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　　當(dāng)今世界，隨著生產(chǎn)力水平的不斷提高及裝備制造業(yè)的飛速發(fā)展，金屬板類件制品的需求也在快速增長(zhǎng)。在機(jī)械制造、航空航天、船舶艦艇、各種車輛、壓力容器乃至建筑裝潢、城市雕塑等許多領(lǐng)域，對(duì)三維曲面板類件都有大量的需求。這些板類件的三維曲面成形通常要采用模具成形或手工制造方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。但由于模具的制造費(fèi)用昂貴，動(dòng)輒幾十萬(wàn)元、幾百萬(wàn)元乃至上千萬(wàn)元，加工周期較長(zhǎng)，需要5、6個(gè)月甚至10幾個(gè)月。而且產(chǎn)品一旦換型，模具也必須隨之更換，不利于產(chǎn)品的更新?lián)Q代，制約著制造業(yè)的快速發(fā)展。而手工成形又存在質(zhì)量差、效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大等缺點(diǎn)。在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈的今天，裝備制造業(yè)需要出現(xiàn)快速柔性的先進(jìn)制造設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)三維曲面件的生產(chǎn)。

　　多點(diǎn)數(shù)字化成形設(shè)備就是這樣一種先進(jìn)的柔性制造裝備。該裝備把塑性成形技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合為一體，實(shí)現(xiàn)了板類件成形過(guò)程的自動(dòng)化；它不需要模具，在一臺(tái)設(shè)備上即可進(jìn)行多種三維曲面板類件的制造，省去了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與制造過(guò)程中因模具設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試、修改等復(fù)雜過(guò)程所耗費(fèi)的時(shí)間和資金，顯著縮短研制及生產(chǎn)周期，能對(duì)產(chǎn)品的更新?lián)Q代做出快速響應(yīng)。

　　多點(diǎn)數(shù)字化成形裝備是擁有高科技含量的世界級(jí)前沿產(chǎn)品，國(guó)外在這方面還處于實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)與研制階段，而在我國(guó)卻有一家公司能夠研制、生產(chǎn)和銷售其系列設(shè)備，這就是長(zhǎng)春瑞光科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱瑞光公司）。該公司是由吉林大學(xué)組建的產(chǎn)學(xué)研實(shí)體，位于長(zhǎng)春市高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)。他們不僅率先研制出了世界首臺(tái)商品化的多點(diǎn)數(shù)字化成形裝備，而且還首次實(shí)現(xiàn)了該設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化，并將該設(shè)備成功應(yīng)用于鳥(niǎo)巢建筑工程、高速列車、船體外板、醫(yī)學(xué)工程等多個(gè)領(lǐng)域，發(fā)揮了巨大的作用，為我國(guó)乃至世界的裝備制造業(yè)進(jìn)步起到了積極的促進(jìn)作用。

　　北京奧運(yùn)會(huì)主場(chǎng)館———鳥(niǎo)巢建筑工程在施工時(shí)，遇到多項(xiàng)技術(shù)難題；其中一大難題就是鳥(niǎo)巢建筑中大量使用的大型彎扭箱形鋼板構(gòu)件需要成形。其三維扭曲像麻花一樣，各構(gòu)件的彎扭形狀與尺寸都不一樣，而且所用高強(qiáng)度鋼板的厚度從10mm變化到60mm，成形相當(dāng)困難。如采用模具成形，將花費(fèi)巨額的模具制造費(fèi)用；采用水火彎板等手工方法成形，由于很難實(shí)現(xiàn)連續(xù)的圓滑成形，不易保證成形精度。而多點(diǎn)成形技術(shù)可以調(diào)整矩陣狀排列的沖頭高度構(gòu)成任意形狀，很容易實(shí)現(xiàn)彎扭鋼構(gòu)件的成形。承擔(dān)鳥(niǎo)巢建筑鋼構(gòu)件制造任務(wù)的浙江精工鋼結(jié)構(gòu)有限公司通過(guò)調(diào)研，認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)非常好，雖然還沒(méi)有用于生產(chǎn)這種較厚的高強(qiáng)度鋼板的先例，但是非常值得一試。而且通過(guò)對(duì)原尺寸1/4大小的鋼板件進(jìn)行試驗(yàn)成形后取得了良好的實(shí)驗(yàn)效果，這更增加了他們的信心，于是他們委托吉林大學(xué)與瑞光公司制造了一臺(tái)SM150型大噸位快速調(diào)形多點(diǎn)數(shù)字化成形系統(tǒng)。設(shè)備交付使用后，不僅達(dá)到了模具成形的效果，而且完全節(jié)省了昂貴的模具費(fèi)用；并且成形效率非常高，10多分鐘就能完成一塊大型鋼板的彎扭成形，一天就可以成形幾十塊鋼板。在承擔(dān)“鳥(niǎo)巢”工程全部24榀門式桁架鋼結(jié)構(gòu)制造的三個(gè)企業(yè)中，“浙江精工”任務(wù)量最大，且起步最晚。但他們采用多點(diǎn)成形機(jī)，很快就完成了任務(wù)，主要原因就是另兩家還是采用傳統(tǒng)的火攻成形法，需要大量熟練的技術(shù)工人加班加點(diǎn)用火槍烤鋼板。不僅耗費(fèi)大量體力，而且生產(chǎn)環(huán)境差，一般一至兩天才能成形一塊彎扭鋼構(gòu)件，生產(chǎn)速度非常慢。而“浙江精工”應(yīng)用了多點(diǎn)數(shù)字化成形設(shè)備，不到1個(gè)小時(shí)就可以完成好幾塊形狀復(fù)雜的彎扭鋼板件成形，加工速度快，輕松地提前完成了所承擔(dān)的加工任務(wù)。

　　多點(diǎn)數(shù)字化成形裝備首先是可以實(shí)現(xiàn)快速、柔性成形，其次是加工出的產(chǎn)品質(zhì)量很高。用傳統(tǒng)方法成形，不同厚度鋼板的彎曲成形和幾何尺寸需由人工來(lái)掌控，加工精度很難把握；每塊鋼板加工成形后再拼裝焊接時(shí)難度更大，因此主架構(gòu)質(zhì)量不容易保證，且曲面不圓滑，表面粗糙。而用由電腦控制的多點(diǎn)成形設(shè)備加工，由于每塊鋼板的形狀和尺寸十分精確，因此拼裝焊接時(shí)非常方便；不但保證了“鳥(niǎo)巢”鋼構(gòu)件的質(zhì)量，而且表面非常圓滑和美觀。

　　使用該裝備可以使加工費(fèi)用大大降低。用傳統(tǒng)方法成形，除需要請(qǐng)專家和大量的老技工外，還需要配置彎板機(jī)等輔助加工設(shè)備及火攻加熱、冷卻等所需的各種裝備，再加上能源等消耗，人工費(fèi)和其他費(fèi)用加在一起耗資不菲。而用多點(diǎn)數(shù)字化成形設(shè)備，除購(gòu)置設(shè)備一次性投入外，以上其他費(fèi)用大大降低。而且這種設(shè)備還可以做為體現(xiàn)企業(yè)的重要裝備和加工生產(chǎn)能力的標(biāo)志性裝備，長(zhǎng)期使企業(yè)受益。

　　另外，使用該設(shè)備還減少了污染和噪音，實(shí)現(xiàn)了環(huán)保和綠色制造。用傳統(tǒng)方法由于需加熱、冷卻和人工敲擊成形，煙塵及噪音很大，加工場(chǎng)所環(huán)境較差，污染嚴(yán)重。而用多點(diǎn)成形設(shè)備加工，由于是冷壓成形，無(wú)噪音，無(wú)煙塵，無(wú)熱烤，操作環(huán)境得到大大改善。
 
　　在由浙江省科委委托紹興市科委召開(kāi)的鑒定會(huì)上，專程從北京趕來(lái)的專家對(duì)“浙江精工”此次承擔(dān)的“鳥(niǎo)巢”工程項(xiàng)目給予了高度評(píng)價(jià)，即：“任務(wù)最重，起步最晚，進(jìn)度最快，質(zhì)量最好?！薄罢憬ぁ睂?duì)此次與“瑞光公司”及吉林大學(xué)的合作也非常滿意，特地贈(zèng)送了他們一塊匾，上書兩行金色大字：“奧運(yùn)鳥(niǎo)巢攻難關(guān)，多點(diǎn)成形顯神通”。

　　我國(guó)最大的鐵路客車生產(chǎn)廠之一———長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司承擔(dān)了研制流線型高速列車的任務(wù)，該任務(wù)技術(shù)難度大，時(shí)間緊，任務(wù)急。特別是流線型車頭的覆蓋件，如果用模具生產(chǎn)，需要做50～80套模具，制造周期至少需要半年以上。為此他們找到了瑞光公司，并購(gòu)置了多點(diǎn)數(shù)字化成形設(shè)備。該公司應(yīng)用多點(diǎn)成形機(jī)很快就生產(chǎn)出了幾十種成形難度較大的車頭覆蓋件，按原工藝方案生產(chǎn)新車型的模具需6~8個(gè)月時(shí)間，采用多點(diǎn)成形技術(shù)后，僅用幾天的時(shí)間就完成了一臺(tái)新車型的車頭覆蓋件成形，大大縮短了開(kāi)發(fā)周期，提高了成形效率與成形質(zhì)量；同時(shí)，顯著地降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了工作環(huán)境。

　　目前國(guó)內(nèi)外的船體外板加工仍然采用火攻成形法，效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大，耗費(fèi)大量人力和時(shí)間，其產(chǎn)品質(zhì)量和精度很難滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)需求。如果要用鈦合金材料制造船體外板就存在更加突出的問(wèn)題，船體的鈦合金外板難于成形，回彈又極大，采用傳統(tǒng)方法不僅效率低、生產(chǎn)周期長(zhǎng)，而且表面質(zhì)量也很差。如果表面質(zhì)量不能保證，必然會(huì)降低板材強(qiáng)度，減少使用壽命，存在一定的安全隱患。為此，瑞光公司與某研究所進(jìn)行了技術(shù)交流和探討，相關(guān)研究人員聽(tīng)完介紹后，一致認(rèn)為多點(diǎn)成形法切實(shí)可行，便決定進(jìn)行調(diào)研并做相關(guān)的成形實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)兩三輪的成形實(shí)驗(yàn)，其效果非常好，成形后的鈦合金板表面光滑，沒(méi)有一點(diǎn)凸凹?jí)汉?，完全符合各?xiàng)參數(shù)及安全要求。這項(xiàng)技術(shù)獲得該研究所技術(shù)人員高度認(rèn)可和好評(píng)，訂制了一臺(tái)較大臺(tái)面的多點(diǎn)成形壓力機(jī)，圓滿地解決了船體外板的鈦合金成形問(wèn)題。

　　在航空航天領(lǐng)域，飛機(jī)蒙皮件的成形需大量的拉形模具，傳統(tǒng)拉形模具制造周期長(zhǎng)，成本高，嚴(yán)重制約新機(jī)型開(kāi)發(fā)進(jìn)程。采用柔性的、可重構(gòu)的多點(diǎn)數(shù)字化調(diào)形模具代替實(shí)體拉形模具，能夠?qū)崿F(xiàn)飛機(jī)零件的數(shù)字化成形，快速制造出飛機(jī)蒙皮件，極大縮短制造周期。預(yù)計(jì)一個(gè)新機(jī)型的蒙皮類零件，從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)全過(guò)程可在數(shù)周內(nèi)完成，可節(jié)省模具費(fèi)用數(shù)百萬(wàn)元至上千萬(wàn)元。目前，瑞光公司采用多點(diǎn)成形技術(shù)已生產(chǎn)出多種合格的蒙皮拉形件，為飛機(jī)蒙皮的數(shù)字化制造開(kāi)辟了道路。我國(guó)多家飛機(jī)制造企業(yè)及研究部門通過(guò)與瑞光公司多次交流和探討，并進(jìn)行實(shí)地考察后，特別看好多點(diǎn)成形技術(shù)在飛機(jī)鈑金件數(shù)字化制造中的應(yīng)用前景。多點(diǎn)成形機(jī)已被成都飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司等列為飛機(jī)鈑金件數(shù)字化制造工程中的重點(diǎn)裝備，并開(kāi)始訂購(gòu)相關(guān)設(shè)備。此外，瑞光公司還為某衛(wèi)星制造廠進(jìn)行了衛(wèi)星網(wǎng)格壁板成形實(shí)驗(yàn)，取得了令人滿意的效果。

　　說(shuō)來(lái)令人難以置信，多點(diǎn)數(shù)字化成形機(jī)還被應(yīng)用到了醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。過(guò)去，人腦顱骨受傷缺損后，修補(bǔ)所用的材料主要是有機(jī)玻璃、骨水泥等，這些修補(bǔ)材料多存在組織相容性差、易感染、耐腐蝕性及硬度較差等缺點(diǎn)，并且一定時(shí)間后需要重新更換，給患者帶來(lái)諸多不便和很大痛苦?，F(xiàn)在較常用的修復(fù)材料是鈦合金網(wǎng)板，但是鈦網(wǎng)板硬度較高，很難塑形，且塑形后回彈很大。傳統(tǒng)的成形方法是手工塑形，需要通過(guò)一次又一次的手工敲打一點(diǎn)點(diǎn)成形，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，影響生物力學(xué)性能，還直接影響手術(shù)效果，并且外形也不能令患者滿意。而采用多點(diǎn)數(shù)字化成形技術(shù)，這些問(wèn)題都迎刃而解，很好地解決了鈦板塑形問(wèn)題。這項(xiàng)技術(shù)首先根據(jù)CT斷層照片完成顱骨修補(bǔ)部位的三維重建，然后進(jìn)行修復(fù)體的數(shù)字化設(shè)計(jì)、模擬裝配、優(yōu)化工藝參數(shù)，最后將設(shè)計(jì)好的修復(fù)體數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)蕉帱c(diǎn)成形機(jī)上制造出修復(fù)體。從拿到CT數(shù)據(jù)開(kāi)始到制作出合格的顱骨修復(fù)體只需兩小時(shí)左右，不但制作效率高，而且非常適用于顱骨修補(bǔ)個(gè)性化的特點(diǎn)。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了鈦網(wǎng)板修復(fù)體的精確塑形，尤其是在形狀復(fù)雜的部位，如前額、眶上緣、顳窩等顱骨缺損處的鈦板塑形形狀準(zhǔn)確，完全匹配，達(dá)到了滿意的整形效果。幾年來(lái)，瑞光公司已為吉林大學(xué)第一醫(yī)院、吉林省人民醫(yī)院、北京天壇醫(yī)院、天津環(huán)湖醫(yī)院、唐山工人醫(yī)院、秦皇島第一醫(yī)院、黑龍江省醫(yī)院等多家醫(yī)院加工了數(shù)百片鈦網(wǎng)板顱骨修復(fù)體，塑形后的形狀與患者缺損部位完全吻合，既減少了手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，也使術(shù)后頭部形狀美觀，院方和患者均非常滿意。
 
　　不少國(guó)外的大學(xué)和企業(yè)得知中國(guó)瑞光公司有這樣一項(xiàng)技術(shù)和產(chǎn)品后，紛紛打電話來(lái)咨詢和了解，并有多家國(guó)外企業(yè)特地到瑞光公司來(lái)考察和交流，瑞光公司也多次派人出國(guó)講學(xué)與交流。韓國(guó)的幾家企業(yè)慕名而來(lái)，參觀了瑞光公司的應(yīng)用示范實(shí)驗(yàn)室，并觀看了三維曲面件的壓制過(guò)程，看完后都大為贊嘆。韓國(guó)釜山大學(xué)與韓國(guó)UNOKO機(jī)械工程有限公司經(jīng)過(guò)幾次來(lái)公司進(jìn)行調(diào)研與試驗(yàn)后，認(rèn)為該設(shè)備正是他們所需求的設(shè)備，于是訂制了一臺(tái)具有200噸壓力的多點(diǎn)數(shù)字化成形機(jī)，打算用于船板及其他板類件成形。瑞光公司在與之簽訂合同后，立即組織生產(chǎn)，不到半年時(shí)間就制造出YAM10-200型多點(diǎn)數(shù)字化成形機(jī)，該設(shè)備小行程調(diào)形時(shí)間在8分鐘以內(nèi)，中行程調(diào)形時(shí)間在13分鐘以內(nèi)，調(diào)形效率很高。順利出口到韓國(guó)后，韓國(guó)用戶使用其進(jìn)行了多種中厚板件的成形。他們對(duì)該設(shè)備給予了很高的評(píng)價(jià)，認(rèn)為其成形效果比他們預(yù)期的還好，而且他們還想再訂購(gòu)大型的多點(diǎn)成形裝備。

　　目前，瑞光公司正在穩(wěn)步發(fā)展，已生產(chǎn)出YAM與SM兩個(gè)系列十余個(gè)品種的多點(diǎn)數(shù)字化成形壓力機(jī)，其中有3個(gè)型號(hào)的多點(diǎn)成形機(jī)通過(guò)了省級(jí)新產(chǎn)品鑒定。同時(shí)，多點(diǎn)數(shù)字化成形技術(shù)還被列入國(guó)家重點(diǎn)攻關(guān)計(jì)劃、國(guó)家863高技術(shù)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家級(jí)火炬計(jì)劃、國(guó)家科技成果重點(diǎn)推廣計(jì)劃、科技部中小企業(yè)創(chuàng)新基金及國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品等十多項(xiàng)國(guó)家級(jí)項(xiàng)目。已經(jīng)申報(bào)了國(guó)家發(fā)明專利十項(xiàng)，國(guó)際專利一項(xiàng)，其中已有五項(xiàng)發(fā)明專利獲得授權(quán)，三項(xiàng)實(shí)用新型專利獲得授權(quán)，國(guó)際專利已公開(kāi)。相關(guān)成果先后獲得高等學(xué)校科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、機(jī)械工業(yè)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、吉林省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)及上海國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)創(chuàng)新獎(jiǎng)。

　　由國(guó)內(nèi)多位機(jī)械、材料等方面的著名教授、專家組成的國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目的驗(yàn)收、鑒定委員會(huì)對(duì)這些成果的評(píng)價(jià)如下：“多點(diǎn)成形技術(shù)是傳統(tǒng)的板類件三維曲面成形生產(chǎn)方式的重大創(chuàng)新，具有良好的市場(chǎng)前景。該項(xiàng)目在多點(diǎn)成形設(shè)備、多點(diǎn)成形理論與實(shí)用技術(shù)的研究成果已達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平，已具備工業(yè)應(yīng)用條件”。