jpg" alt="1538191525081.jpg" width="359" height="211" style="width: 359px height: 211px "//pp style="text-align: justify "  该捐赠将在五年内为发展中国家多达1000名患有A型血友病的人提供Hemlibra预防性治疗,重点关注高需求患者,例如所有年龄段因素VIII抑制剂患者和无儿童患者因子VIII抑制剂。在发展中国家,获得预防性治疗 - 预防A型血友病以防止出血的标准 - 在紧急情况和急性出血中保留的资源有限。 WFH人道主义援助计划目前为约1,500名患有A型血友病的人提供预防性治疗。/pp style="text-align: justify "  “感谢罗氏的捐赠,更多患有血友病的人将能够通过WFH人道主义援助计划接受预防。重要的是,捐赠还将为患有血友病A的人提供治疗选择,因为他们以前治疗非常有限或没有治疗,“WFH总裁Alain Weill说。 “越来越多的预防性治疗方法可以在血友病A未被诊断和未治疗的国家产生深远的影响。”/pp style="text-align: justify "  发展中国家大多数患有血友病的人没有接受或不充分的治疗,这严重影响了他们的健康,生活质量和预期寿命。在无法获得治疗的国家,患有严重血友病的儿童往往无法生存至成年期。/pp style="text-align: justify "  罗氏制药公司首席执行官比尔安德森说:“我们很自豪能加入WFH人道主义援助计划,这是一项具有里程碑意义的举措,旨在改变发展中国家遗传性出血性疾病患者无法获得护理和治疗的机会。” “我们与WFH的合作反映了我们对血友病社区的承诺,并支持全球血友病患者快速,广泛和可持续地使用Hemlibra,这些患者可能从这一重要的治疗方案中受益。”/pp style="text-align: justify "  Hemlibra是唯一可以皮下注射的预防性药物,可提供有效的出血控制,每四周一次,剂量选择不常见。Hemlibra已经在具有和不具有因子VIII抑制剂的A型血友病患者中进行了最大的关键临床试验计划之一的研究,包括四项III期研究(HAVEN 1,HAVEN 2,HAVEN 3和HAVEN 4)。 Hemlibra已被批准用于常规预防,以预防或减少全球50多个国家A型血友病患者出血事件的频率。 2018年10月4日,Hemlibra被美国食品和药物管理局(FDA)批准用于常规预防,以预防或减少成人和儿童,新生儿和老年人出血的频率,其中A型血友病患者不含因子VIII抑制剂。2019年2月1日,欧盟人用药品委员会(CHMP)对Hemlibra(emicizumab)采取了积极意见,用于常规预防成人和患有严重A型血友病且无因子VIII抑制剂的儿童的出血事件。世界各地其他监管机构的提交和批准正在进行中。/p
  • 联合国发布对华发展援助计划
    《联合国对华发展援助框架(2011年~2015年)》(以下简称《框架》)近日发布,为联合国在华机构的工作提供总体框架,为中国实现“十二五”计划提供支持。  在发布仪式上,联合国系统驻华协调员马和励表示,中国在实现千年发展目标方面成果显著,但作为一个发展中国家,仍将面临现存和未来的挑战,这份《框架》有助于更好地推动联合国与中国的合作。  据悉,《框架》为中国与联合国未来的合作设定了环境与可持续发展、困难群体发展和参与国际合作3个核心领域,并制定了数十个各领域合作项目,涉及筹资总额约3.7亿美元。  根据《框架》,在可持续发展领域,联合国将在发展低碳经济、开发和利用自然资源、应对气候变化、确保饮水安全、减少疾病危害等方面对华进行援助。
  • 精密测量院等在锂离子精密光谱研究中获进展
    近日,中国科学院精密测量科学与技术创新研究院研究员高克林、管桦实验团队与研究员史庭云理论团队,联合加拿大新不伦瑞克大学教授严宗朝、加拿大温莎大学教授G. W. F. Drake、海南大学教授钟振祥、浙江理工大学讲师戚晓秋等实验团队,在少电子原子体系——锂离子精密谱研究中取得重要进展。该研究将6Li+离子23S和23P态超精细结构劈裂的测量精度提高至10kHz水平,并精确确定了6Li原子核的电磁分布半径(Zemach半径)。这一基于原子精密光谱的工作独立于原子核模型,为揭示锂原子核结构、特别是6Li核的奇特性质以及检验相关的核结构模型提供了重要依据。该工作将进一步促进Li+离子精密光谱的实验和理论研究,推动少核子体系核结构理论与实验的开展。   少电子原子体系(如氢、氦原子以及类氢、类氦离子等)精密谱的实验与理论研究在检验束缚态QED理论、确定精细结构常数、获取原子核结构信息以及探索超越标准模型的新物理中颇具应用价值,是当前精密测量物理的重点方向。   高克林、管桦实验团队与史庭云理论团队等合作,开展类氦锂离子精密谱研究已逾十年。该团队基于电子碰撞电离方案研制了一台亚稳态Li+离子束源装置,各项性能指标(束流强度、发散角、稳定度等)均达到同类装置较高水平。该研究利用该装置产生的离子束,采用饱和荧光光谱测量方法精确确定了7Li+离子23S1和23PJ能级的精细结构和超精细结构劈裂,不确定度小于100kHz。该团队将实验与理论相结合,精确确定了7Li原子核的Zemach半径。   在饱和荧光光谱方法中,该研究受制于谱线的渡越时间展宽,得到的兰姆凹陷线宽达50MHz,大于谱线的自然线宽(3.7MHz),由此得到的测量结果具有较大的统计不确定度。为了进一步提高测量精度,该工作利用三驻波场光学Ramsey技术消除谱线的渡越时间展宽,获得线宽约5MHz的Ramsey干涉条纹,统计不确定度减小至kHz量级;通过抑制量子干涉效应、一阶多普勒效应、二阶多普勒效应、Zeeman效应以及激光功率等各项系统误差,实现了10kHz精度的6Li+离子23S1和23PJ能级的超精细结构劈裂。该超精细结构劈裂的测量精度较先前结果提高5~50倍。在理论方面,该团队计算了包括高阶量子电动力学(QED)效应在内的6,7Li+离子23S和23P态超精细劈裂。该研究包含完整的mα6阶相对论和辐射修正,理论精度较先前结果有所提升,且理论与实验符合程度较好。科研人员通过比较6,7Li+离子的理论计算和实验测量值,得到6Li和7Li原子核的Zemach半径分别为2.44(2)fm和3.38(3)fm,确认了7Li的核Zemach半径比6Li的大40%这一反常现象,并发现了由6Li+的23S态超精细劈裂确定的Zemach半径与核物理方法得到的值3.71(16)fm存在显著差异,表明6Li核可能具有反常的核结构。该成果将进一步推动更多相关理论和实验的发展。   相关研究成果发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。研究工作得到国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项、中国科学院青年创新促进会和中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划等的支持。锂离子Ramsey光谱测量
  • 精密测量院参与完成《全球生态环境遥感监测2022年度报告》
    1月17日,科技部在北京正式发布《全球生态环境遥感监测2022年度报告》,报告包含“北极地区冰雪与植被变化”和“全球大宗粮油作物生产形势及复种与灌溉的贡献”两个专题。其中,“北极地区冰雪与植被变化”专题报告(以下简称“北极专题报告”),由中山大学牵头,联合精密测量院、武汉大学、国家卫星气象中心、南京大学等国内极地研究领域优势科技力量共同编制完成。精密测量院研究员江利明领衔的影像大地测量学团队,负责“北极专题报告”中的格陵兰冰川边缘线数据分析及相关中英文内容编写。利用多源卫星遥感数据,首次研制了2002-2021年整个格陵兰298条冰川边缘线逐季(典型冰流系统为逐月)数据产品,揭示了格陵兰冰川边缘线呈整体退缩趋势的时空变化特征及其大气、海洋驱动机制。自2018年以来,该研究团队在国家重点研发计划课题“格陵兰“冰盖-溢出冰川-海冰”系统关键过程遥感强化观测研究”等多个国家级项目资助下,围绕南北极冰盖关键要素多尺度变化特征及其驱动机制开展持续、深入研究,相关研究成果发表在《地球物理研究通讯》(《Geophysical Research Letters》)、《地球与行星科学通讯》(《Earth and Planetary Science Letters》)、《遥感》(《Remote Sensing》)、《国际数字地球学报》(《International Journal of Digital Earth》)等地学领域权威期刊上。2002—2021年格陵兰各流域平均边缘线的时空变化特征及其气候驱动机制2002—2021年格陵兰Zachariae Isstrom冰川边缘线变化(图片来源: CCTV-13新闻频道报道截图)近20年来,由于全球增温及北极“放大效应”的影响,北极冰雪与植被正在发生快速变化,是全球气候变化的风向标。“北极专题报告”显示,2002—2021年间,北极海冰覆盖范围缩减范围超过200万平方公里,占2002年最小海冰范围的近40%;格陵兰冰盖所有区域都发生过表面融化,主要集中在冰盖边缘地区,84%的格陵兰冰川出现退缩,平均退缩1.37公里;77.4%的北极陆表区域绿度增加,面积约550万平方公里,相当于整个亚马逊雨林的面积。该专题报告为开展北极环境变化对全球气候变化的响应研究和应对全球气候变化提供科学依据。报告全文和相关数据集产品均面向社会公开发布,可通过国家遥感中心网站(http://www.nrscc.most.cn/)和国家综合地球观测数据共享平台(http://www.chinageoss.cn/geoarc)下载。报告成果得到了人民日报、新华社、中央广播电视总台、科技日报等多家新闻媒体的宣传报道。17日发布会由科技部新闻发言人、办公厅吕静副主任主持,国家遥感中心赵静主任、刘志春副主任和中国科学院周成虎院士等领导和专家出席。据科技部国家遥感中心主任赵静介绍,科技部自2012年起持续组织开展《全球生态环境遥感监测年度报告》编制工作,面向国家重大战略需求和国际社会共同关切的议题,开展全球及洲际尺度的生态环境遥感监测、分析和评估,是我国深入实施创新驱动发展战略和联合国2030年可持续发展目标、推动全球生态环境保护和绿色低碳发展的一项重要举措。
  • 借助高精密3D打印技术释放介植入式医疗器械的创新维度
    《中国制造2025》的提出,预示着我国医疗器械行业的转型升级正在加快,研发趋势也正在向国际靠拢。目前国产医疗器械产品仍集中在中低端品种,高端介植入器械整体处于由模仿创新到部分替代进口的关键竞争时期。国内医疗器械行业正在逐渐加大产品创新的维度,由于高端介植入医疗器械非常精密,相应的制造加工技术要求也越来越高,传统加工方式很难满足介植入医疗器械快速创新的要求,寻找创新型精密加工方式成为了行业创新的迫切需求。行业背景医疗器械是指直接或者间接用于人体的仪器、设备、器具、体外诊断试剂及校准物、材料以及其他类似或者相关的物品,包括所需要的计算机软件。在医疗器械众多的细分领域中,基于对市场规模及增速、竞争格局、政策支持力度等多维度的分析,介植入器械是最具潜力的细分方向之一,政策支持也是推动介植入器械高速发展的重要因素。近年来在创新医疗器械领域,我国出台了多项强有力的政策,推动本土医疗器械的创新能力和产业化水平,而介植入器械明确出现在诸如“十三五”规划纲要、国家科技创新规划等文件鼓励和支持范围内。随着我国居民经济生活水平的提高,医疗保健的意识逐渐加强,因此对医疗器械产品的需求也在不断攀升。尽管我国医疗器械行业市场容量扩张速度快,但由于相关基础科学和制造工艺的落后,国产医疗器械产品仍集中在中低端产品,高端医疗器械主要依赖进口。《中国制造2025》的提出,预示着我国医疗器械行业的转型升级正在加快,研发趋势也正在向国际靠拢。未来随着国家政策的扶持、不断扩大的市场需求、中国人口老龄化加速以及医疗器械行业的技术发展和产业升级,医疗器械将有望继续保持高速增长的良好态势,并实现从中低端市场向高端市场进口替代的愿景。近年来,我国医疗器械行业持续飞速发展,其中高值医用耗材市场增长速度更是排名行业前列,年均增速超20%,取得了令人瞩目的成绩,而介植入市场作为高值医用耗材最大的细分市场一直以来都备受业内关注。介植入器械目前整体处于由模仿创新到进口替代、甚至国际领跑的竞争格局重塑关键时期。国内医疗器械企业也在逐渐加大产品创新创造的力度,由于介植入医疗器械非常精密,对相应的制造加工技术要求也越来越高,传统加工方式很难跟上介植入医疗器械快速创新的脚步,寻找创新型精密加工方式成为了他们迫切的需求。市场概况根据艾媒咨询发布的医疗器械市场,全球方面,2017年全球医疗器械市场规模突破4000亿美元, 2018年全球医疗器械市场规模为4278亿美元,预计到2024年规模将接近6000亿美元,2017-2024 年间复合增长率为 5.6%。中国成为继美国、西欧、日本之后的第四大医疗器械市场。中国医疗器械整体市场规模已由2014年的2556亿元增长至2018年的5304亿元,年均增速保持在20%左右,营业收入及净利润均保持高速增长态势,属于医疗器械行业发展黄金期,预计到2022年中国医疗器械市场规模将超过9000亿元。现阶段我国医疗器械市场的基本构成为高端产品占比25%,中低端产品占比75% 而国际医疗器械市场中的医疗器械产品基本构成为高端产品所占份额一般为55%,中低端产品占45%。并且在占我国医疗器械25%的高端产品市场中,70%由外资占领,这70%的外资企业在医学影像设备和体外诊断等技术壁垒较高的领域,市场占有率超过80%,而我国医疗器械企业主要生产中低端品种。在介植入式等高端医疗器械市场中,由于其产品的技术含量和附加值较高,不易研发制造,技术水平的限制和发达国家的资源垄断等因素,仅占30%左右的比例,因此行业中的高端产品目前仍然主要依赖进口,高端产品市场大部分被美敦力,史赛克,雅培,GE医疗和波士顿科学等国外企业占据。基于对市场规模及增速、竞争格局、政策支持力度等多维度的分析,介植入器械是医疗器械最具潜力的细分方向之一。市场规模及增速方面,根据Evaluate MedTech发布的报告,到2024年,全球6000亿美元规模的医疗器械市场中,与介植入器械密切相关的心血管、神经、骨科、口腔、眼科类设备,都将处于大市场、高成长的阶段。创新投入不够,技术研发能力差、商业模式不清晰,成为了未来国内介植入式医疗器械行业企业发展的阻碍。受益于市场需求和政策导向,未来10年中国的植入介入医疗器械企业将会加大和重视布局技术创新,从而释放介植入式医疗器械的创新维度。高精密3D打印在介植入式医疗器械行业的应用近年来,人口老龄化加剧,不合理的用眼习惯增加,我国眼科疾病高发,呈现年龄早、进展快、程度深的趋势。虽然眼科患者数量增长迅速,但受限于技术和经济发展水平,我国眼科产品市场渗透率还比较低。眼科属于高精尖学科,行业门槛高,尤其是高值医用耗材领域,对材料和技术的精细化程度要求高,因此目前全球市场主要集中在几家大型的国际医械企业手中,竞争程度较低。下图是深圳摩方同国内顶尖眼科医院合作的一个植入式导流钉,这个产品大小2.647*1.347mm,深圳摩方S140打印设备可以一次可以成型将近2000个产品,模型中有非常精细微小和复杂的结构,其内部含有一根弹簧和球阀。青光眼主要是由于眼压过高从而压迫视神经导致的。目前国内这种导流钉是通过机加工钛合金成型,价格3500元一枚,由于受机加工成型自由度限制,传统导流钉结构比较简单。带有微弹簧的引流钉,可以稳定的释放眼压,改善青光眼患者植入体验和病患。摩方以突破性精密制造能力,为青光眼治疗提供了革命性微创治疗方案。2016年全球有近1.8亿人死于心血管病,占全因死亡人数的31%。据《中国心血管病报告》,我国心血管病患病率及死亡率处上升阶段,患病人数约为2.9亿;心血管疾病前期治疗主要依靠药物,中后期则需要进行手术介入,如血管支架、心脏瓣膜、起搏器等器械。血管支架是心血管介植入器械中应用最广泛的一类产品,主要用于治疗血管闭塞或者狭窄。目前主流的支架是载药型金属支架,但由于金属不可降解性会导致血管炎症的发生,所以新一代载药型聚合物可降解支架将成为未来研究的主流方向。下图是我们深圳摩方S140设备用生物相容性材料加工的聚合物血管支架,高12mm,直径2mm,杆径0.15mm,打印的支架具有很好的回缩性。随着世界老龄化趋势加深和环境问题日趋严峻,消化道、呼吸道等疾病的发病率不断提高,内窥镜检查的需求也越来越多。医用内窥镜技术凭借诊疗精准性高,创伤小,不易感染,术后恢复快和近乎无疤痕等特点受到医学界的广泛关注,也是全球医疗器械产业中增长最快的产品之一。随着微型化和定制化趋势的到来,产品结构越来越小和薄,内窥镜企业都在致力于寻找相匹配的精密加工方法。对于壁厚小于0.15mm的精密内窥镜端部座,CNC和开模注塑等传统加工方式成型都比较困难,尤其对于一些深宽比大的薄壁件。下图中的内窥镜端部座中的圆管壁厚是70微米,管径1mm,高度为4mm,精度要求±10~25微米,CNC和开模注塑,很难加工出这样逼近极限的结构,深圳摩方公司的P140设备约两个小时就可以加工出高质量合格的产品,最快一天内可以交付。目前,中国医美服务消费群体相对年龄更小,为形成医美消费习惯、创造更长的消费周期创造了条件。德勤报告显示,2017年中国医美市场规模1760亿。而据ISAPS预测,至2020年,中国医美市场有望达到3150亿元。随着国人对医美行业越来越推崇,未来医美行业将成未来热门产业。下图是深圳摩方的S130设备加工的阵列结构的美容微针,该微针底部直0.198mm,高度0.572mm,针尖的最尖端宽度仅0.006mm,加工的微针表面光滑,针尖细节更加明晰。该微针打印材料属于丙烯酸聚合物类微针,通常使用该聚合物打印出针尖形态阳模,通过二次倒模形成实际需要的医用聚合物针尖结构,比如形成溶解型微针。通过摩方精密3D打印设备可以很好的解决传统方式加工微针的局限,对于推动医美行业发展有着非常重大和积极影响。客户访谈 “摩方是目前在亚毫米尺寸评估过的最好的技术企业”----引自世界500强国外医疗器械巨头评价 “打印效果令人非常惊讶和影响深刻,可以实现传统方式无法加工的微米级别复杂细节,精度媲美模具注塑和机加工”----引自国内医疗器械巨头评价深圳摩方提供的高精密3D打印技术非常契合介植入式医疗器械行业微型化和精密化发展需求,目前深圳摩方已和国内外大型医疗器械公司进行了深入合作,通过深圳摩方的精密3D打印技术可以大大缩短研发周期和降低研发成本以及产品小批量定制生产。
  • 借助高精密3D打印技术释放介植入式医疗器械的创新维度
    《中国制造2025》的提出,预示着我国医疗器械行业的转型升级正在加快,研发趋势也正在向国际靠拢。目前国产医疗器械产品仍集中在中低端品种,高端介植入器械整体处于由模仿创新到部分替代进口的关键竞争时期。国内医疗器械行业正在逐渐加大产品创新的维度,由于高端介植入医疗器械非常精密,相应的制造加工技术要求也越来越高,传统加工方式很难满足介植入医疗器械快速创新的要求,寻找创新型精密加工方式成为了行业创新的迫切需求。行业背景医疗器械是指直接或者间接用于人体的仪器、设备、器具、体外诊断试剂及校准物、材料以及其他类似或者相关的物品,包括所需要的计算机软件。在医疗器械众多的细分领域中,基于对市场规模及增速、竞争格局、政策支持力度等多维度的分析,介植入器械是最具潜力的细分方向之一,政策支持也是推动介植入器械高速发展的重要因素。近年来在创新医疗器械领域,我国出台了多项强有力的政策,推动本土医疗器械的创新能力和产业化水平,而介植入器械明确出现在诸如“十三五”规划纲要、国家科技创新规划等文件鼓励和支持范围内。随着我国居民经济生活水平的提高,医疗保健的意识逐渐加强,因此对医疗器械产品的需求也在不断攀升。尽管我国医疗器械行业市场容量扩张速度快,但由于相关基础科学和制造工艺的落后,国产医疗器械产品仍集中在中低端产品,高端医疗器械主要依赖进口。《中国制造2025》的提出,预示着我国医疗器械行业的转型升级正在加快,研发趋势也正在向国际靠拢。未来随着国家政策的扶持、不断扩大的市场需求、中国人口老龄化加速以及医疗器械行业的技术发展和产业升级,医疗器械将有望继续保持高速增长的良好态势,并实现从中低端市场向高端市场进口替代的愿景。近年来,我国医疗器械行业持续飞速发展,其中高值医用耗材市场增长速度更是排名行业前列,年均增速超20%,取得了令人瞩目的成绩,而介植入市场作为高值医用耗材最大的细分市场一直以来都备受业内关注。介植入器械目前整体处于由模仿创新到进口替代、甚至国际领跑的竞争格局重塑关键时期。国内医疗器械企业也在逐渐加大产品创新创造的力度,由于介植入医疗器械非常精密,对相应的制造加工技术要求也越来越高,传统加工方式很难跟上介植入医疗器械快速创新的脚步,寻找创新型精密加工方式成为了他们迫切的需求。市场概况根据艾媒咨询发布的医疗器械市场,全球方面,2017年全球医疗器械市场规模突破4000亿美元, 2018年全球医疗器械市场规模为4278亿美元,预计到2024年规模将接近6000亿美元,2017-2024 年间复合增长率为 5.6%。中国成为继美国、西欧、日本之后的第四大医疗器械市场。中国医疗器械整体市场规模已由2014年的2556亿元增长至2018年的5304亿元,年均增速保持在20%左右,营业收入及净利润均保持高速增长态势,属于医疗器械行业发展黄金期,预计到2022年中国医疗器械市场规模将超过9000亿元。现阶段我国医疗器械市场的基本构成为高端产品占比25%,中低端产品占比75% 而国际医疗器械市场中的医疗器械产品基本构成为高端产品所占份额一般为55%,中低端产品占45%。并且在占我国医疗器械25%的高端产品市场中,70%由外资占领,这70%的外资企业在医学影像设备和体外诊断等技术壁垒较高的领域,市场占有率超过80%,而我国医疗器械企业主要生产中低端品种。在介植入式等高端医疗器械市场中,由于其产品的技术含量和附加值较高,不易研发制造,技术水平的限制和发达国家的资源垄断等因素,仅占30%左右的比例,因此行业中的高端产品目前仍然主要依赖进口,高端产品市场大部分被美敦力,史赛克,雅培,GE医疗和波士顿科学等国外企业占据。基于对市场规模及增速、竞争格局、政策支持力度等多维度的分析,介植入器械是医疗器械最具潜力的细分方向之一。市场规模及增速方面,根据Evaluate MedTech发布的报告,到2024年,全球6000亿美元规模的医疗器械市场中,与介植入器械密切相关的心血管、神经、骨科、口腔、眼科类设备,都将处于大市场、高成长的阶段。创新投入不够,技术研发能力差、商业模式不清晰,成为了未来国内介植入式医疗器械行业企业发展的阻碍。受益于市场需求和政策导向,未来10年中国的植入介入医疗器械企业将会加大和重视布局技术创新,从而释放介植入式医疗器械的创新维度。高精密3D打印在介植入式医疗器械行业的应用近年来,人口老龄化加剧,不合理的用眼习惯增加,我国眼科疾病高发,呈现年龄早、进展快、程度深的趋势。虽然眼科患者数量增长迅速,但受限于技术和经济发展水平,我国眼科产品市场渗透率还比较低。眼科属于高精尖学科,行业门槛高,尤其是高值医用耗材领域,对材料和技术的精细化程度要求高,因此目前全球市场主要集中在几家大型的国际医械企业手中,竞争程度较低。下图是深圳摩方同国内顶尖眼科医院合作的一个植入式导流钉,这个产品大小2.647*1.347mm,深圳摩方S140打印设备可以一次可以成型将近2000个产品,模型中有非常精细微小和复杂的结构,其内部含有一根弹簧和球阀。青光眼主要是由于眼压过高从而压迫视神经导致的。目前国内这种导流钉是通过机加工钛合金成型,价格3500元一枚,由于受机加工成型自由度限制,传统导流钉结构比较简单。带有微弹簧的引流钉,可以稳定的释放眼压,改善青光眼患者植入体验和病患。摩方以突破性精密制造能力,为青光眼治疗提供了革命性微创治疗方案。2016年全球有近1.8亿人死于心血管病,占全因死亡人数的31%。据《中国心血管病报告》,我国心血管病患病率及死亡率处上升阶段,患病人数约为2.9亿;心血管疾病前期治疗主要依靠药物,中后期则需要进行手术介入,如血管支架、心脏瓣膜、起搏器等器械。血管支架是心血管介植入器械中应用最广泛的一类产品,主要用于治疗血管闭塞或者狭窄。目前主流的支架是载药型金属支架,但由于金属不可降解性会导致血管炎症的发生,所以新一代载药型聚合物可降解支架将成为未来研究的主流方向。下图是我们深圳摩方S140设备用生物相容性材料加工的聚合物血管支架,高12mm,直径2mm,杆径0.15mm,打印的支架具有很好的回缩性。随着世界老龄化趋势加深和环境问题日趋严峻,消化道、呼吸道等疾病的发病率不断提高,内窥镜检查的需求也越来越多。医用内窥镜技术凭借诊疗精准性高,创伤小,不易感染,术后恢复快和近乎无疤痕等特点受到医学界的广泛关注,也是全球医疗器械产业中增长最快的产品之一。随着微型化和定制化趋势的到来,产品结构越来越小和薄,内窥镜企业都在致力于寻找相匹配的精密加工方法。对于壁厚小于0.15mm的精密内窥镜端部座,CNC和开模注塑等传统加工方式成型都比较困难,尤其对于一些深宽比大的薄壁件。下图中的内窥镜端部座中的圆管壁厚是70微米,管径1mm,高度为4mm,精度要求±10~25微米,CNC和开模注塑,很难加工出这样逼近极限的结构,深圳摩方公司的P140设备约两个小时就可以加工出高质量合格的产品,最快一天内可以交付。目前,中国医美服务消费群体相对年龄更小,为形成医美消费习惯、创造更长的消费周期创造了条件。德勤报告显示,2017年中国医美市场规模1760亿。而据ISAPS预测,至2020年,中国医美市场有望达到3150亿元。随着国人对医美行业越来越推崇,未来医美行业将成未来热门产业。下图是深圳摩方的S130设备加工的阵列结构的美容微针,该微针底部直0.198mm,高度0.572mm,针尖的最尖端宽度仅0.006mm,加工的微针表面光滑,针尖细节更加明晰。该微针打印材料属于丙烯酸聚合物类微针,通常使用该聚合物打印出针尖形态阳模,通过二次倒模形成实际需要的医用聚合物针尖结构,比如形成溶解型微针。通过摩方精密3D打印设备可以很好的解决传统方式加工微针的局限,对于推动医美行业发展有着非常重大和积极影响。客户访谈 “摩方是目前在亚毫米尺寸评估过的最好的技术企业”----引自世界500强国外医疗器械巨头评价 “打印效果令人非常惊讶和影响深刻,可以实现传统方式无法加工的微米级别复杂细节,精度媲美模具注塑和机加工”----引自国内医疗器械巨头评价深圳摩方提供的高精密3D打印技术非常契合介植入式医疗器械行业微型化和精密化发展需求,目前深圳摩方已和国内外大型医疗器械公司进行了深入合作,通过深圳摩方的精密3D打印技术可以大大缩短研发周期和降低研发成本以及产品小批量定制生产。—— END ——官网:https://www.bmftec.cn/links/10
  • 专注高端光学精密测量仪器 木木西里完成近亿元A轮融资
    近日,木木西里成功完成近亿元A轮融资。本轮融资由江苏民营投资控股有限公司,江苏国民投资管理有限公司、南京市创新投资集团、南京市木太企业管理合伙企业(有限合伙)等专业机构联合投资。完成本轮融资后,木木西里将会继续加大研发投入,启动“魔玛2号”工厂的建设,进一步夯实和提升“人才队伍、基础研究、前沿技术探索、供应链、超精密加工技术、精密组装工艺”等全流程基础设施。对此、国民投资合伙人胡国防表示,精密科学仪器被比作高端制造业皇冠上的明珠,科学研究离不开精准的实验数据,高品质的科研仪器是降低实验误差的基础!在我国从制造大国向制造强国转变的过程中,高端科技仪器作为重要的科技研发前置设备,市场需求不断上升。木木西里公司自成立以来,始终坚持自主创新,持续加大研发投入,已经成为集研发、生产、销售与应用为一体的专业化企业,在本次引入资本后必将抓住发展契机,不断攻关,打破海外技术垄断,加快国产替代的步伐,更好地助力我国制造业产业高质量发展。
  • 专注精密光学检测,立仪科技获数千万A轮融资
    近日,3D工业视觉传感器供应商立仪科技获得浩澜资本独家投资的数千万人民币的A轮融资,据悉,本轮融资将主要用于市场拓展、新品研发及补充流动资金。立仪科技成立于2014年,是一家专注于精密光学检测的公司,旗下有光谱共焦传感器等产品。公司的点共焦传感器已经量产,且服务多家头部客户;线共焦产品原型机已打样,正研发商业量产版本。主流的3D工业视觉的技术路线包括线激光、光谱共焦、条纹结构光、TOF、双目等技术路线。光谱共焦传感器是目前市场精度最高且能应用于各种特性的表面和复杂形状测量场景的新型传感器,其市场主要被国外厂商占据,但国产率较低。光谱共焦传感器的原理是通过使用特殊的透镜及光学系统,拉开不同颜色光的焦点分布范围,形成特殊放大色差,使其根据不同的被测物体到透镜的距离,会对应一个精确波长的光聚焦到被测物体上。通过测量反射波的波长,就可以得到被测物体到透镜的精确距离。光谱共焦目前正处于技术迭代周期。激光技术的研发目前已逐渐见顶,而市场对测量传感器的需求越来越广,市场需求正从人工监测向自动化监测产品发展。与传统的激光相比,光谱共焦技术精度较高,且材料适应性更广,稳定性更高。立仪科技创始人兼CEO刘杰波告诉36氪:“我们之前曾做过三维激光扫描研究,过程中意识到激光扫描很难完成一些对高精度扫描有需求的测试任务,便开始向光谱共焦转向。”目前,立仪科技有点共焦位移和线共焦位移两类传感器产品,产品型号超百种。点共焦传感器上,立仪科技在拿到天使轮融资后,于2019年完成点共焦原型产品的量产。至今,公司的点共焦已经迭代到第三代,进入华为、三星、苹果供应链。除在产品设计上有着多项创新外,公司还开发了为国外禁止出口的激光干涉光谱共焦校准仪等专用仪器工装,且工艺经过量产验证,能帮助产品更好生产。在性能上,其传感器可以做到光强提高200%,线性度提高200%,反射干扰降低50%。价格上,产品售价比国外产品低。产品示意图公司2020年开始研发线共焦产品,目前已有原型机,是已能完成三维形状物体的扫描,具有精度高材料适应性好、无盲区、效率高等优点,可广泛应用于半导体、新能源、3C等领域。可应用领域据刘杰波介绍,线共焦传感器进口产品占 99%以上市场,售价昂贵,立仪科技可以做到同时解决漫反射和曲面镜面材质检测的技术,具备性能优势。本轮融资完成后,立仪科技也将集中精力,研发商业化量产版本线共焦产品。未来,公司还将继续研发高光谱+AI传感器和光纤传感器。公司的光谱共焦产品有着7、8年的积累,服务了半导体、新能源与3C、先进制造设备、精密仪器、科研院校等领域,面向京东方、天马等客户都有着数百套的出货量。经过长期打磨,立仪科技对市场需求和行业认知理解深刻。据刘杰波介绍,目前公司在国产品牌中市场占有率排名第一。在营收上,公司2022年预计完成数千万营收,较2021年有两、三倍的增长。在创始团队上,公司创始人兼CEO刘杰波有着十几年的精密光学测量研发经验,曾任数家世界500强公司高管,在光机电软件上融会贯通。公司首席科学家张巍博士曾就职于中科院物理研究院,有着丰富的光谱、激光等研究经验。目前,公司共有60多名员工,在深圳、苏州、成都、长沙都设有办事处,研发占比50%以上。
  • 精密测量:无尽的追求
    十几年前,当数位战略科学家聚首探讨精密测量物理学科发展走向时,他们预判中国会一步步缩小和国际先进水平的差距,有一天会走在国际前沿,甚至引领发展。他们没料到的是,这一天来得如此之快,当然也没料到“卡脖子”同样来得很快。当下,世界正经历百年未有之大变局,科研环境也发生了巨大变化。所幸十几年前,在国家自然科学基金等的资助下,我国布局了一批前瞻性、引领性的基础研究。在国家自然科学基金重大研究计划——“精密测量物理”项目稳定资助下,我国不仅在精密测量领域取得了多项“世界最好”“精度最高”的成就,凝聚、培养了一支队伍,大大增强了在该领域的国际话语权和竞争力,还辐射带动了相关学科发展。“算是对我们10年‘打工’的鼓励吧。”谈及“精密测量物理”重大研究计划的研究成果对相关学科的引领带动作用,中国科学院院士,华中科技大学、中山大学教授罗俊的语调中透着实现“小目标”的轻松。实际上,这项超前布局的研究计划仅酝酿谋划就用了5年时间。此后在研10年,“聚队伍、聚智慧、聚重点、聚资源、聚突破”,项目成果全面超越预期目标。“十几年前,国家自然科学基金支持一批科研人员开展精密测量物理研究确实很有开拓性。”罗俊告诉《中国科学报》,“这项研究计划虽然圆满结题了,但精密测量永无止境,精益求精是无尽的追求。”破局,始于“香山科学会议”2008年7月,第327次香山科学会议(创立地点及会址在北京香山)破例在位于湖北省武汉市的华中科技大学召开。7位院士、50余位物理学家相聚喻家山,参加为期3天的“精密测量物理和方法”主题研讨会。“在香山科学会议之前,叶老师(中国科学院院士叶朝辉)和几位专家动念提出开展‘精密测量物理’研究,是因为我们遇到了一些问题。”罗俊回忆说,“当时我国很多学科面临怎样向前沿延伸的困境。一个严峻的现实是,我们的科研仪器基本全靠进口。别人生产的仪器卖给我们之前,实验室里该做的研究都做完了,我们一直跟在后面做,这样很难触及科学最前沿。”没有自己的仪器,跻身前沿都很难,更别说超越引领。科研仪器如此重要,但问题是,这种尖端的科研仪器谁来研制?在此背景下,叶朝辉等人提出了“精密测量物理”的概念。“我们现在对‘精密测量物理’有很多期待,赋予它很多内涵。但当时的出发点和最基本的想法就是做出一套最先进的仪器给科学家用。”罗俊说,“要挺进学科最前沿,验证物理学家的想法,进行实验研究,必须有自己的仪器设备。”香山科学会议后,叶朝辉、罗俊等人在国家自然科学基金支持下,开始推动重大研究计划立项,在数理科学部的主持下,组织双清论坛进行论证。2013年,“精密测量物理”重大研究计划获准立项。引领,辐射学科带动人才按照该重大研究计划最初的设计,研究目标分为三部分。一是精密测量工具仪器研制,以时间频率测量为代表,将光频这些和国际水平差距较大且非常基础的测量仪器“做上去”;二是在更高精度上测量物理基本常数并检验物理基本规律,这是精密测量物理的难点和重点;三是研究精密测量新体系,发展新方法和新技术,不断突破测量极限,包括突破标准量子极限等。实际上,在该重大研究计划执行的10年中,他们不仅圆满完成了三大目标,还屡屡取得突破性进展,获得多项“世界最好”“精度最高”的成就。“这项重大研究计划的特点之一是带动了整个中国精密测量物理学科的发展。”中国科学院精密测量科学与技术创新研究院研究员詹明生说,“也带动了其他一些项目,辐射和延伸到了相关领域,比如影响了中国科学院的先导科技专项,带动基于原子分子的物理研究向精密测量物理延伸。”中国科学院国家授时中心研究员张首刚认为,该重大研究计划的意义在于10年前就有了明确目标,把精密测量这项前沿基础研究和国家战略需求相结合,从而做出一系列方向性、引领性的研究工作。“通过国家自然科学基金项目牵引,这些年我国精密测量物理研究队伍不断壮大,并从基础研究向前沿基础研究推进。”张首刚说,“我们不但超额完成了该重大研究计划的各项指标,还产生了原创性的想法,取得一批‘国际首次’级的成果,并在部分领域领先国际。”“量子精密测量是精密测量物理的一个前沿方向,很多微弱信号测量,比如引力波探测、量子操控、原子分子和光物理等研究都离不开精密测量。”上海交通大学教授张卫平补充道,“这个项目将我们的学术生涯和国家战略需求完美对接起来,我觉得最大成果之一是凝聚并培养了一支队伍。”清华大学教授尤力同样认为,这是个高瞻远瞩的研究计划。“过去四五年,国际科研环境发生了巨变,出现了更多的不确定性。我们必须科学上自主、技术上独立。好在我们进行了预研,建立了这么一支队伍。”求精,追求永无止境精密测量物理对实验条件要求极高,数千米外的振动、电流波动、地球磁场,甚至空气温湿度都会影响测量精度。为避免外界扰动,30多年前,罗俊等人就将实验室建在位于喻家山的一个山洞里。在罗俊团队的引力常数测量进行到关键时期时,地方政府按规划准备在喻家山下修一条路。“修路会引发两个问题:一是山体稳定性发生变化,这些微小变化会导致实验环境不稳定;二是修路过程中及修好后,车辆经过产生的震动会影响测量精度。”了解到罗俊的担忧,华中科技大学和武汉市都非常支持实验研究。最后,武汉市调整道路规划,终止了道路修建。得益于安静的实验环境,罗俊团队测出了世界上测量精度最高的G值(引力常数)。至今,该数值仍保持着世界第一的纪录。“精密测量物理要测的通常是非常小的数值,它无限趋近于‘0’,但永远不会达到‘0’。例如,我们进行粒子、量子、多粒子纠缠等前沿研究,背景补偿(抵消环境磁场的影响)做得越好,测量结果就越准。”尤力感慨地说,“我们测一个量,总希望向小数点后再多推一位,但最终要推到什么地方、推到什么程度,没有人知道。所以精密测量物理没有止境,需要长期坚持,也需要长期支持。”“精密测量的本质是永无尽头。”罗俊说,“精密永无止境。这种无限精密、精益求精的特点造就了精密测量物理研究者不断提高精度、不断开发新技术,挑战新极限的信念。”传承,精密测量精神“我们常说十年磨一剑,从事精密测量物理研究真的需要长期积累。”华中科技大学教授胡忠坤说,“它需要10年、20年,甚至更长时间才有可能见到成效,因此研究者要耐得住寂寞,但也需要得到长期稳定的支持。”“精密测量物理有两个特点:一是高精尖,二是研究周期特别长。”山西大学教授张靖补充说。20世纪90年代初,张靖还在华中科技大学读本科,有时会到位于喻家山山洞的实验室上课。他记得当时山洞两边都是实验室,里面很安静,感觉很神秘。“精密测量物理研究不是三两个人花两三年时间就能取得成果的。罗老师选择在山洞里做实验,还带出一支队伍,一步步把精度提高再提高,确实很有魄力。”张靖说。“我们国家的科学研究已经形成了崭新的局面,上了一个历史性的新台阶。现在我们山洞的实验条件是30年前根本无法想象的,每个实验室都‘鸟枪换炮’,不知道好到哪儿去了。”罗俊说,“但当初也没觉得条件多艰苦,因为有兴趣、有追求,希望能精益求精,所以并未在意‘苦’还是‘不苦’。”“进行精密测量物理研究,总是想精益求精,把精度提高点,再提高点。”清华大学教授尤力对《中国科学报》说,“进实验室打开仪器,我们就知道北京地铁4号线列车什么时间进站、什么时间出站,地铁运转产生的磁场会严重影响原子能级……”尽管北京地铁4号线从清华大学、北京大学两所高校旁通过时采取了一系列减震措施,但轻轨列车进站减速、出站加速时电流变化产生的磁场,还是会影响1.5公里外清华大学的原子分子与光物理实验。磁场变化会引起原子能级移动,给光学测量带来不确定性,使科学家无法判断是否出现了误差。虽然研究人员已经习惯在夜深人静时做实验,但很多扰动仍无法避免。“我们做原子分子与光物理研究时,原子的磁矩就像一块小磁石,它周围的磁场扰动会让原子磁矩抖动,导致测量信号不确定。”尤力说,“环境中各种扰动、噪声、磁场等都会影响测量结果。”尤力团队曾对实验室环境进行检测,不只地铁4号线列车进出站,包括地球磁场、实验室照明电路,甚至光学实验平台上的金属器件(螺丝钉、钻头等)所带磁性都会影响测量精度。“这些磁场是‘躲不掉’的,那就想办法把它‘干掉’。”尤力说。在多次测量、分析、计算的基础上,尤力团队创造性地应用了“背景补偿”这样一个解决方案。简单地说,就是针对一些无法改变的干扰因素,比如地球磁场、实验室电流磁场等,研究人员先测出环境磁场强度,计算出平均值,然后绕制一个通电线圈,使其产生相反的磁场,用“前置反馈”的手段,将环境磁场的磁力抵消。“用‘前置反馈’补偿(抵消)背景磁场是个亮点。”中国科学院院士,华中科技大学、中山大学教授罗俊说,“虽然‘前置反馈’不是新概念,但要把它做成,需要很好地掌握背景磁场,用它解决问题简单、高效。”“我们用的物理概念并不新鲜,但它能解决实际问题。”尤力说,“我们用一块电路板就解决了问题,同很多兄弟单位分享了这项技术,能为大家做点事我很高兴。”在反馈补偿技术的“加持”下,尤力团队取得了一系列重要突破。他们突破了标准量子极限测量非经典双数态新体系,解决了双数态确定性制备难题,该体系在原子数、原子数涨落、压缩系数以及相干性等多项重要指标上远超国际同类实验。团队通过调控量子相变过程,解决了传统动力学制备方法所存在的问题,在国际上首次确定性地制备了大粒子数双数态87Rb原子玻色爱因斯坦凝聚体。目前,该实验平台能在40秒内确定性地制备约1万个粒子组成的多体纠缠态,从非纠缠的初态到双数态凝聚体的转换效率高达(96±2)%。该双数态的量子噪声的压缩度为(13.3±0.6)dB,是国际同类实验中最好的指标。双数态的相干性更是达到了接近理想值的0.99,远优于此前国际上最好的0.9。由此,实验可以表征的纠缠粒子数也是目前能确定性制备量子纠缠数目的世界纪录。这项工作大大提高了双数态在精密测量中的实用性,首次验证了量子相变可以作为制备多体量子纠缠态的有效手段,为纠缠态的制备提供了新思路。追求极限, 刷新“钙帮”世界纪录近年来,中国科学院精密测量科学与技术创新研究院研究员高克林团队研制出不确定度为 3×10-18(相当于105亿年不差1秒)、稳定度为6.3×10-18@524000s的钙离子光频标,成为第五种不确定度指标达10-18水平的光频标、第二种稳定度达10-18量级的离子光频标,并研制出目前搬运距离最远的光钟,实现精度达到10-16的钙离子光频的溯源测量。该成果被国际时间频率咨询委员会推荐为次级秒定义。“钙离子有很多优点,比如其光频跃迁是搭建高精度光频标的理想参考,可有效抑制离子特有的微运动频移。其离子的量子态制备、激光冷却及钟跃迁探测所用的激光均可用商品化的半导体激光器发射,因此极有可能实现广泛应用。”高克林说,“但是钙离子光频标也面临两个世界级难题:一是钙离子对磁场非常敏感;二是钙离子在室温下对黑体辐射效应(环境温度)敏感。”频率标准研究对外场控制(环境中各种效应,如振动、噪声、磁场和温度等)的要求非常高,国际上许多光频标研究机构已经放弃参考钙离子搭建高精度光频标。目前,国际上仅有锶原子光频标、镱原子光频标、铝离子光频标,以及镱离子光频标的不确定度达到10-18量级。“能否直面这些国际难题,将钙离子光频标推进至更高精度是我们面临的艰巨挑战。”高克林说,“在叶朝辉、罗俊院士领导的精密测量项目专家组与频标科学家王义遒、王育竹、李天初等人的关心和支持下,我们一步步解决了这些难题,将钙离子光频标推至国际第一方阵。”为进一步提高钙离子光频标的性能,研究人员通过改进钟跃迁激光性能,建立了第二台钙离子光频标并进行比对,大幅降低了电四极频移、光频移和微运动频移,实现了不确定度达5.5×10-17、稳定度达7×10-17的钙离子光频标。2018年,团队通过“魔幻射频囚禁场”抑制了微运动频移,又通过降低黑体辐射频移、改进光频标伺服软件等措施,进一步将钙离子光频标不确定度提升至2.2×10-17。2019年,通过对两台钙离子光频标长达31天的频率比对,研究人员测得稳定度达到6.3×10-18@524000s。为降低钙离子光频标黑体辐射频移的影响,团队将离子阱置于液氮低温环境中,使黑体辐射频移对温度的敏感度降低了约两个数量级。与国际上采用的液氦系统相比,液氮系统造价低廉、操作简单。但缺点是使用中液氮会蒸发,系统运行时液氮容积变化易造成离子位置移动,从而导致荧光信号损失。为解决低温系统问题,研究人员反复迭代和纠错,并采用清华大学教授尤力团队的“前置反馈”技术,大幅降低了背景磁场噪声。最终,该团队在国际上首次实现了液氮低温钙离子光频标,不确定度达到3×10-18。2020年,该团队实现钙离子光频标系统集成、可靠和高精度运行等关键技术突破,研制出一台精度24亿年偏差不到1秒的可搬运钙离子光钟,首次将钙离子光频测量精度推进到国际最高水平,并实现从武汉到北京千公里级车载搬运。“研究钙离子的人称自己为‘钙帮’。”高克林说,“在实验关键时期,大家加班轮岗的故事很多,但没人觉得辛苦,因为热爱,所以乐在其中。”在精密测量领域实现量子优势前不久,中国科学院院士、中国科学技术大学教授潘建伟,中国科学技术大学教授陆朝阳等基于“九章二号”中自主设计的受激双模量子压缩光源,结合非线性干涉仪,提出并演示了一种新方案来实现可扩展的、无条件的、鲁棒的量子精密测量优势。相关成果发表于《物理评论快报》。“实际上,该成果是在‘精密测量物理’重大研究计划前期工作的基础上衍生出的一项新成果。”陆朝阳告诉《中国科学报》。“精密测量物理”重大研究计划有几个子研究方向,其中中国科学技术大学团队的目标更具探索性质,主要是基于单光子和纠缠光子探索精密测量的新原理、新方法。在研期间,团队基于高品质单光子和多光子纠缠突破超越标准量子极限,在国际上首次同时解决了单光子源的三个关键问题,实现国际上综合性能最优秀的单光子源。“制备单光子源是这个重大研究计划中的一项代表性工作。”陆朝阳解释说,“进行量子精密测量或量子计算时,有用的是单光子源。这就像幼儿园小朋友‘排排坐’,如果有100个小朋友,每个小朋友坐一条板凳是理想状态。但自然界的光源(灯光或阳光)是热光源,它们衰减之后只有约8%是单光子(相当于一个小朋友坐一条板凳),约90%是‘空板凳’,另有2%是两个或多个光子(一条板凳上坐多个人)。在量子技术中,‘空板凳’无法用于测量,而一条板凳坐多个人会引起测量误差。因此,科学家要在实验室通过主动量子调控制造一种非经典的量子光源。”精密物理测量往往会受一些在原理上都无法避免的“散粒噪声”的影响。因此,任何测量都存在精度极限。不过,量子光源可以打破这种物理极限。中国科学技术大学团队用制备出的新光源进行测量,发现它比之前用激光光源测量的精度提高了0.6dB,而且首次实现了强度压缩。此后,该团队又研发出“九章”系列光量子计算原型机。在“九章二号”的相关研究中,团队受到激光的启发,发明了一种受激辐射放大量子光源的新方法。在调节这种新光源的位相时,他们意外发现数据对相位特别敏感。“我们当时灵机一动,想利用这个现象做量子精密测量。”陆朝阳说。抱着试试看的想法,研究人员基于“九章二号”中自主设计的受激双模量子压缩光源,结合非线性干涉仪,提出了一种新方案来达到海森堡极限。该方案同时具有可扩展性、无条件优势、对外部光子损失鲁棒等优点。在未扣除任何实验噪声的情形下,在相位测量实验中直接观察到的单光子信息量(用于衡量测量的精度),达到了目前国际最高水平。精密物理测量领域有一个共识:如果把精度向前推进一个数量级(10倍),就有可能发现新物理、新规律。这一次,中国科学技术大学团队基于量子受激光源发展出新的量子精密测量技术,将测量精度极限提高了5.8倍。“学术界将量子计算在特定问题上的能力超越经典的超级计算机的里程碑称为‘量子计算优越性’。现在,类似的,我们又首次实现了‘量子精密测量优越性’。”陆朝阳说,“这有点像立体农业中塘中养鱼、塘泥肥田,在国家的整体布局下,量子信息的基础研究不仅开花结果,还可催生肥鱼。”
  • 央视关注!国仪量子持续助力量子精密测量产业化发展
    近日,央视《经济半小时》栏目聚焦报道合肥“场景创新”相关经验成绩,国仪量子发展的量子精密测量技术产业化成果受到关注。在采访中,国仪量子董事长贺羽表示,国仪量子源于中国科学技术大学,承接了实验室的科技成果转化。目前,我们(国仪量子)可以在一个比头发丝还要细一百倍、肉眼看不见的这样的一根针尖上,去人工制备一个量子传感器,这个传感器它的大小大概只有原子尺度,它有更高的分辨率和更高的灵敏度,可以测到过去我们测不到的信号。比如,人在想问题时大脑产生的磁场。这么精细灵敏的传感器,可以应用于对癫痫的病灶定位、测心脏产生的磁场,可以对心肌缺血和冠心病进行早期的筛查和诊断。震撼发布!引领磁传感领域进入量子时代作为量子信息技术产业化的引领者,国仪量子在今年世界制造业大会期间,面向全球发布了一款可用于心磁、脑磁、地磁等弱磁场精密测量的“量子自旋磁力仪”。该设备利用碱金属原子外层电子自旋性质,以泵浦激光作为操控手段,使碱金属原子产生自旋极化。在外界弱磁场的作用下,碱金属原子发生拉莫尔进动,改变对检测激光的吸收,从而实现高灵敏度的磁场测量。量子自旋磁力仪具有灵敏度高、体积小、能耗低、易于携带的特点,未来将引领人类在科学研究、生物医学等磁传感领域进入量子时代。量子精密测量,赋能产业焕新!国仪量子的核心技术是以量子精密测量为代表的先进测量技术,致力于为全球范围内企业、政府、研究机构提供以增强型量子传感器为代表的核心关键器件、用于分析测试的科学仪器装备、赋能行业应用的核心技术解决方案等优质的产品和服务。  测量是科学技术的基础,以量子精密测量为代表的先进测量技术成果不断涌现,必将进一步提高人类科技发展水平,变革生产制造模式,促进社会经济发展转型升级。今年5月,国仪量子联合权威专家团队,与新能源、半导体、生命科学、医疗健康、能源勘探、航空航天、 基础科研、计量学等领域的一线行业伙伴,联合编撰并发布了《量子精密测量行业赋能白皮书》。从用户维度出发,通过大量的案例切入行业痛点,针对性提出赋能解决方案。
  • 天开高教科创园 天津高端精密仪器产业园项目一期交付 为精密仪器成果转化落地搭台
    作为天开高教科创园津南园的承接载体之一,日前,天津高端精密仪器产业园项目一期交付,今后将为天津大学精密仪器的成果转化落地提供平台。作为全市首家以精密仪器、传感器以及工业过程控制为主导产业的专业化主题园区,天津高端精密仪器产业园一期占地52亩,能为企业提供建筑面积约500至5000平方米的三至五层双拼、独栋、多层厂房,可用于科技研发、小试中试研发组装、集合性办公等。随着众多企业入驻,园区将形成产业聚集效应,并在校企对接、研产科技转化、解决企业用工需求、市场对接撮合、股权融资、银行机构融资方面发力,为入园企业发展赋能。天津高端精密仪器产业园相关负责人介绍说:“截至目前,园区一期招商引资工作已经全部完成,累计引进企业26家,其中,国家高新技术企业10家、专精特新企业3家、雏鹰企业4家。”
  • 湘仪积极参与中国援助巴勒斯坦项目
    在援巴勒斯坦医疗设备项目中(中标编号2008- 417),湘仪以绝对优势赢得实验室离心机的供应商资格。 公司对此次项目非常重视,积极响应并参与中国国际和平援助事业的发展,尽最大的努力完成任务,落实了每一个细节。并在2009年4月28日将所有产品按期生产完成并准备交付使用。 产品出口唛头装箱现场整装待发装运现场 关于加沙冲突给巴勒斯坦人民造成了重大损失和伤害。中国切实遵守和全面执行联合国安理会第1860号决议,推动加沙人道主义救援、重建工作顺利进行,尽快缓解巴勒斯坦人民苦难。 中国中东问题特使孙必干强调,中方始终坚定支持巴勒斯坦人民恢复民族合法权利的正义事业,致力于推动中东和平进程,愿为加沙经济恢复和社会发展提供切实帮助。
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