航空、航天、航海领域是中国国民经济发展和国防建设的重要领域,采用了大量具有复杂异形截面和弯曲轴线的异形薄壁金属构件,其形状精度和性能直接影响装备的服役性能和使用寿命。因其具有复杂的几何结构和极薄的壁厚,使用传统成形工艺无法生产。目前业内主要采用流体压力成形技术进行成形生产,但第一代液压成形技术和第二代热气胀成形技术均存在成形设备庞大、昂贵、压力难以控制的难题。
2020年,团队成员依托大连理工大学高性能精密成形研究平台,在对现有流体压力成形技术学习实践时,也发现了其存在的问题。团队成员于是综合前两代技术的优势,大胆创新,提出了气液混合流体成形新技术。新技术在成形前按比例向管腔内部充填气液混合流体,再放入模具压制成形。通过控制填充的混合流体比例,成形时可以自动、快速且平稳地生成预期压力曲线,无需加工过程中复杂的压力控制。同时新技术转变了流体内压职能,变形力由压力机提供,不再需要庞大的设备系统。新技术成本低、效率高,具有巨大发展潜力。
为实现这一构想,团队历经4年持续技术攻关,建立与变形过程相耦合的气液混合介质压力计算模型以及反求工艺参数的迭代算法,从理论的角度完成了关键技术探索。在此基础上研发出了专用的成形设备系统和配套软件系统,可实现从数模到产品的全过程自动化生产。
2022年,团队搭建出首台设备,进行了样件试制,结果显示尺寸误差仅有0.18%,且实测压力曲线与理论完全吻合。新设备吨位小、能耗低、成形效率高、无需复杂控制,具有巨大竞争优势。在创新过程中,团队获得了发明专利2项,软件著作权2项,相关领域论文2篇,形成了一定的技术壁垒。
目前,团队首创的气液混合流体成形新技术,已经在实验室中成功实现了火箭贮箱整体箱底、一体化成形战斗机进气道等多个高难度零件的成形,正在与航天八院、沈飞洽谈进一步的合作。在民用领域,新技术已在宝钢应用于汽车结构件的生产,在捷安特用于高端公路车的生产,反馈良好。
未来,公司将聚焦两大核心产品板块,为高端制造业企业提供包括成形装备、工艺改造在内的流体压力成形全流程解决方案。现有合作客户稳定,反馈良好。正在拓展更多领域的潜在客户,已与多家企业达成合作意向。
形云流水,首创气液混合流体成形技术,助力实现高端装备制造。争做流体压力成形领域的全球领航者,为中国经济高质量发展提供更多新竞争力和持久动力。