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青岛固德复材:专注特种防护头盔,开创碳纤维应用“顶上”功夫

来源:应急安全网 | 2023-12-19 11:01:43

本网广州讯(祝阅武)碳纤维被誉为“新材料之王”。它细如发丝、轻如鸿毛,单根直径只有5 至7微米,大约是人头发丝的十分之一粗,密度大约只有钢的四分之一。但同时,它又强如钢铁,一束一米长的T1000级碳纤维,重量大概只有0.5克,却可以承担500公斤左右的拉力。

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这就是碳纤维稳居新材料“王者之位”的实力。今天,碳纤维应用的主要方式是被加入到树脂、塑料等材料中,成为制造先进复合材料的重要增强材料。用碳纤维复合材料生产的产品,小到高尔夫球杆、网球拍,大到自行车、汽车、风电叶片,再到大型飞机、高铁运载火箭……应用范围日益广泛,产业发展已然成熟。

“用好”碳纤维的评价标准是什么呢?一方面是要实现高端领域的突破,比如高铁、飞机、汽车等;另一方面则是在一些精细化程度高、工艺复杂的民用细分领域去攻关,实现技术突破,比如头盔。

在2023年12月19日开幕的第六届全国森林消防装备展会暨应急装备展上,青岛固德复材科技有限公司(以下简称青岛固德复材)的展位观者云集,这是一家在碳纤维复合材料应用上有着“独门绝技”的“专精特新”高新技术企业,其研发生产的各类特种头盔远销海内外,并开创了我国碳纤维应用在森林防护头盔领域的先河,公司已经成为特种头盔领域的行业引领者。

深耕专业领域、聚焦关键技术的“专精特新”企业,是激发创新、稳定产业链供应链的重要力量。当前,我国正处在由制造大国向制造强国迈进的关键阶段,是制造业走向创新引领专业化发展的重要阶段,“专精特新”企业在“缝隙市场”所建立的竞争优势对于产业强链补链延链具有重要作用。而对于以碳纤维为代表的新材料领域来说,更加需要一批优质的“专精特新”应用型企业做支撑,实现行业的高质量发展。

青岛固德复材科技有限公司位于青岛市胶州,占地3万余平方米,专注于先进复合材料头盔的研发与应用,并成为国内首家使用碳纤维复合材料生产特种防护头盔的企业。目前青岛固德复材的特种防护头盔已经实现了森林消防局(现:国家消防救援局机动队伍)100%的配发,并被新疆,江西,深圳,北京等省列入森林救援等领域的采购标准。

目前,青岛固德复材不断拓展产品应用领域并取得显著成果。比如针对山岳、水域、抗灾等综合抢险救援场景,已形成抢险救灾系列防护产品;公司还与中国煤炭、电力等央企合作,研发生产特种专用头盔。除此之外,公司也一直与世界排名前十的头盔品牌合作,共同研发生产碳纤维赛车、摩托车、自行车头盔。更加值得关注的是,公司已经开始从OEM路线向自主品牌战略的转型升级发展,推出了“海岩”牌系列头盔品牌。青岛固德复材当下全力依托科技创新打造新需求,在特种防护头盔领域不断做精做大,正处于迅速壮大崛起的发展快车道。

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一顶头盔的力量从一个惊心动魄的故事开始讲起。2018年6月1日,内蒙古大兴安岭汗马国家级自然保护区相继发生突发森林大火,灭火过程中一名17岁的消防员小战士不幸被大树砸倒,击中后脑,极强的冲击力致使他的帽带挣断、锁骨骨折。但奇迹的是,经过CT扫描他的头部只是轻微脑震蕩,短期修养就已出院。

在关键时刻保护了消防战士的正是青岛固德复材科技有限公司生产的专用特种防护头盔。当大树从天而降的一瞬间,是科技的力量保护了人类的生命,是科技创造了奇迹;这一瞬间,科技成为了照亮人间温暖的一束光,这才是科技应有的温度与价值。

青岛固德复材科技有限公司董事长张忠军说,这位小战士佩戴的是公司生产的15型防护头盔。当公司得到此消息后,立即派专人探望受伤的战士。到达内蒙古森林消防总队时,教导员激动地说“感谢你们做了这么好的头盔,但凡头盔品质不好或者没有佩戴头盔, 这名战士就没有命了!”

张忠军说:“在那一刻,我们由衷地感到了自豪和幸福。同时也引发了我们的思考,我们应该怀着怎样的发心去做产品?”这件事情成为青岛固德复材发展过程中非常重要的一件事,一直萦绕在张忠军的脑海中,每每讲起企业的发展这件事都免不了要提起。因为,正是这样一个活生生的案例,鲜活生动的提醒企业,头盔虽小但关键时刻能保命,做好一顶头盔就为每一个戴头盔的人筑起了一道生命的防线,从此,“做顶好头盔, 保护亿万人”被张总确定为青岛固德复材的使命。

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十年磨一剑,开创复合材料“顶上”功夫张忠军是碳纤维行业的“老人”,但天生富有挑战精神的他偏偏选择了一条全新且既具有难度的“新赛道”。1982年,张忠军于西安(中国)建筑科技大学有色金属冶金专业毕业,随后进入山东莱芜钢铁集团,一路从车间技术员干到工程师、车间主任、集团公司处长及技术开发中心主任等职。之后,张忠军任山东(中国)天泰新材料股份有限公司董事长兼总经理。期间,主持过国家“863”公关项目“100t/a 碳纤维中试线的试生产;50万㎡/年碳纤维预浸料设备国产化引进及技术转化工作;20万台/ 年碳纤维自行车架的产业化项目组建。之后他又担任了东莞泰合复合材料有限公司第一任董事长,这家企业是当前碳纤维自行车行业的龙头。

按说,碳纤维自行车是张忠军绝对擅长的赛道,但是2005年,决定创业的他一头扎进了碳纤维头盔的研发项目里。碳纤维用途十分广泛,大到航空航天,小到一根登山杖,碳纤维都有“用武之地”。在民用领域,碳纤维应用较多的诸如自行车、高尔夫球杆、渔杆等产品,其制作工艺的复杂度、技术操作精细度相对而言不是很高,因此进入门槛低,竞争也比较白热化。但是,头盔在碳纤维应用的各类民用领域里,工艺复杂,技术难度高,是比较难啃的“硬骨头”,很少有人愿意涉足。

但是张忠军表示:“碳纤维比重小强度高,非常适合制造头盔,不仅安全防护水平很高,而且可以使头盔的重量大大降低,减轻佩戴人脖子的压力。”显然,碳纤维用来做头盔绝对是头盔行业的“顶配”。“不仅如此碳纤维布具有抗冲击,耐热阻燃,防静电,耐腐蚀,抗老化等诸多非常优异的特性,如果能成功开发出头盔产品必然是非常有意义的一件事。”张忠军说道。

就这样从2005年下定决心做碳纤维特种头盔开始,张忠军就不曾再动摇过。刚开始的两年间,公司完全没有订单,张忠军带领着初创团队从零开始搭建实验室、琢磨头盔的外形特点、学习人体工学、设计图纸、研发、实验失败再实验,反复尝试工艺路线,研究设备改造,一直处于不断投入但没有收入的状态,孤注一掷要搞出一顶好头盔。

终于在2007年,公司收到了第一笔头盔订单,标志着碳纤维复合材料在头盔生产工艺上的成功应用。随后公司发展进入良性轨道,2011 年公司自购土地3 万余平方米开始着手扩大规模。

2015年对青岛固德复材来说是企业发展史上的里程碑之年,公司与当时的“武警森林部队”(现在的“国家抢险救援局”)共同研发了15 型防护头盔,也就是上文故事中保护了消防小战士生命的那顶头盔,标志着公司第一款自主研发产品成功。十年磨一剑,将碳纤维复合材料做成特种头盔,张忠军带领青岛固德复材将这个难啃的硬骨头终于啃了下来,这事儿,让他干成了。

从2015年至2018年间,3万消防官兵整装配发了青岛固德复材自主研发的15型防护头盔,开创国内将碳纤维材料应用到特种防护头盔领域的先例,该款头盔公司是针对森林消防作战的实际特点进行的专业化设计,在国际上也属首创。不仅如此,青岛固德复材还参与了《森林消防员灭火头盔防护装备》系列标准的制定。

一流企业做标准、二流企业做品牌、三流企业做产品。青岛固德复材在特种防护头盔领域已然成为了当之无愧的“领头羊”。“安全、舒适、美观”,专业锻造硬实力现在,青岛固德复材已拥有年产30万顶碳纤维复合材料头盔的生产能力,公司配置了行业最先进的碳纤维头盔生产设备。作为一家专业生产高端特种防护头盔的企业,张忠军给企业的定位就是“专精特新”。

首当其冲的就是“专”,专心、专注、专业。张忠军说道:“防护头盔是一个非常特殊的行业,因为这个产品关乎到使用者的生命安全。它不仅是一款产品,更是用户的生命底线,我们的责任就是坚守这条底线。因此,每一款产品的研发,都会在全方位检测实验室中,接受各种检测设备的千锤百炼。”

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在张忠军看来,把质量放在整个企业工作的第一位,不是一句简单的话,而是一份责任、担当。青岛固德复材生产的特种头盔坚守以优于头盔物理性标准数据15% 为准则,产品研发阶段,对于不达标头盔进行几十次甚至几百次修改、测试,不惜任何成本,直到做出一款优于物理数据标准15% 头盔为止。在产品出货之前,以1000 顶抽出4 顶做物理性测试,对于产品质量进行抽检,直到抽检头盔质量优于头盔物理数据标准15%,才真正是一顶可以出厂的头盔。对于产品质量的一丝不苟,精益求精在张忠军看来是只是企业发展的基本底线。

但,专业并不仅仅局限在安全性上,公司研发团队在保证高质量、安全性的同时还在头盔舒适度上下足功夫,与权威机构保持常年合作,持续更新亚洲头型、欧洲头型数据库,用最科学的手段,反复开模测试,不停调研回访,只为提升头盔1%的舒适度。

在积累了一定的生产经验后,张忠军又开始研究“可追溯性”,他开发了MASS质量追溯系统,该系统可以实现每个头盔都有独属的二维码作为身份标识,从原材料、备料、贴合、成型、整修、精细、检验阶段进行扫码,产品的质量可以进行全过程的追溯,每个环节都清晰可见。这一系统赋予每顶头盔独一无二的“身份证”,其“可追溯性”对于工艺过程落实质量责任起到了关键作用。

更加值得一提的事,2016年张忠军在生产环节引入了机器人,对生产线进行了智能化升级,这在碳纤维行业里也是头一家。“智能化升级是当下制造业里任何行业都回避不了的话题,我们做头盔也一样,用机器人来解放人工这是现代化制造业的必经之路。”在张忠军看来目前公司的智能化升级只是开了一个头,他对于智能化工厂的实现有着更高的标准和目标。

张忠军指出,青岛固德复材正在建设新一期的生产线,规划了更加智能化的流程和工艺。摸着石头过河,青岛固德复材的每一步都走在了同行前面。

驶向新蓝海,梦想照进现实源于对专业的精进,青岛固德复材的市场越做越大,公司现在已将高端碳纤维复合材料应用于摩托车及F1 赛车头盔、消防头盔、防暴头盔、抢险救援头盔等各个领域。

2020年青岛固德复材承接森林消防局关于抗震救援头盔研发项目,这个项目是国内首次将高新复合材料应用到抢险救援盔上,提升了保防护性能的标准的同时重量降低了15%,为战士保存体力提升战斗力起到了实质性作用。

2021年青岛固德复材承接公安防暴盔的研发项目,该项目首次将新型复合材料应用在了防暴盔领域,在提升头盔防护标准的同时,降低了头盔重量。并且公司与公安部相关研究所合作起草制订了警用碳纤维防暴头盔标准,公安部己发文2024年1月正式实施,现己完成研发试用,正在批量化生产。

2022年5月,青岛固德复材开始与国家体育总局合作,解决体育竞技项目装备卡脖子问题,为2024年巴黎奥运会场地自行车赛研发国产碳纤维竞技骑行头盔。

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在头盔市场,张忠军不断追求极致,领域不断扩大。但张忠军还有两个梦没有实现。他说,他的第一个梦是能够让中国军人戴上性能优异的碳纤维特种头盔,为中国强军梦做出一个企业的贡献。另一个梦就是能够让优质的特种头盔走进老百姓的日常生活。

值得关注的是,今年7月1日起,强制性国家标准《摩托车、电动自行车乘员头盔》正式实施,也就是俗称的“新国标”。新标准是电动自行车乘员头盔领域的第一项强制性国家标准,提高了头盔的各项指标。这一标准的实施,让张忠军无比兴奋。

据悉,我国摩托车保有量近1亿辆,电动自行车保有量超过3亿辆,在摩托车、电动自行车的交通事故中,因颅脑损伤导致死亡的人数占总死亡人数的80%以上。“新国标”在固定装置稳定性、佩戴装置强度、吸收碰撞能量、耐穿透、护目镜等方面都作出了明确规定。而在过去,劣质头盔的外壳通常用回收塑料制作,外壳体过薄且没有采用ABS材质,内衬没有采用EPS,护目镜容易破裂且透光率差。劣质头盔在事故中极易破碎,不但不能保护骑乘人员,反而会造成扎伤等二次伤害,被称为“头顶上的刀片”。

“新国标”的核心就是对头盔质量提出了更高要求,未来更高质量的头盔必将进入千家万户,消费市场升级给张忠军带来了新的机遇,他的第二个梦即将照进现实,青岛固德复材的“海岩”牌头盔必将在终端消费市场占据一席之地。

责任编辑:肖文静
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