微纳压印“超精工程”中试突破:新质生产力的产业化跨越之路

2026-02-03 15:57:59 fscreen

在科技成果转化的“死亡之谷”前,中试环节是打通实验室技术与工业化量产的核心桥梁。其突破绝非单一指标的达标,而是对工艺、设备、成本、稳定性的全链路适配性验证,最终实现技术“可复制、可规模化、可商业化”的关键跨越。成都菲斯特科技牵头打造的超精工程微纳结构光学功能材料与器件制造中试平台(以下简称:微纳压印“超精工程”中试平台)荣获工信部首批重点培育中试平台,系新型显示领域全国三家之一,以独创技术突破国外垄断,构建完整工程体系,为微纳制造领域的颠覆性创新提供了可落地的产业化范本,更成为新质生产力赋能实体经济的典型示范。

一、中试突破的核心价值:从技术突围到产业赋能

微纳压印“超精工程”的中试突破,本质是一场跨越制造极限的系统性革新,其核心价值远超技术本身,呈现出多维赋能效应。作为国际先进的新型制造技术,该技术集成光学仿真设计、微纳超精密金刚石雕刻、UV涂布成型、恒温环境控制等全链条工程体系,突破了机械工程的制造极限,将微纳结构加工精度推向0.1微米级,表面粗糙度最低可达6纳米,相当于发丝直径的万分之一,为新型显示、光伏光热等领域提供了性能跃升的核心支撑。

从产业层面看,中试突破成功破解了“小试可行、放大难成”的行业痛点,打破了国外在超精密加工装备与大尺寸菲涅尔透镜制造领域的长期垄断。此前,我国激光电视产业因受制于国外技术封锁,核心光学屏幕长期依赖进口,且传统工艺无法突破菲涅尔光学透镜2000毫米的尺寸上限,成为产业升级的“卡脖子”瓶颈。菲斯特通过中试平台的持续攻关,独创锥形辊筒制造技术,实现了幅宽2600毫米压印辊筒的精准加工,可制备直径5200毫米的超大尺寸菲涅尔透镜,不仅将透镜厚度从3毫米缩减至0.3毫米。一举构建了自主可控的连续化、产业化路径,使我国成为全球仅有的掌握该核心技术的国家,中试技术的突破推动了激光投影电视屏幕的国产化和产业化。产品的涂布国内空白,产业化创造了新质生产力。

该中试示范工程完成全产业链布局,专利技术获得中国专利银奖、颠覆大赛优胜奖;制定菲涅尔光学透镜自1822年诞生以来第一个由中国制定的中国国家标准,获得工艺技术突破,获得激光投影电视屏幕占有率全球第一的目标,重塑了行业产业竞争格局。通过微纳压印“超精工程”中试技术的规模化验证,激光投影电视屏幕、新型光学功能材料等产业得以突破尺寸与精度限制,从激光投影应用菲涅尔光学透镜跨越适配裸眼3D、光场显示、聚光光伏光热等多元场景。随着我国激光投影屏幕产量的突破,中试成果正转化为产业竞争力,推动我国从电子信息大国向强国转型,为内需市场扩容与高端制造升级注入强劲核心动力和价值。

二、中试突破的关键维度:全链路构建产业化基石

依据中试突破的核心价值观判定,微纳压印“超精工程”中试技术可行、成果先进、工艺稳定、成本可控、安全合规、规模化可复制六大维度,构建了完整的中试验证体系,为微纳压印“超精工程”制造产业化落地筑牢根基。

在核心工艺技术上,中试平台实现了关键参数的稳定可控。通过优化金刚石刀具设计、有色金属表面处理工艺、金刚石光刻、UV涂布,产品尺寸精度控制、光学透过率等核心指标稳定性高,达到产业化水平,批次间波动控制在3%以内的工业化可接受范围,确保了超大尺寸菲涅尔光学透镜,尺寸精度、光学性能的一致性,满足激光投影电视超高清晰、高分辨率成像需求。其制造的大尺寸菲涅尔透镜,环带节距精细至0.01毫米,尺寸精度达0.5微米,各项性能指标跻身国际领先行列。

设备适配性方面,平台完成了从实验室小型设备到规模化中试装备的迭代与联动调试。依托引进的美国MOORE纳米数控超精密机床,构建了连续化生产链路,突破了传统圆盘式模具加工的产能瓶颈,目前正在通过揭榜挂帅实现了超大尺寸菲涅尔光学透镜的高效量产。菲涅尔透镜基于圆形形态的菲涅尔透镜制造,是微纳压印‘超精工程’中最具挑战性的技术瓶颈。通过中试在设备改造与工艺创新方面,解决了大型压印辊筒金刚石雕刻、把菲涅尔透镜圆形微纳结构模拟仿真设计在锥形辊筒上的设计方法、恒温环境控制20℃±0.1℃内、金刚石雕刻专用微晶铜的表面处理技术等技术难题,在净化恒温环境中完成微纳压印“超精工程”中试制造的规模化推进。

成本与收率控制上,中试验证突破商业化阈值的跨越。相较于传统热压工艺,微纳压印技术大幅降低了原料损耗与能耗成本,创新微纳压印UV涂布中试工艺方法厚度从热压3mm 突破厚度极限,实现产品厚度0.3的薄膜制造方法,顺利实现每分钟8件的连续化生产速度,提升了产业化制造能力、产品良好收率,使单位产品综合成本降低10倍,满足市场化可接受价值范围。随着十万级产能中试基地的建成投产,规模效应进一步凸显,打破了进口屏幕的价格垄断,为激光电视等产业的普及奠定了成本基础。

安全合规与规模化可复制性更成为中试成果落地的重要保障。平台建立了完善的三废处理体系,生产过程无重大安全隐患,完全符合环保与行业安全规范。同时,通过标准化工艺参数的梳理与验证,形成了可迁移、可推广的技术方案,能够直接指导后续量产线设计与建设,不仅可生产激光电视屏幕,还能适配抗光膜片、3D透镜阵列、线性菲涅尔光热透镜等多元产品,实现技术价值的最大化释放。

三、落地要点:平台化赋能与标准体系构建

微纳压印“超精工程”制造的中试落地,并非单一企业的技术攻关,而是依托专业化中试平台与协同创新模式,实现从技术到产业的高效转化。作为工信部、成都市与四川省认定的重点中试平台,菲斯特科技牵头构建的中试体系,形成了“设计-研发-中试-产业化”的全链条服务能力,为行业提供从样品开发到批量中试的一站式解决方案,这种“CRDO”模式借鉴生物医药领域的研发服务经验,突出工艺设计与产线交付能力,已服务多家上下游企业,推动30余项技术成果转化。

核心团队与装备支撑是中试落地的关键。平台汇聚“科学家+工程师”的多学科交叉团队,依托二十年技术积淀与多项国家级荣誉资质,构建了完整的专利与标准技术体系。通过自主研发与装备升级,解决了超精密刀具、光学高分子材料、智能控制等关键技术难题,更打破了国外对大型超精密机床的出口限制,实现了装备与工艺的自主可控。同时,借助AI技术赋能,优化工艺参数设计与生产流程管控,大幅提升中试验证效率,缩短技术转化周期。

标准体系构建则成为中试成果规范化推广的核心抓手。由于微纳压印“超精工程”是国际新兴技术,目前国内外尚无统一标准,平台率先提出2026年中试平台标准体系建设计划,结合我国纳米级角度国家一级标准物质的研制成果,推动微纳加工精度、装备性能、产品质量等指标的标准化,为行业发展提供精准“标尺”。这一举措不仅能提升国产微纳制造产品的质量可靠性,更能增强我国在全球微纳制造领域的标准话语权,提高我国的国际竞争力。

四、结语:以中试突破引领高端制造升级

微纳压印“超精工程”的中试突破,不仅实现了一项核心技术的产业化跨越,更构建了我国在超精密制造领域的自主创新路径。它证明了中试平台作为科技成果转化“桥梁”的关键价值,通过全链路验证破解“卡脖子”难题,将实验室里的“黑科技”转化为产业发展的“新质量生产力”。

面向未来,随着中试平台标准体系的完善与多场景应用的拓展,微纳压印技术将在新型显示、聚光新能源、航空航天、国防科技等领域持续发力,进一步释放新质生产力的赋能效应。以菲斯特为代表的企业,正通过中试突破带动产业链上下游协同升级,推动我国高端制造从跟跑、并跑到领跑的跨越,为实体经济高质量发展注入源源不断的创新动力。


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