宜安科技:精進不止的新材料領導者
- 發佈時間:2015-12-11 07:32:35 來源:科技日報 責任編輯:羅伯特
談及國內輕合金材料領域,總有一間公司是繞不過的,那就是東莞宜安科技股份有限公司(以下簡稱“宜安科技”)。但宜安科技絕不只是一家普通輕合金材料公司,它本質上是一傢具有極強成長潛力的新材料公司,它的核心競爭力不是某項技術或産品,而是一種獨特的新材料技術的獲取、研發和産業化整合能力。經過近幾年的佈局和發展,宜安科技已經成長為新材料領導者,它在消費電子、汽車、醫療等領域都已經建立起自己的核心技術壁壘,能夠在細分領域保證長期穩定的競爭優勢。
生物醫療領域獲重大突破
早在2010年,宜安科技就將目光鎖定在生物鎂合金這一領域,通過引進廣東省創新科研團隊的方式,與中科院金屬所、香港中文大學、北京大學、中科院長春應化所等高校和科研院所合作,並成立廣東省生物可降解鎂合金及其相關植入器件企業重點實驗室和省級輕合金工程技術研究開發中心。
近幾年來,宜安科技以“廣東省第二批創新科研團隊”、“廣東省院士專家工作站”、“醫用鎂合金産業技術創新戰略聯盟”為發展平臺,在國內外醫用鎂合金專家的共同努力下,取得了一項又一項的重大突破。2015年12月5日宜安科技及下屬控股子公司東莞市鎂安鎂業科技有限公司、東莞市鎂樂醫療器械科技有限公司與多位業內專家在北京聯合簽署合作協議,決定成立“可降解鎂植入物臨床轉化創新戰略聯盟”。宜安科技表示,該聯盟的成立,是繼2015年8月2日在北京組織召開“可降解鎂骨內固定螺釘多中心臨床試驗啟動會議”後的一個重大突破,是宜安科技可降解鎂螺釘項目的臨床轉化的里程碑。宜安科技組建此戰略聯盟,有利於發揮聯盟各成員在該研究領域的絕對優勢,搭建起可降解鎂臨床研究多中心轉化醫學平臺,開展可降解鎂骨內固定螺釘産品臨床試驗及應用,同時面向所有可降解鎂及其合金植入物的臨床轉化,促進可降解鎂植入物在醫療器械領域臨床轉化進程。
據了解,生物可降解醫用鎂植入物具有較高技術壁壘:鎂合金植入物的主要技術難度在於表面改性涂層處理和植入器械的外形結構設計。通過表面處理和外形結構設計可以實現較高力學性能(強度、塑性、硬度等)和多種外形特徵(多孔等)以達到植入界面堅固的效果,並解決目前鎂合金植入物降解速度快、溶血率高的問題。而且據行業相關數據顯示,我國骨科植入物市場規模已經突破120億元。每年我國大概有300萬人次做骨折手術,其中關節置換約25萬例,脊柱裝置約為40萬例。另一方面,中國已經成為世界上做手術量僅次於美國的世界第二大國家,隨著人口老齡化到來,未來10—15年骨科産業年均複合增長率約為15%—20%,僅這一醫用鎂合金材料市場規模就可達120億,很快將迎來醫用鎂合金的研發和産業化需求的井噴時期。
宜安科技作為一家在生物醫用材料領域具有核心競爭力的企業,一直在以其創新力推進著産業轉化的進程。“德國稀土鎂合金螺釘、南韓鎂鋅鈣螺釘先後上市,拉開了鎂合金産業化序幕。可降解鎂骨內固定螺釘以其更加獨特的優勢,必將迎來迅速走向市場並完成産業化的春天。”宜安科技董事長李揚德信心滿滿地表示。
消費電子和汽車市場全面開花
今年年初,宜安科技在2015年CES國際消費電子産品展(簡稱“CES”)上展示了一部特別的iPhone手機,該手機配備了液態金屬框和陶瓷後板,這是世界第一台使用液態金屬框的iPhone 6 plus手機,這也意味著宜安科技成為世界上第一個能夠批量製備該尺寸液態金屬外觀件的公司。在業內,蘋果公司對液態金屬有著執著的追求,因此這臺改裝的iPhone手機受到業內外強烈關注。宜安科技副總經理謝善恒在接受媒體採訪時表示:“我們的液態材料研究與製備技術是目前全世界最先進的,也是目前世界上唯一一個能夠製備出這個尺寸的液態金屬外觀件的公司。這項技術在同類型公司中都還處於實驗室研究或是無法批量化製備的階段。”
宜安科技于2010年開始研發液態金屬,現已擁有先進的新材料生産技術、成熟的生産工藝和完整的産業鏈,在液態金屬領域掌握了行業領先的核心技術,是行業內極少數實現液態金屬産品在消費電子領域商用的供應商之一,形成了較高的技術壁壘。作為行業內最早進行液態金屬研發的企業之一,宜安科技的液態金屬生産技術不僅在小件産品成型方面日益成熟,而且也具備大塊成型産品的生産能力。2014年初,李揚德率領科技研發團隊,與中國科學院金屬研究所建立了戰略合作夥伴關係。中國科學院金屬研究所塊狀非晶及其複合材料製備研究代表全球最高水準,宜安科技與其建立緊密的股權關係,有利於聯合開展新材料的製備及成型關鍵技術的深度研究,緊握材料、工藝以及相關設備製備的核心技術,佔領液態金屬産業制高點。
據了解,作為新型材料,液態金屬符合“中國製造2025”方向,戰略性較強,未來有可能逐漸替代現有的材料,並製造出突破性産品,有著很大的發展空間。基於低熔點金屬獨特的熱物理性質,液態金屬不僅可在高性能伺服器、筆記型電腦以及通訊基站的晶片熱管理中獲得廣泛應用,而且還將在諸多關鍵領域扮演不可或缺的角色,如:先進能源領域、航空熱控領域、光電器件領域、LED照明領域以及近年來發展迅速的微/納電子機械系統、生物晶片以及電動汽車等,産業應用價值巨大。
除了掌握液態金屬行業領先的核心技術,宜安科技在鎂鋁合金汽車零部件領域實力同樣雄厚。宜安科技具有領先的超薄鎂鋁合金精密壓鑄件研發與生産技術,積累了豐富的鎂鋁合金汽車零部件産品的開發和管理經驗,具備很強的精益生産能力和完整的産業鏈優勢。
受益於汽車輕量化對鎂合金壓鑄需求的拉動,宜安科技緊跟全球知名品牌汽車廠商的研發方向,加大研發投入力度,提高與主機、整車廠的同步開發能力,整合客戶資源和服務團隊,在鞏固現有客戶群和市場份額的同時,不斷擴大汽車零部件行業國內外知名客戶。目前,宜安科技與TKP、特斯拉、HBA、TRW、AWE、阿爾派等國際知名客戶開展合作。宜安科技研究項目“東莞市重大專項-純電動汽車整合開發關鍵技術研究與應用”于2013年進入應用階段,該項目為研究鎂合金結構件設計與優化,低成本高性能鎂合金成分及熔煉工藝,開發高性能鎂合金電動汽車零部件。(張榮鋒)
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液體金屬技術
液體金屬,也稱液態金屬,也可稱為是可轉型態的金屬。液體金屬技術主要應用於消費電子領域,具有熔融後塑形能力、高硬度、抗腐蝕、高耐磨等特點。
液體金屬技術其液體金屬合金材料擁有獨特的非結晶分子結構,與傳統金屬的結晶結構截然不同。除了低熔點(因此才被稱為液體金屬)的特色外,它最大的優勢在於熔融後塑形能力,由於其凝固過程的物理特性與普通金屬完全不同,使它的鑄造過程更加類似于塑膠而非金屬,可以更方便的打造為各種形態的産品。
液態金屬在砂型中流動時呈現出如下水力學特性:
1.粘性流體流動:液態金屬是有粘性的流體。液態金屬的粘性與其成分有關,在流動過程中又隨液態金屬溫度的降低而不斷增大,當液態金屬中出現晶體時,液體的粘度急劇增加,其流速和流態也會發生急劇變化。
2.不穩定流動:在充型過程中液態金屬溫度不斷降低而鑄型溫度不斷增高,兩者之間的熱交換呈不穩定狀態。隨著液流溫度下降,粘度增加,流動阻力也隨之增加;加之充型過程中液流的壓頭增加或和減少,液態金屬的流速和流態也不斷變化,導致液態金屬在充填鑄型過程中的不穩定流動。
3.多孔管中流動:由於砂型具有一定的孔隙,可以把砂型中的澆注系統和型腔看作是多孔的管道和容器。液態金屬在“多孔管”中流動時,往往不能很好地貼附於管壁,此時可能將外界氣體捲入液流,形成氣孔或引起金屬液的氧化而形成氧化夾渣。
4.紊流流動:生産實踐中的測試和計算證明,液態金屬在澆注系統中流動時,其雷諾數Re大於臨界雷諾數Re臨,屬於紊流流動。例如ZL104合金在670℃澆注時,液流在直徑為20mm的直澆道中以50cm/s的速度流動時,其雷諾數為25000,遠大於2300的臨界雷諾數。對一些水準澆注的薄壁鑄件或厚大鑄件的充型,液流上升速度很慢,也有可能得到層流流動。輕合金優質鑄件澆注系統的研究表明,當Re<20000時,液流表面的氧化膜不會破碎,如果將雷諾數控制在4000—10000,就可以符合生産鋁合金和鎂合金優質鑄件的要求。有人通過水力模擬和鋁合金鑄件的實澆試驗證明:允許的最大雷諾數,在直澆道內應不超過10000,橫澆道內不超過7000,內澆道內不超過1100,型腔內不超過280。綜上分析,影響金屬液流動的平穩性的主要因素是金屬液的流動速度和澆注系統的形狀及截面尺寸。