一个小部件卡了精密制造好多年，超精密丝杠导轨终于解除进口依赖

作者：彭东锋 | 软件工程师

在高端装备制造领域，精度是衡量一个国家工业水平的核心指标。德国、日本等工业强国凭借在超精密机械部件领域的长期垄断，占据了全球高端数控机床、半导体设备等精密制造装备的绝对优势。

中国作为全球最大的制造业国家，在高精度加工领域却长期面临“卡脖子”困境。例如高端数控机床中的丝杠和导轨等滚动功能部件，其精度直接决定了装备的定位精度和重复定位精度，以及运动的平稳性、刚度和精度保持性。

我国20世纪80年代卡在第三代光刻机的门槛上，从入门到放弃，其中一个重要原因就是无法满足精确定位的要求。“第一代和第二代光刻机在曝光的过程中掩膜版和晶圆的相对位置不会变化，只是更换掩膜版后需要重新对准。但第三代及之后，曝光过程中掩膜版和晶圆需要不断运动。光刻机的运动控制，需要精度极高的步进电机、精度极高的机械结构和控制电路……这些东西我们都没有。”（摘自《芯火燎原——国产CPU的风雨征程与产业革命》）

丝杠导轨是将旋转运动转化为直线运动的核心传动部件，在高速、高负荷运行下，丝杠和螺母因摩擦会产生大量热量，导致热变形，这是影响机床加工精度、光刻机工件台等高精度运动部件定位精度的最主要因素之一。

南京工艺装备制造有限公司通过特殊合金材料与热处理工艺，显著降低了温升对定位的影响，丝杠精度达日本C0级，导轨精度达欧洲G0级。这种精度水平是使机床等装备能够实现制造航空发动机叶片、高端光学镜头、精密模具等关键部件的必备条件，更是光刻机工件台实现亚微米级定位的核心基础。

国产C0/G0级丝杠导轨能使高精度机床、光刻机工件台等能实现最高±0.0015mm的定位精度与±0.0009mm的重复定位精度，打破了国内顶级高精度数控机床滚动功能部件完全依赖进口的局面。不久前在“筑基强国路——中国制造‘十四五’成就展”上展出。

不只是机床和光刻机，超精密丝杠导轨还能应用于CT扫描仪、手术机器人等高端医疗装备；支撑光伏硅片、锂电池极片等新能源材料的精密加工；人工智能、3C自动化等领域。

德国、日本企业长期垄断全球高端丝杠导轨市场，中国每年需要进口约30亿元的高端产品。C0/G0级超精密丝杠导轨的自主化，使得国产高端丝杠导轨的价格仅为进口产品的60%-70%，交货周期从6-12个月缩短至3-6个月，使得高端装备制造成本下降20%-30%，还避免了国际局势变化导致的供应链中断风险，并本土企业可以更快响应市场需求，推动产品快速迭代，为国产装备制造商提供了更具竞争力的选择。

南京工艺装备制造有限公司曾为北斗卫星提供了‌高精度滚珠丝杠和滚动导轨‌，是实现卫星天线展开、太阳翼驱动等精密传动的核心部件，定位精度达±0.002mm，能在-200℃至+120℃极端温度下稳定工作。这不仅保障了卫星在轨运行的可靠性，更是我国突破高端部件“卡脖子”技术、实现产业链自主可控的关键一环。

再次突破的C0/G0级超精密丝杠导轨，不仅是一个产品的突破，更是中国高端装备制造业从"跟跑"到"并跑"的重要里程碑。这一突破性成果标志着中国在高精度机械部件领域实现了从跟跑到并跑的跨越，将带动整个产业链的技术升级，推动中国制造向全球价值链高端迈进，为实现制造强国目标奠定坚实基础。

目前，南京工艺装备制造有限公司已在国家科技重大专项合作框架下，与大连科德、通用技术、济南二机床等国内头部数控机床企业形成稳定配套，有力提升了我国高端装备的自主可控与供应链安全水平。

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