科技日報記者 魏依晨

“你們的機床在全國兩會期間‘出圈’了。”一位慕名而來的客戶說。4月26日，在北京舉行的第十九屆中國國際機床展覽會上，江西佳時特數控股份有限公司（以下簡稱“佳時特”）的展位吸引了不少人駐足。

今年全國兩會江西代表團開放團組活動上，民營企業佳時特研發突圍的故事，成為江西省科技廳廳長宋德雄答記者問的開篇，引出了這個中部省份的創新歷程。

“為了不受制于人，不看別人臉色，我們要做屬于國人自己的高端數控機床。”佳時特副總經理李莉告訴科技日報記者，他們從零起步開啟高端數控機床研發制造之旅，直到跨越“微米鴻溝”，研制出重復定位精度達0.4微米的產品。

這條路，佳時特走了整整20年。

變修機床為造機床

機床，被稱為“制造機器的機器”，是新型工業化的核心競爭力。我國機床產業起步晚，高精密數控機床主要依賴進口。

2003年，劉華憑借一手維修進口機床的絕活兒，成為中航工業江西洪都航空工業集團有限責任公司最年輕的技術專家。那時，國產機床以中低端產品為主，高精密數控機床幾乎是國外品牌的天下。進口機床不僅價格貴、維修難，用起來也受約束。劉華回憶道：“要是使用地址跟下單的不一樣，人家就遠程鎖機。”

“關鍵裝備，必須自己造！”2004年，劉華創業成立佳時特，立志打造自主高精密數控機床。

李莉說，企業初創期，他們一邊靠維修機床和加工精密零件兩類業務穩步推進，一邊在國內外考察，籌備后續發展。為盡早攻克“卡脖子”技術，3年時間里，企業把大半營收都投入到技術研發中。

那段時間，車間常徹夜通明。劉華和團隊成員反復調試主軸、精心研磨工具、仔細銑削零件，還不斷調整工藝、開展大量實驗優化機床結構設計……

2007年，佳時特變身成功，業務從單純的修機床轉型為造機床——自研出首臺精度達10微米機床。這一成果，讓佳時特堅定了在機床制造領域深耕的決心。

又經過6年努力，2013年，佳時特研發出首條自動化生產線，將機床精度提升至8微米。

繞開傳動技術“攔路虎”

精度達到了8微米，問題也隨之而來。傳統的絲桿傳動技術，成為升級路上的“攔路虎”。

國外機床主要采用絲桿傳動的技術路線，有著數十年的技術積累，在高精密絲桿、高精密軸承等方面優勢巨大。

此外，以美國為首的多個國家簽署了限制出口物資的《瓦森納協定》，其中一條就是重復定位精度達到1微米的機床，被嚴格限制向中國大陸出口。

“沿著國外技術路線搞研發，等于走進死胡同。”佳時特首席研發工程師張軍說。

在劉華一籌莫展之際，華中科技大學機械工程專家給出了一個突破口：用直線電機替代傳統的絲桿螺母。基于類似“磁懸浮”的理論，原本的機械傳動結構大大簡化，機床的動態性和精準性隨之提高。

2015年11月，佳時特建立院士工作站，組建了一支40多人的研發團隊，開展直線電機在數控機床中的應用研究。經過8個月的重復實驗，他們發現，傳統機床的機身易受溫度影響，造成形變。這樣一來，焦點問題就變成如何對機身材料進行優化。

什么材料能做到影響最小？經驗豐富的專家靈機一動，“為什么不試試把鑄件機身換成大理石？”因為在測量儀器及其他領域中，大理石憑借物理特性和穩定性，成為制造和檢測環境中的“常客”。

不但換上了大理石材料，團隊還采用了溫度補償等技術。果然，溫度對精度穩定性的影響被控制住了。

除此之外，團隊還創新性地將車、銑、磨3種工藝集成于一臺機器上。這樣不僅提升了效率，還避免了零件在不同機床間取、運、裝造成的精度誤差。

2017年1月，采用直線電機直驅技術的高速高精數控機床研發成功。該機床全程定位精度達到2微米，重復定位精度更是高達1微米。

自此，一次機械結構的大膽變革，穿越了絲桿傳動技術的“高墻”。

突破1微米級精度極限

從10微米到2微米，改變的是機械結構；從2微米到1微米，則是挑戰行業的“精度天塹”。

這一跨越不僅要求機床制造技術的全面革新，還需在多個環節實現質的提升，包括技術研發、生產制造及質量控制等。

“這次面對的，是一道無形之墻。”張軍心里清楚，這絕非一家企業單槍匹馬能完成的任務。

為此，佳時特雙管齊下。對內，構建集院士工作站、博士后創新實踐基地和省級專家工作站于一體的科研體系；對外，與華中科技大學、南昌大學等多所高校建立人才戰略合作，并與華中數控達成全面戰略合作。

隨著5G+、MES（制造執行系統）、自動化產線的加入，機床向著1微米、0.6微米的精度前行。

“在微米這種肉眼‘看不到’的尺度，幾攝氏度變化引發的熱脹冷縮，就能造成嚴重影響。”江西財經大學工商管理學院院長、專精特新企業研究中心主任胡海波說。

終于在2024年3月，憑借一個核心零部件的替代，佳時特攻克了機床熱脹冷縮帶來的微米位移難題，打造出定位精度0.6微米、重復定位精度0.4微米的高速高精數控機床，登上了數控金屬切削機床這一細分領域的制高點。

該機床憑借“超高精度”顛覆性技術，通過材料科學與機床工程領域的深度融合，填補了國產機床的性能空白，獲得了廣泛認可。

“我們用佳時特機床替代瑞士進口的數控坐標磨床，不僅成本降低了，加工精度毫不遜色，維修也方便，可靠性還好。”天津兆川泵業有限責任公司董事長王兆和說。

“佳時特將機床精度做得這么高，其加工零件的精度也達到了極高的標準，可以滿足汽車、半導體、航空航天等關鍵領域的需求。”華中科技大學教授、華中數控董事長陳吉紅評價。

“在此次中國國際機床展覽會上，我們還與華中數控攜手發布了最新研制的智能立式五軸加工中心。它搭載了全球首個集成人工智能芯片與大模型的智能數控系統。”劉華說，這一成果意味著，我國在該領域從“跟跑”到“領跑”的戰略轉折點正式到來。