大道小說網 第九十七章 陶瓷軸承與刀具 文 / 無財者無能言財
佩內明德地下基地。這裡有幾座龐大的地下工程正在建設之中，自從維勒安長官交辦在佩內明德基地建設堅固秘密的大型地下科研基地後，這裡的挖掘機械就開始不停地作業，地面被沉重的滾碾平整，那些未來用於無線電研究的秘密研究室則在四壁和天花地板上都不計工本地貼上了厚厚的鉛板加固——這樣可以屏蔽一切無線電信號的出入。
不過，隨著維勒安長官的最新指令，這裡有幾間先完工的車間被臨時規劃挪作他用了。一群技術精湛的工程人員正在按照一套他們見所未見的操作規程裝修著這套車間。
地坪被使用韌性強度很高不易老化的特種合成橡膠替代，使用不會揮發和產生粉塵的粘合劑一體化灌膠粘合在地面上。四壁本來準備使用的塗料粉刷被取消了，換之以陽極氧化的鋁皮貼面。車間的原有通風管大部分被取消堵死，少數保留的幾個也加上了層層過濾洗消環節。
據說未來如果這裡徹底完工開始使用，所有的工作人員都必須盡量剪短髮，在進入之前都必須先沐浴並更換全套服飾，像化學部隊的人一樣把自己全部包裹在像一個大橡膠套子的裝備裡面。
也許看官們看到這裡已經猜到了一些端倪，沒錯，這裡即將誕生世界上第一間無塵車間，也許一開始因為技術積累不過關，僅僅能夠達到10萬級無塵標準，但是很快，就可能會降低到1萬甚至數千。（無塵車間的等級是越低越好的，這個等級參數的含義是指每立方米空氣中含有的塵埃顆粒數量，10萬級就是每立方米不多於10萬粒塵埃，1萬級就是不多於1萬粒，以此類推。）
在半導體技術、粉末冶金和複合材料興起以前，世界上是沒有人注意到無塵環境對材料生產的重要性的，但是隨著人類在這些領域的不斷深入，就會發現空氣環境中的塵埃數量會對這些產業的加工效果產生致命的影響。建設無塵生產車間所需的成本即使是在技術成熟後也是非常高昂的，更何況維勒安現在走的是一個從無到有的過程——伊莉雅給維勒安估算過一筆賬，要建造一間可以達到陶瓷氣相沉積燒結和高純度半導體制取的無塵車間，不算設備，光工程本身就需要200萬馬克的投入，這筆錢如果用在別的地方都可以建一座小型的機械廠了。可是維勒安這樣的高富帥一下子大筆一揮就是4000萬馬克地往下砸，算上這些車間的全部技術設備的話，投入足有數億馬克。
但是前段時間和德馬克公司的西格蒙德討論了關於更大噸位鍛壓機械的技術瓶頸問題後，維勒安突然靈光一閃，想到了這個被自己忽略了的重點，也就開始毫不猶豫地往無塵加工車間挺近了——如果可以讓帝國在機械加工和數字技術領域和對手拉大十年的技術代差的話，區區幾億馬克的投資又算得了什麼呢？
要解決德馬克公司提出的未來更高強度金屬材料的切削問題，依靠金屬刀具自身的緩慢進步固然是一個辦法，但是那太漫長了。維勒安為了船用燃氣輪機而特地開金手指外加依靠科研人員的不懈努力，就快弄出可靠的碳化硅和氧化鋁陶瓷了，雖然不如後世專門用於做刀具的氮化硼陶瓷那麼逆天（氮化硼陶瓷的硬度超過金剛石），但是用來製作鍍層刀具的話，解決這個時代的金屬切削問題還是綽綽有餘的。而且製造車刀用的陶瓷不存在高溫工作的情況，也就無需考慮陶瓷和金屬熱膨脹係數差異過大的問題，只要在切割的時候多注射冷卻液防止干切，大不了工藝流程繁瑣一點，但是以德國普遍的高端技工水平，肯定不會出現影響精度或者說切不動的問題。
解決了刀具強度的問題後，下一個問題是加工精度，影響精度的無非就是兩個方面，一個是刀具本身的效率和磨損率，刀具如果夠硬，一輪車下來刀頭都沒有明顯磨損，那麼無疑會對精度起到有利效果，第二個就是減少加工過程中的夾持、換刀、重新定位的次數，因為每一次重新定位都會帶來新的誤差，如果在一次性設定全部參數後一步到位切完，那麼各次重新整定過程中帶來的誤差就可以被解決了。
這個問題在後世很久都沒有有效的解決，直到多軸聯動機床和數控技術的出現。對於這個時代的其他人來說，這些都是無解的。但是對於維勒安來說，就不是完全沒有辦法了——至少維勒安現在已經有了繼電器電磁計算機，也許幾年內就可以發展出電子管甚至晶體管，在電子管時代和晶體管時代，早期的數控機床就已經可以研發了，只不過不像集成電路時代那樣可以通過專門的工控芯片弄出數控五軸聯動，但是投入巨資假以時日弄出少數數控的三軸聯動這些相對簡易的機床還是可以做到的——反正現在自己也沒打算用數控機床來加工戰略核潛艇檔次的螺旋槳葉那種超高精度要求的異形複雜曲面，所以只要解決工件的自動給進，無需顧慮工件的轉動，加工那些普通的非異形複雜曲面的話，三軸也就足夠用了。
到時候，機械加工的精度至少可以減少三分之二的整定誤差，要達到6萬噸級模鍛機的加工精度要求也就不是不可能了。
當然，電子管和晶體管時代的數控三軸聯動機床本身都是非常龐大的，動輒數以千計的電子管和晶體管也會導致成本極度上升，因此這些設備只能用來加工一些國防領域最高精尖的器械，是德國工業進步的種子，不是用來直接加工武器裝備的。
至於德馬克公司提出的大焊縫焊接技術的突破，對於維勒安來說則根本不是問題——在後世，使用電渣焊的技術可以輕鬆解決大焊縫處理的問題，只不過這個時代的電渣焊技術還處在萌芽狀態，但是維勒安沒有打算另起爐灶從頭搞電渣焊，他只是讓多恩伯格少校去找了兩家德國國內目前在焊機領域最尖端的企業，然後交給他們兩個改裝過的拆掉了燃料閥及管路的星際時代「地獄犬」火蝠戰士噴射電極，讓他們改造成合用的電渣焊機，這個在德國工業界被認為會困擾人們多年的技術難點就這樣被天頂星科技輕鬆秒殺了——這些東西連美聯儲金庫的大門都能直接焊開，對付區區焊縫還不是小菜一碟。
解決了這些技術瓶頸，剩下的也就都是德馬克公司自己不斷打怪升級的體力活了。
後來，德馬克公司在莫比亞斯集團和佩內明德基地的新式焊機和機械加工刀具的支持下，也確實於1937年搞出了3萬噸級的模鍛機和2萬噸級的自由鍛機，趕上了沙恩霍斯特級戰巡艦動力系統及傳動、槳葉的鍛造工作，也讓帝國的噴氣式發動機提前擁有了可以用於壓力測試的渦輪發動機。
1938年，隨著電子管計算機進入成熟期，佩內明德基地研發出了第一台使用電子管控制的數控三軸聯動機床，隨著這個突破，德馬克公司也在次年搞出了4.5萬噸級模鍛機、3萬噸自由鍛機和1.5萬噸多向模鍛機。
「俾斯麥」級戰列艦靠著這些機器製造的超強主軸，僅僅依靠三軸動力傳動效果就超過了英美四軸驅動所能帶動的最大馬力。me－262也隨著這些機械的出現擁有了比歷史上穩定的多的心臟。
最終，當晶體管計算機和晶體管數控機床、6萬噸級模鍛機這些逆天科技的出現，帝國的冶金鍛壓已經不再局限於鍛壓鋁合金和鐵質合金的程度，鈷鎳合金、鈦合金這些超硬金屬在巨大的壓力下也將無力地屈服。ta－183也將在帝國的天空徹底終結野馬和流星肆虐的空間。
…………
當然，如果無塵車間僅僅是用來制取陶瓷鍍層刀具和晶體管的半導體原材料的話，那就太小看維勒安的智商了。在後面的幾年中，隨著陶瓷鍍層刀具的普及和晶體管研發的加快，伊莉雅又幫助維勒安羅列了更多可以使用這些車間加工的新玩意兒。其中最有價值的一項就是陶瓷軸承。
眾所周知，精密軸承是現代工業各項大型裝備中都會用得到的，從坦克的懸掛機構到傳動機構，飛機和戰艦的槳葉旋轉軸，到坦克和戰艦的炮塔轉動。以及精密工業設備的各種旋轉機構，軸承都具有非常重要的作用。
德國最大的軸承生產基地是薩克森州的施韋因富特，在原來的歷史上，美國的戰略空軍曾經重點轟炸過這裡，以圖讓軸承產量不足成為一個扼住德**工產能咽喉的枷鎖。
傳統的軸承無一例外都是使用金屬材料製造的，但是到了維勒安這裡，一切都改變了，既然擁有了可以適合大規模熱壓燒結的無塵車間，又可以加工出便於使用的陶瓷材料，通過模具加壓燒結的辦法製造陶瓷軸承也就成了維勒安的一個當然選擇。
軸承也是一種不需要在高溫環境下工作的機械零件——當然，部分高轉速的含油軸承除外。所以陶瓷和金屬之間的熱膨脹係數差異不會帶來很大的影響，而陶瓷材料強大的靜態耐壓性能（靜態耐壓就是可以增加壓力，但是不可以磕磕碰碰，因為陶瓷耐壓、堅硬，但是比較脆）讓這種材料用來做軸承實在是太合適不過了。
使用碳化硅陶瓷製作的軸承，可以比同樣體積的金屬軸承至少減少40%的自重，耐壓耐磨效果卻反而提高30%、轉動摩擦力降低25%——因為熱壓燒結的陶瓷材料表面顆粒可以比模具鍛造的金屬材料更加光滑。
唯一的劣勢是如果受到巨力打擊時陶瓷軸承比金屬的容易碎裂——比如如果「俾斯麥」級戰列艦的主炮塔被衣阿華的16寸mark－7炮彈在近距離零角度擊中的話，俾斯麥主炮塔的轉動座圈內的軸承就可能會全部崩碎，讓炮塔再也無法轉動。（遠距離高拋物角擊中都不一定有用，因為垂直方向上的壓力是不會直接傳遞到水平轉動軸承上的。）
但是實戰中這種情況幾乎不可能出現，如果真的出現的話，那麼戰艦本身都沒有什麼生還的希望了，區區幾個炮塔又算得了什麼呢？
以二戰之前的工業技術水平，美國人和德國人在軸承領域和液壓傳動、電機領域是比較領先的。德國人靠著施韋因富特的高精軸承和西門子的液壓/電機設備造出了每秒轉動5°的俾斯麥主炮塔，美國人在軸承上不如德國，但是通用電氣的強大技術積累和西門子之間也是不遑多讓，所以衣阿華級主炮塔轉速也可以達到4°/秒。
而電機和軸承領域都不堪入目的英國人和日本人，就只能開著主炮塔轉速2°/秒的喬治五世級和大和級參加戰鬥了，一旦面對快速多變的敵情，這些戰艦要瞄準敵人就要花費比美國人和德國人多兩倍的時間。
當然，有了維勒安的介入，俾斯麥級和h計劃的戰列艦主炮塔轉速也不再會是區區5°/秒——未來俾斯麥的420mm雙聯裝炮塔的鑽速會高達9°/秒，而h計劃的420mm三聯裝炮塔也會達到7°/秒。
隨著陶瓷軸承被應用到未來的戰列艦、重型戰略轟炸機和e－75、虎王坦克的傳動機構中，帝國的軍工效率將提高到一個新的台階。