對話北京玻璃鋼研究設計院:中國玻璃鋼

2018年9月5日-7日,第24屆中國國際復材展在上海隆重舉行。據主辦方介紹,本屆展會無論是在展出面積還是在展商數量,都再次創下歷史新高。為了讓觀眾和業界人士在數以千計的展商中,更加清晰、便捷地知曉復材產業發展走向,第一時間掌握復材產業前端技術資訊,複合材料傳媒特聯手復材產業新秀——易復材,在展會期間共同創辦了“復材會客廳”,特邀復材行業的知名企業和專家人士進行採訪,為大家奉獻了一道展會之後的“飯後甜點”。

北京玻鋼院複合材料有限公司(以下簡稱“北玻院”)是由北京玻璃鋼研究設計院(北京二五一廠)轉制而成立,是中國最早開展玻璃鋼/複合材料研究的機構,從1958年研製出中國第一塊玻璃鋼,至今已走過整整60個春秋。2018年,是北玻院成立60週年,也是中國玻璃鋼/複合材料工業發展60週年,該院董事長趙俊山接受了復材會客廳的專訪。


對話北京玻璃鋼研究設計院:中國玻璃鋼/複合材料從這裡起步

一、 中國玻璃鋼/複合材料工業奠基時期

北玻院作為中國玻璃鋼/複合材料的發祥地,藉此機會給大家介紹一下中國玻璃鋼/複合材料工業奠基時期的這段歷史,重溫前輩們艱苦奮鬥的歲月。

1、 從無到有

1956年,時任建築材料工業部部長賴際發在蘇聯考察期間看到這種材料,認為它很有發展前途,回國後積極推動,於1958年1月在玻璃陶瓷研究院組織7名科技人員開始研究工作,研製所需的樹脂和玻璃布、氈國內沒有,只有20微米的中鹼玻璃纖維,用噴筒向纖維上噴澱粉溶劑粘成氈材,用鐵鍋來合成樹脂。1958年5月,研製出中國第一塊玻璃鋼,獲得朱德委員長的嘉獎,中國玻璃鋼/複合材料工業從此起步。


對話北京玻璃鋼研究設計院:中國玻璃鋼/複合材料從這裡起步


中國第一個玻璃鋼研究小組1958年,朱德委員長參觀第一塊玻璃鋼


對話北京玻璃鋼研究設計院:中國玻璃鋼/複合材料從這裡起步


2、 行業奠基

1958-1960年,是北玻院也是中國玻璃鋼/複合材料工業的開創階段。從零開始,建成試驗車間和實驗室,自制無紡布拉絲機、酚醛樹脂反應釜、200噸大面積熱壓機、卷管機、纏繞機、水壓試驗等相關設備;初步摸索出手糊、層壓、纏繞、制管、酚醛樹脂合成等工藝技術;開展了連續高壓玻璃鋼管、水陸兩用輕型坦克、火焰噴射器、蜂窩結構、纏繞成型高壓容器、防彈玻璃鋼等研究工作,為中國玻璃鋼/複合材料工業的發展奠定了基礎。

3、 纖維纏繞技術

作為國內首家開展纖維纏繞技術研究的機構,1958年,北玻院立項,採用溼法纏繞工藝研究纏繞玻璃鋼氣瓶,由七人小組中的文和陽負責。1963年,用玻璃纖維紗開展了纏繞工藝系統研究。包括:樹脂配方、工藝性能、纖維處理、內襯材質與焊接、纏繞設備設計、纏繞規律、強度計算,掌握了溼法、幹法、半乾法纖維纏繞技術,攻克了滲漏、強度、纏繞規律、纏繞機設計製造四大難題,摸索出了北極星纏繞、跳花纏繞等幾種線型,並於1964年在國內率先提出了標準線法纏繞規律,總結出了纏繞規律的幾種分類及其數學表達式,並進一步歸納出一個通用公式,該公式包括了玻璃鋼氣瓶的一切纏繞線型。1963年下半年,從手工纏繞成型向機械化成型過渡,自制一臺立式纏繞機模型摸清了立式纏繞機的纏繞原理,設計加工了一臺立式平面纏繞機、一臺螺旋纏繞機。

鑑於北玻院在纖維纏繞領域對行業發展對國防建設所作出的突出貢獻,1978年,“纖維纏繞內壓容器的設計計算基本規律”、“玻璃鋼壓力容器及其成型設備”兩項技術獲全國科學大會獎。

4、 燒蝕防熱材料

1961年5月,建工部召開玻璃鋼專業會議,決定由北玻院與兄弟單位分別採用不同的工藝方法,同時進行導彈端頭帽試製。1961-1962年,北玻院用4段膠合工藝法試製出端頭帽,達到了任務要求,於1964年5月獲得國家新產品一等獎。

作為中國航天領域第一次批量生產併成功應用於型號發射的玻璃鋼產品,北玻院於1964年6月交付數十套,助力中國第一枚中近程導彈於1964年6月29日發射成功,包括北玻院研製的布帶纏繞防熱材料在內,開創了中國航天工程應用複合材料的先河,為中國航天領域燒蝕防熱材料奠定了基礎。

北玻院所取得的這些成就,與其他玻璃鋼科研生產單位所取得成就一起,為中國玻璃鋼/複合材料工業在全國的普及和發展起到了骨幹和推動作用,為中國玻璃鋼/複合材料工業夯實了基礎。

二、 軍工報國

在航天領域,六七十年代,北玻院先後為我國第一枚中近程導彈、第一枚導彈核武器、第一枚兩級中遠程導彈、第一顆人造地球衛星、第一枚攔截導彈、第一枚潛射固體戰略導彈研製了60多個品種上萬個燒蝕防熱部件;北玻院研製生產的航天專用酚醛樹脂,廣泛應用於長征運載火箭、神舟、天宮等系列航天工程中。長征系列運載火箭、中遠程導彈幾乎都有北玻院燒蝕防熱材料的身影。

在航空領域,設計、研製出我國第一臺纖維纏繞機,成為國內首家全面掌握纖維纏繞技術的科研機構,研製生產軍用複合材料氣瓶數萬只,為我國早期的殲擊機、預警機、轟炸機等機型研製出高壓容器及其他玻璃鋼/複合材料部件;現役的殲擊機、轟炸機、運輸機、預警機幾乎都有北玻院複合材料高壓容器的身影。

在艦船及水中兵器領域,先後開發了透波、隱身、耐壓等複合材料,為所有現役驅逐艦、護衛艦、潛艇、航母及大部分水中兵器提供了複合材料解決方案與產品。

三、 軍民融合

70年代中期,北玻所開始探索軍民融合發展的路線。1976年,成功開發出SMC成型工藝,填補國內空白並推廣到全行業應用。先後製造出我國第一個玻璃鋼浴缸、整體衛生間、火車窗框、組合式水箱等民用產品,為軍轉民做出了成功示範。

2003年股份制改革後,北玻院先後培育出幾個獨立的複合材料產業公司:國內首家研發與量產SMC汽車件的產業公司以及一家現代化的汽車複合材料產業公司,產能世界排名前三的CNG氣瓶產業公司,規模化與專業化水平亞洲第一、市場佔有率連續七年全國第一的風電葉片產業公司。正在培育的產業包括複合材料智能模具、軌道交通複合材料、電力複合材料等幾個產業,推動著行業產業化發展。北玻院孵化的產業公司年產值合計最高達近50億元,為我國玻璃鋼/複合材料產業化做出了重要貢獻。

四、 行業服務

作為中國複合材料的奠基人,除了技術推動行業進步之外,北玻院在行業責任方面同樣盡心竭力,推動成立中國硅酸鹽學會玻璃鋼專業委員會、中國複合材料工業協會,是全國纖維增強塑料標準化技術委員會、國家纖維增強模塑料工程技術研究中心、國家玻璃鋼製品質量監督檢驗中心、特種纖維複合材料國家重點實驗室、行業唯一的職業技能鑑定站、行業核心期刊《玻璃鋼/複合材料》等國家級行業機構的掛靠單位,全方位的機構與職能形成了一個行業綜合服務平臺,帶動著複合材料行業整體進步。

五、 總結展望

60年來,中國第一塊玻璃鋼板、第一套玻璃鋼成型技術與裝備、第一枚火箭、第一艘無人飛船,載人航天、天宮、探月、航母、奧運等重大工程,一次次從無到有的技術突破,北玻院為玻璃鋼/複合材料在國民經濟中的應用貢獻了輝煌成果。憑藉著積累與創新,在國家科技攻關、“863”、“973”等重點項目中取得累累碩果,先後榮獲國家級及省部級科技獎勵160多項,保有專利120多項,起草國家標準、行業標準100餘項。同時,為行業的發展培養、輸送了大量科技人才與管理人才,成長為中國複合材料行業具有綜合實力的龍頭企業之一。

今天的北玻院,已經形成集科技研發、軍品配套、民用工程於一體的產業格局。面對新材料列入國家戰略性新興產業的全新機遇,制定了“一個研發中心帶動軍民兩個產業”的發展戰略:在北京延慶建立一個軍民品的研發中心,圍繞航空、航天、船舶、兵器等領域,繼續鞏固國防材料的研發與生產實力,做強軍工材料產業;在山東滕州建成佔地600畝的科技成果轉化基地,做大民用材料產業,軌道交通複合材料、複合材料智能模具、特高壓電力複合材料、航天特種樹脂等產業已完成佈局,為未來的發展打下了堅實基礎。

60年,肩負助力民族復興與推動行業進步的使命,北玻院再次踏上征程,為我國國防建設、國民經濟發展、中國玻璃鋼/複合材料工業的進步做出更大的貢獻!

注:為簡化名稱,北玻院不同時期的名稱均以北玻院替代。


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