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正文 第四百六十八张 无用之功
    从验证室出来的时候,阳光正好。

    吕辰伸了个懒腰,骨头咔咔响了几声。

    新的验证台搭了三天,总算是弄利索了。

    接下来就是等新版芯片回来,到时候一插,就知道那两个月的修改有没有白费。

    “走,去控制中心看看。”诸葛彪把烟掐灭,往兜里一揣,“听说高频脉冲电机的样机已经在装了。”

    钱兰合上笔记本:“我也去。光看芯片不行,得知道电机到底长什么样。”

    三个人下了楼,穿过主楼前面的空地,往自动化控制中心走。

    二月的风还带着寒意,但阳光晒在身上,已经有了春天的意思。

    自动化控制中心外面停着几辆平板车,车上码着木箱,有几个工人在卸货。

    吕辰推门进去,一楼大厅里人来人往,有人抱着图纸,有人推着小车,车上是各种零件。

    三个人上了二楼,往电机项目的房间走,还没走到,就听见房间里传出来的声音。

    不是一个人在说话,是好几个人同时在说,而且声音都不小。

    “……你那个铁氧体,矫顽力多少?你给我说清楚!”

    “矫顽力高有什么用?温度系数呢?你考虑过温度系数没有?”

    “温度系数可以补偿!你那个稀土钴,加工性为零!你拿什么加工?用手抠吗?”

    “我怎么不能加工?我用线切割!我用磨床!”

    “线切割?你切一个我看看!你切出来全是裂纹!”

    吕辰停下脚步,看向诸葛彪。

    诸葛彪眨眨眼:“这是……吵起来了?”

    钱兰抿着嘴,没说话,但嘴角有点往上翘。

    三个人走到门口,往里一看。

    房间里摆着好几张大绘图桌,桌上铺满了图纸。

    七八个人围在一张桌子旁边,有站着的,有坐着的,有两个已经站起来了,脸对脸,谁也不让谁。

    旁边还站着几个,手里拿着图纸,脸上表情各异。

    有皱眉头的,有看热闹的,有低头翻资料的。

    “你们这是……”吕辰开口。

    那两个人同时转过头来。

    一个是四十来岁的中年人,戴个眼镜,头发梳得一丝不苟,脸上带着一股书卷气,这是自动化控制中心的李老师。

    另一个年纪差不多,但穿着工装,袖子挽到手肘,手上还有机油印子,这是西安电机厂的张工。

    “小吕!”李老师看见吕辰,眼睛一亮,“你来得正好!你来评评理!”

    “对!”张工也往前走了一步,“吕工你是项目牵头人,你说句话!”

    吕辰没有回答,问到:“赵老师呢?”

    李老师道:“老赵忙着轴承分厂的自动化改造,已经快一个月没来这里了。”

    吕辰无语,还没说话,李老师就说了起来。

    “你别打岔,我是主张定子用镍铁合金的!镍铁合金导磁率高,损耗低,频率特性好!高频脉冲电机,就是要高频!你那个极薄硅钢片,频率一上去,损耗就上来了!”

    “你那个镍铁合金加工性差!”张工直接怼回去,“我拿什么做?拿手捏吗?极薄硅钢片怎么了?我叠起来,一片一片叠,损耗是高一点,但我能做出来!你那个镍铁合金,你做出来给我看看!”

    “转子也是!”李老师又说,“我主张用稀土钴合金!磁能积高,矫顽力高,体积小!高频电机就是要体积小!”

    “稀土钴?”张工冷笑一声,“你那是实验室里用的!你知道稀土钴多少钱吗?你知道它多脆吗?一转起来,离心力一大,碎了怎么办?铁氧体怎么了?铁氧体便宜!稳定!能用!”

    “你那铁氧体剩磁低!同样体积,功率出不来!”

    “功率可以加大体积!你那个稀土钴,碎了就是碎了!”

    两个人越说越激动,脸都红了。

    旁边站着的人开始劝。

    “老张,老李,都别吵了……”

    “对对对,坐下说,坐下说……”

    但两个人谁也不肯坐下。

    吕辰站在那里,看着这一幕,突然觉得头有点晕。

    他转头看向诸葛彪。

    诸葛彪也在看他,眼神里写着一句话:这什么情况?

    钱兰轻轻拉了拉吕辰的袖子,小声说:“他们好像……完全没考虑光刻机的事儿。”

    吕辰点点头。

    他深吸一口气:“李老师、张工,先停一下。我问个问题。你们在设计这个电机的时候,有没有想过,它最后要装在什么地方?”

    两个人都愣了一下。

    李老师说:“装在什么地方?装在很多地方啊。机床、车间、生产线……”

    张工也点头:“对啊,高频脉冲电机,应用场景多了去了。我们考虑的是通用性。”

    吕辰沉默了两秒,小心翼翼道:“光刻机呢?”

    “光刻机?”李老师推了推眼镜,“那个……光刻机不是只有一个吗?”

    吕辰看着他,没说话。

    李老师继续说:“星河计划光刻机要用,但那东西就一台吧?我们这电机,以后是要批量生产的,用在机床上的。光刻机那种特殊场合,专门做一个就行了吧?”

    张工也点头:“就是,光刻机是特殊情况。我们现在考虑的是通用电机,大批量用的。”

    吕辰转头看向诸葛彪。

    诸葛彪的脸有点僵。

    钱兰低下头,不知道在想什么。

    旁边有个年轻一点的,这时候开口了:“吕工,你别怪我们。这事儿我们也讨论过。光刻机那个环境,太苛刻了。真空、洁净、热稳定、振动……我们这通用电机,确实做不到那个程度。要做,得专门设计。”

    吕辰点点头。

    他明白了。

    不是这些人不努力,是他们的目标根本就不是光刻机。

    他们要的是一台能用在机床上的、能批量生产的、能通用的高频脉冲电机。

    光刻机?那是特殊用途。一台就够了。专门做一个就行。

    吕辰在心里苦笑了一下。

    专门做一个?

    问题是,那“专门做一个”,谁来做?

    他?

    他看着房间里那些图纸,那些争论,那些认真的脸,忽然觉得自己有点多余。

    “小吕,”李老师又开口了,“你来得正好,你给评评理。定子材料,到底是用镍铁合金,还是用极薄硅钢片?”

    “对对对!”张工也说,“你说用哪个,我们就用哪个!”

    吕辰看看他,又看看另一个。

    两个人都在等他的答案。

    房间里安静下来,所有人都看着他。

    吕辰沉默了几秒,然后开口:“我支持镍铁合金加稀土钴合金。”

    李老师眼睛一亮:“你看!我就说……”

    张工脸色一变:“吕工,你这……”

    “听我说完。”吕辰摆摆手,“我支持这个方案,是因为这个方案的性能上限更高。高频脉冲电机,就是要追求高频、高精度、高响应。镍铁合金导磁率高,稀土钴磁能积高,这两个组合,理论上能做出性能最好的电机。”

    他顿了顿,看着张工道:“但是张工说得也对。稀土钴脆,加工性差,批量生产有问题。镍铁合金加工难度也大。这个方案,做出一台两台样机可能行,但要批量生产,要推广到机床上,确实有困难。”

    两个人都不说话了。

    吕辰继续说:“所以我的意见是,如果要追求极致性能,就用镍铁合金加稀土钴。如果要考虑可生产性,就用极薄硅钢片加铁氧体。”

    他看着李老师和张工:“你们吵的,根本就不是一个问题。你们是在争两个不同的目标。一个要性能,一个要生产。这两个目标,本来就不一样。”

    房间里又安静了几秒。

    李老师推了推眼镜,若有所思。

    张工也挠了挠头,也没再说话。

    过了一会儿,李老师开口:“那……小吕,你说我们到底用哪个?”

    吕辰苦笑了一下。

    他看了一眼诸葛彪。

    诸葛彪耸耸肩,意思是:你自己惹的,你自己解决。

    他又看了一眼钱兰。

    钱兰低着头,肩膀轻轻抖着,好像在憋笑。

    吕辰深吸一口气:“这样吧。你们先别吵了。两个方案,都往下走。镍铁合金加稀土钴的,做一台样机。极薄硅钢片加铁氧体的,也做一台样机。都做出来,都测。测完了,数据说话。”

    他顿了顿:“至于光刻机用的那个,我另外想办法。”

    房间里的人互相看看,都点了点头。

    李老师说:“行。那就两个都做。”

    张工说:“好。我这边先准备铁氧体。”

    一场争论,总算是平息了。

    吕辰三个人从房间里出来,顺着走廊往外走。

    走到楼梯口,诸葛彪终于忍不住了,笑出声来。

    “哈哈哈哈哈……”

    他笑得弯下腰,扶着墙,肩膀直抖。

    钱兰也笑了,但笑得斯文,用手捂着嘴。

    吕辰站在那里,看着他们俩,一脸无奈。

    “笑什么?”

    “笑你!”诸葛彪直起腰,“你刚才那句话,我支持镍铁合金加稀土钴,然后两边都不讨好!你看见他们脸上的表情没有?”

    吕辰叹了口气:“我看见了。”

    “你是真敢说啊!”诸葛彪拍拍他肩膀,“你那一句话,把两个人都得罪了!”

    “我那是实话。”吕辰说,“镍铁合金加稀土钴,性能确实好。但老李说得也对,加工性差,批量生产难。”

    钱兰收了笑,轻声说:“可是他们根本没考虑光刻机的事。”

    吕辰沉默了几秒。

    “对啊。”他说,“他们根本就没考虑。”

    三个人顺着楼梯往下走。

    走到一楼大厅的时候,吕辰忽然停下来。

    “咱们自己做。”他说。

    诸葛彪看着他:“做什么?”

    “光刻机用的电机。”吕辰说,“他们不做,咱们自己做。”

    诸葛彪愣了一下,然后点点头:“行。”

    钱兰也点头:“可以。”

    三个人出了自动化控制中心,往研究所主楼走。

    阳光照在身上,暖洋洋的。

    但吕辰心里,却有一种说不出的沉重。

    不是生那些人的气。

    他们没错。他们要的是通用电机,要的是能批量生产、能用在机床上的电机。光刻机?那东西全国就一台。为一个特殊用途,投入那么多精力,确实不划算。

    可问题是,光刻机那台,谁来弄?

    赵老师吗?他管着整个自动化控制中心,还要改造轴承分厂,哪有时间。

    宋颜教授会弄吗?他要管集成电路实验室,还要盯着星河计划。

    谢凯?他忙着惊雷项目,近炸引信的事还没完。

    吴国华?忙着昆仑工程。

    算来算去,也就只有自己三人了。

    吕辰苦笑了一下。

    没办法,自己挖的坑,自己填。

    回到办公室,三个人坐下来。

    诸葛彪拿出烟,点上,抽了一口:“说吧,怎么弄?”

    吕辰拿起笔,在纸上画了一个简单的图。

    一个圆筒,中间一根轴,外面绕线圈。

    “光刻机用的电机,要求就几条。”他说,“第一,振动要小。光刻机曝光的时候,振动一微米都不能有。”

    诸葛彪点点头。

    “第二,热形变要小。电机转起来会发热,发热就会膨胀,膨胀就会变形。变形了,精度就没了。”

    钱兰在本子上记下来。

    “第三,要能适应真空和洁净环境。”吕辰说,“光刻机里面是真空的,而且特别干净。电机在里面转,不能放气,不能掉颗粒,不能用润滑油。”

    诸葛彪弹了弹烟灰:“这要求够高的。”

    “所以不能用铁芯。”吕辰说。

    诸葛彪看着他:“不用铁芯?那用什么?”

    “无铁芯空心杯转子。”吕辰说。

    他在纸上画了一个剖面图。

    “转子不要铁芯,就一个空心杯,用蜂窝状绕组。没有铁芯,就没有磁滞损耗,就没有齿槽效应。电机转起来,理论上零振动。”

    诸葛彪皱起眉头:“蜂窝状绕组?那怎么做?用手编?”

    “用模具。”吕辰说,“先用模具绕出形状,然后固化。这个工艺得自己摸索。”

    钱兰在旁边问:“那定子呢?”

    “定子用永磁。”吕辰说,“高磁能积的稀土钴。放在外面,形成一个均匀的磁场。转子在里面转,切割磁感线,产生转矩。”

    他顿了顿:“这种结构,叫空心杯永磁直流电机。没有铁芯,没有齿槽,理论上可以做到极低的振动和极高的平稳性。”

    诸葛彪盯着那张图看了一会儿,然后点点头:“理论上可行。但实际做出来,问题一大堆。没有铁芯,磁路怎么走?磁场均匀性怎么保证?散热怎么办?”

    “散热用水冷。”吕辰说。

    他在图上又加了几笔。

    “定子外面,做一层水冷套。通循环水,把热量带走。这样电机本身的温升就能控制住。”

    诸葛彪想了想:“水冷套会加大体积。光刻机里面空间有限,不一定放得下。得就用微通道。在定子外壳上刻微细通道,通水冷却。体积不会太大。”

    吕辰点点头:“水冷能解决热的问题。但就算温度控制住了,材料本身的热膨胀系数也得考虑。”

    钱兰道:“这个好办,用碳化硅陶瓷。电机的主要结构件,比如外壳、支架,用碳化硅陶瓷。碳化硅导热好,膨胀系数低,比金属稳定得多。而且陶瓷不放气,不掉颗粒,适合真空环境。最主要的是,工业陶瓷中心就有,算是就地取材。”

    吕辰点点头:“我也是这样想的,我们先用石墨做模具,成型后烧结。烧结完了,用金刚石磨具精加工。精度可以做到微米级。”

    诸葛彪把烟掐灭,盯着那张图看了半天。

    然后他抬起头,看着吕辰:“这个难度有多大,你知道吗?”

    “知道。”

    “时间有多紧,你知道吗?”

    “知道。”

    “那你还?”

    诸葛彪沉默了几秒,然后叹了口气:“行。干吧。”

    钱兰在旁边轻轻笑了一声。

    吕辰看着她:“笑什么?”

    “没什么。”钱兰说,“就是觉得,跟你们俩干活,挺有意思的。每次都觉得干不成,但每次都能干成。”

    诸葛彪瞪了她一眼:“别拍马屁。干活。”

    三个人开始分工。

    吕辰负责总体方案和结构设计。诸葛彪负责绕组工艺和电磁计算。钱兰负责材料选型和工艺协调。

    接下来几天,三个人基本上就泡在办公室里了。

    图纸画了一张又一张,算了一笔又一笔。

    蜂窝状绕组怎么做?

    先用模具绕出单个线圈,然后拼起来,再用环氧树脂固化。关键是模具的精度,还有绕线的张力,要均匀,要一致。

    永磁体怎么选?

    稀土钴,磁能积越高越好。但加工确实难。得用线切割,慢慢切,切完还得磨。一不小心就裂了。

    水冷系统怎么设计?

    微通道,0.5毫米宽,0.5毫米深,刻在定子外壳上。用数控铣床加工,然后盖上一层盖板,激光焊接。通水测试,不能漏。

    碳化硅陶瓷怎么加工?

    先找汤教授,用他的高温炉烧结。烧结完了,送到精密机床实验室,用金刚石砂轮磨。磨完测尺寸,不行再磨。

    每一天都在解决问题,每一天都在遇到新的问题。

    第四天下午,吕辰正趴在桌上画图,门被推开了。

    谢凯走进来:“听说你们在闭关?”

    吕辰抬起头,揉了揉眼睛:“你怎么来了?”

    谢凯在他旁边坐下:“惊雷项目那边暂时告一段落。听说你们要自己搞光刻机电机,过来看看。”

    他拿起桌上的图纸,一张一张看。

    看了半天,他抬起头,看着吕辰。

    “这是你设计的?”

    吕辰点点头。

    谢凯沉默了几秒,然后说:“你这脑子,平时很活,怎么到了现在,就死轴了?”

    吕辰不解。

    谢凯轻笑道:“空心杯、蜂窝绕组,其实有人已经做出来了,而且做出来好几年了。”

    “谁?”

    “成飞!”

    “成飞?”

    “对,他们用在飞机的仪表上,懂了吧。”

    吕辰三人惊呆了,特别是吕辰和钱兰,当时他们还去成飞参观过,虽然只是在外围。

    钱兰道:“可是成飞不好打交道啊,他们毕竟是……”

    谢凯嘿嘿笑道:“是什么?你们别忘了,这东西造出来用在哪里?”

    吕辰晃然大悟:“丘书记!”

    “对了,丘书记,他背景深,能力大,一个申请下去,从成飞请个师傅来帮忙也不是不可能。”谢凯把图纸放下,正色道:“况且,这东西要是做出来,不光是光刻机能用。以后精密机床、测量仪器、航天设备……都能用。”

    吕辰点点头:“你说的对,得去找丘书记帮帮忙。”

    谢凯站起来,拍拍他肩膀:“有什么需要帮忙的,说话。”

    说完就走了。

    吕辰当即就去6305厂,找到丘岩。

    丘岩一个加密电话打到四机部,果然成飞有这种技术。

    答应派出一个师傅支援。

    第六天晚上,三个人终于把方案定下来了。

    一张总装图,五张零件图,三张工艺流程图。

    空心杯转子,蜂窝状绕组,稀土钴永磁定子,微通道水冷,碳化硅陶瓷外壳。

    钱兰把图纸一张一张叠好,收进文件袋里。

    诸葛彪靠在椅子上,点了一根烟,长长地吐了一口。

    “总算弄完了。”

    吕辰也靠在椅子上,看着天花板。

    这几天太累了。每天只睡四五个小时,剩下的时间都在画图、计算、讨论。

    但心里是踏实的。

    这个方案,是他们三个人一点一点磨出来的。每一个细节,都想过无数遍。每一个尺寸,都算过无数遍。

    也许做出来还会有问题。也许还要改很多遍。

    但至少,这是一条正确的路。

    钱兰把文件袋抱在怀里,轻声说:“明天,咱们就去找汤教授,商量陶瓷加工的事儿。”

    吕辰点点头。

    诸葛彪抽完最后一口烟,把烟头掐灭。

    “走,吃饭去。饿死了。”

    三个人站起来,关了灯,走出办公室。

    红星所里,依然灯火通明。

    加班的,不止他们三个。
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