推动高精度微小齿轮批量生产 用小齿轮转动5G“大时代”

4亿个芝麻般大小的微小精密齿轮，不良率控制在 0.5‰以下，齿形精度可达微米级……这样的量产精细齿轮产自深圳宝安区燕罗街道的一家企业——深圳市兆威机电股份有限公司，而“宝安大工匠”陆志强就是负责精细齿轮生产技术支撑的工程部团队负责人。

“即使风险点只有1%也要做足准备，沉下心来研究，不因困难而退缩。”近年来，陆志强多次牵头解决了公司的技术难题，推动高精度微小齿轮的大批量生产，先后获得5项国家级专利，以及2018年度中国机械工业科学技术奖一等奖、2019年度中国机械工业科学技术奖特等奖。

齿轮作为工业的基本元素，是制造装备业中的关键部件。中国的齿轮行业体量大，但在过去较长一段时间内，部分关键零部件需要依靠进口。作为一家设计、研发、生产精密传动系统的制造型企业，早在2016年，深圳市兆威机电股份有限公司就成功研发了直径只有3.4mm的微型减速齿轮箱，直接推动了该公司实现精细齿轮的微米级制造。负责生产制造的正是该公司工程部经理陆志强。

“当时我们已经在探索微型齿轮箱在手机摄像头中的应用，但希望能做到尺寸更小、精度更高、寿命更长、所应用的产品体验更好。”陆志强介绍，这类精细齿轮尺寸非常小，它的传动间隙一般也只有0.005mm~0.01mm，即便是细小的齿形精度差异，也很容易导致卡齿等现象。只有当精度足够高时，才能保证微型传动，这也倒逼着陆志强带领团队探索微米级制造。

粉末注塑成型稳定性低，不良率高，这几乎是注塑行业的共性问题。“我们当时第一批模具生产的齿轮，良率不到30%。不解决不良率极高这个问题，就没办法实现大批量投产。”陆志强回忆说，从模具结构设计、粉胚成型，再到脱脂、烧结、抛光、转运等过程，都有可能出现导致产品不良率高的因素。

于是，他们用了近3个月的时间反复优化设计方案和生产工艺，逐一对各个流程进行分析，查找会导致产品不稳定的因素，制定相应的解决方案，一遍又一遍地测试、验证。“尺寸这么小、精度这么高的粉末成型胚料，脆弱得像豆腐一样，即使是轻微的碰撞都有可能造成损坏。”陆志强介绍，产品的“取”和“放”都是一个大难题，因为这两个过程极易受到各种不稳定因素的影响。比如，从模具中取出齿轮时，吸取装置的力度、位置精度、气流变化，产品的静电等都会带来影响。

最终，陆志强和团队攻克了一个个难题，实现了高精度微小齿轮的稳定生产，把不良率降到了0.5‰以下，这使得这些小齿轮的大批量生产成为了可能，并被应用在全面屏手机的升级摄像头模组。2019年，该公司这类齿轮生产已超4亿个。

公司接的订单大多是尺寸精度高、制造难度大、测试条件苛刻的产品，应用在新领域，标准和要求差异较大。这也意味着，对陆志强和团队成员来说，挑战经常出现。

为了高质量完成项目，陆志强要求团队在每一个项目开始前定好完成的标准，列出风险点与解决方案。在他看来，即使风险点只有1%的可能也要列出来，不能抱侥幸心理；对执行时间进行排期，每个步骤都要清清楚楚。所有准备工作做好后，就是沉下心研究，不因问题难而退缩。

随着5G时代的到来，齿轮传动在智能家居、智慧健康、自动驾驶、无人机配送系统等诸多领域的应用将越来越广泛，对精度、效率的要求也更高。身为一名“宝安大工匠”，陆志强坦言，自己会继续在擅长的领域深耕钻研，努力在由传统制造向信息化、自动化、专业化的高效智能制造转型方面，不断进行新的尝试和突破，用“小齿轮”转动5G人工智能新时代。

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