走进科技时代：日本的各种精细技术中有哪些可取之处？
将挂钟的技术应用于探测器
全部电子零件或电子电路都要进行通电检查。而通电检查用接触式探测器在反复检查的操作过程中，接触部位很容易产生磨损，必须定期更换。因此，要想稳定进行精细零件的大批量生产，就必须运用高度的品质保障技术。接触式探测器前端直径，通常为φ0.07～0.15mm。目前世界上最小的前端直径，为φ0.05mm。从技术和质量层面来看，探测器的直径越小，日本生产的产品越占优势。而爱工舍已经确立了前端直径为φ0.03mm的加工技术，并坚定推进接触式探测器更加精细化的技术开发。爱工舍原本以生产挂钟和零件加工为主。然而，随着日本国内市场的缩小以及日元升值带来的不良影响，其不得不转业，开始制造接触式探测器。如今，爱工舍凭借技术磨练，已经可以完成精细加工了。顺应时代变化顽强生存下来的中小制造企业支撑着智能手机及物联网机器所必需的电子零件及电子电路的检查工作，这件事儿非常有意思。
肉眼不可见的φ0.02mm钻头：要想将通电检查用接触式探测器安装到检查夹具上，除了要制造出精细直径外，还需要在检查夹具上打一个个精细的孔。可加工陶瓷利用了日本Ferrotec株式会社（总部位于东京）的“PhotoveelII-S”。将接触式探测器安装到这些精细的孔里，就能得到对电子零件及电子电路进行通电检查的夹具。开这些精细的孔，势必会用到直径为φ0.02mm的钻头。而这个精细度，人的肉眼很难识别。因此，单是将钻头安装到工具上就需要很高的技术。而利用肉眼不可见的钻头打开高精度的孔，更是难上加难。
图：直径φ0.02毫米的精细孔加工示例
精细打孔加工所需的环境：仅有40名员工的中川制作所（总部位于三重县四日市市）专精于这种精细打孔作业。中川制作所拥有严格管理转轴温度的精细加工专用的机械加工中心，能够在温度控制为23±0.5℃的恒温室中进行加工作业。在φ0.02mm的精细打孔加工作业中，哪怕出现一丝震动，都可能造成工具损坏等重大事故。因此，精细加工专用的机械加工中心，被设置在了完全阻断震动的基座上。负责人员会在加工前一天，将工件放入恒温槽里，保持同一温度不变。也就是说，中川制作所具备这种全力配合精细打孔加工的环境。当然，加工后，精细孔必须经过质检后才能出厂。为了检测精细孔，中川制作所引进了电子显微镜。
既不是大型企业，也不是大学等学术机构的研究室，这样一个地方性的中小企业竟以一己之力完成了这种环境，这令我非常震惊。毫不夸张地说，日本代工企业在竭尽全力磨练技术方面，是世界一流的。需要进行精细打孔加工的，不只有检查夹具。比如，为了将急速小型化的电容器等电子零件固定在工作台上，需要在吸附板上钻很多1/mm级别的精细孔。这种孔会利用负压，从内部吸住空气，进而固定住电子零件。此外，在电子零件或IC的制造设备中，有一种用于确定动臂机构位置的标度，也会在同一间距钻很多精细的孔。智能手机、可佩戴手机（手环）等物联网设备中安装的电子零件越小型化，电子电路越精密，越需要更精细的打孔加工作业。在日本，能提供这种最先进的技术支持的，大都是只有数十名员工的地方性代工企业。
在精细加工中，工具与加工设备必不可少。其中最具代表性的工具，是切削工具，而最具代表性的加工设备，是使用这些切削工具的机床。这7大分类包含了所有的加工技术。其中，切削加工如其字面意思，主要是使用切削工具。而使用切削工具，需要机床。机床是一种“会在加工中产生切削碎屑的加工设备”。因此，加工金属板材的冲压加工机和弯板机等加工设备不能叫做机床。这些加工设备是锻压钣金机器，与机床有明显区别。
锻压钣金机器与金属模具一起主要用于“塑性”中。此外，在树脂或金属的注塑成型、树脂的吹塑成型等成型方法中，主要使用的是金属模型和成型机械。不过，在制造用于“塑性”及“成型”的金属模型时，切削加工必不可少。这时，会用到机床。此外，在被分类为“高输出功率”的放电加工（放电雕模加工）中，电极起着非常重要的作用。生产这种电极时，会用到切削加工技术。换句话说，除了“切削”，切削工具和机床还与“塑性”“成型”，甚至“高输出功率”密切相关。因此，在讨论加工技术时，无法越过切削工具和机床。
图：制造的7大分类
精细加工在实务上的定义
纳米加工是指加工精度不足1μm，即纳米（nm）级别的加工技术。此外，从工具与控制技术的观点来比较精细加工和纳米加工，其区别大致如下：·精细加工工具：主要使用切削工具及磨石、电极→有形的东西；控制：主要为机械性定位控制。·纳米加工（用于半导体工艺）工具：主要是光、电子、原子、分子→无形的东西；控制：主要为光学控制·电磁控制·化学控制+机械性定位控制当然，在精细加工中，也有使用激光或电子束等无形物来加工的事例，在纳米加工领域，也有使用切削工具来作业的情况。但是，如果配合生产现场的感觉来定义精细加工，那么上述定义均属于实务性的定义。
进一步来讲，如果从与普通加工或精密加工领域相比较的角度来考虑，精细加工领域中所必需的工具和加工设备有着很大的差别。而且，机械工程的切削理论也完全不一样。因使用直径不足1mm的切削工具时的切削现象尚有许多未明之处，日常积累的技术技能变得非常重要。此外，在“焊接”的组装作业中，经过精细加工的零件与普通加工的零件之间存在巨大差别。因为精细加工的零件尺寸多是肉眼不可见（及不足0.3mm）的，所以很难通过手工作业完成组装，需要使用微小型零件处理系统等专业组装设备。接下来，我带你一起看看精细加工领域使用的切削工具和机床。首先，是切削工具。
令德国人惊讶的φ0.01mm立铣刀
日进工具公司（NSTOOL），它是日本极具代表性的专业小直径钻头·立铣刀制造商。工具刀尖直径的业界平均水平为φ10mm，日进工具将刀尖直径φ6mm以下的工具称为“小直径工具”，而将刀尖直径φ0.5mm以下的工具称为“精细工具”。日进工具甚至成功研发出了世界首个刀尖直径为φ0.01mm的立铣刀。要将工具打造得如此精细的确不简单，而要熟练使用这么精细的工具更是不容易。据日进工具相关人士介绍，整个日本也仅有几家企业能够熟练使用这种立铣刀。据悉，就连制造业大国——德国，目前也没有能够熟练使用这种立铣刀的企业。
实际上，这种立铣刀曾在德国召开的“欧洲机床工具展”（EMO，世界三大机床·工具展览会之一）上展出过。当德国工程师看到“φ0.01mm立铣刀”的展示牌时，都会上前问一句：“数字是不是弄错了一位数？”结果，他们用显微镜真的看到了φ0.01mm的立铣刀，彻底惊呆了。年，日本入曾精密股份有限公司（总部位于埼玉县入间市）使用日进工具研发的直径φ0.06mm的立铣刀，成功切削出了金属材料的“μm见方的骰子”（当时为世界最小记录）。而等直径更小的立铣刀被成功研发出来后，入曾精密又成功切削出了“μm见方的骰子”，打破了自己创造的最小骰子记录。工具对于精细加工的意义，不言而喻。
危机造就的高收益企业事实上，日进工具挑战精细工具的路并不顺畅。日进工具不是大型企业，泡沫经济崩溃后行业不景气，加之当时最先进的藤泽工厂发生火灾全部化为灰烬，营业额骤降至14.1万日元（年度），借款却高达20亿日元，陷入了实质性的债务超额状态。面对危机，日进工具瞄准了鲜有竞争对手的超硬小直径立铣刀这条活路，立志要做这一市场精细领域的顶尖企业。日本国内外的大型超硬工具制造商，本身也是生产超硬合金的材料生产企业。
因此，切削工具的尺寸越大，使用的材料就越多，利润就越大。如此一来，既花时间又有技术难题的小直径工具领域，在大型企业眼中，反而是不赚钱的营生。但日进工具不同。其本身并不生产超硬合金，必须从大型超硬工具生产企业购入。如此一来，在战略上，相比大型的切削工具，日进工具自然是选择生产材料费用占原价比例较低的小直径切削工具，因为这样做更划算。下定决心后，日进工具倾力研究小直径切削工具，但却遇到了大问题——市场上销售的工具磨床根本无法按照设想顺利生产出刀尖直径在0.5mm以下的精细切削工具。
当时，几乎所有的切削工具制造商都会选择从德国企业或者瑞士企业引进工具磨床。但是，这两个国家的企业均以“能够生产最畅销的、刀尖直径在10mm左右的切削工具”为前提来制造工具磨床。也就是说，一般的工具磨床无法顺利生产出直径在0.5mm以下的精细切削工具。怎么办？日进工具决定自己生产用于制造精细切削工具的工具磨床。这件事儿发生在15年前，成了日进工具竞争力的源泉。如今，日进工具的营业额增长率超过了业界最大的企业，营业利率高达22.8%，实现了高收益经营，已然成了市场精细领域的领军企业。面对最先进的工厂毁于一旦、实质性债务超额的危机局面，日进工具背水一战，选择并集中发展小直径工具，实现了飞越发展。日进工具的发展恰恰应证了一句老话——“危机，即机遇”。