多点成形技术在工业中的广泛应用

　　大型三维曲面板类件三维曲面的成形通常要采用模具成形或手工制造方式来实现。模具成形时,一个产品的生产往往需要数十套甚至数百套模具,这些模具的设计制造与调试等需要投入大量的费用,而且生产准备周期很长。尤其在小批量、多品种的大型板类件生产中,模具费用和生产周期的问题更为突出。　　

　　有些小批量的大型板材制品不得不采用落后的手工成形方式。但在市场竞争越来越激烈的今天,其低效率、高劳动强度以及产品质量和成形精度都很难满足现代化生产的需求。为此,研究与开发能够迅速适应产品更新换代、自动化程度高、适应性广的新成形技术与装备已经成为迫切需要。　　

　　多点成形是将柔性成形与计算机技术结合为一体的数字化制造技术。该技术利用多点成形装备的柔性与数字化制造特点,无需换模就可以实现不同曲面的成形,从而实现无模、快速和低成本生产。　　

　　多点成形作为一种新颖的冲压成形技术已经开始在一些领域得到应用。在国外得到实际应用较好的有航空制造领域:美国已经开始用于飞机蒙皮的拉形等方面；在国内,多点成形技术已经得到应用的领域较多,主要有建筑结构件与装饰件、高速列车流线型车头覆盖件、船体外板及人脑颅骨修复体等产品的成形。　　

　　多点成形技术在鸟巢建筑工程中的应用是建筑领域中一个较典型的应用实例。鸟巢建筑是2008年北京奥运会主场馆,奥运会的开幕式、闭幕式及有些比赛将在那里举行。该建筑的跨度达300多m、高度50多m,主要由很多钢板焊接的箱形构件组成,其中采用了大量的弯扭形钢结构件,其不同部位的弯曲与扭曲程度各不相同。这些弯扭形结构件的塑性成形问题被认为是一项突出的技术难题。因为箱形构件各个部位的变形量都不一样,而且所用钢板厚度变化还大,各个部位的回弹量不一样,如果使用模具就要制作数千套不同的模具来进行压制。　　

　　还有一种办法是采用基于手工操作的线状加热法。由于要成形的钢板很厚(有些部位的厚度达60mm),加工效率极低,而且加工精度也不易保证。我们给承担箱形构件制造任务的一家钢构企业开发了能够实现弯扭形钢板数字化成形的多点成形装置,不仅节约了高额的模具费用,极大地提高了成形效率,还显著提高了成形精度。除了鸟巢建筑以外,多点成形技术还应用于一些建筑物上使用金属板材的装饰件的成形中。　　

　　多点成形技术在医学工程中,也取得了很好的效果。人脑颅骨受损伤后,需要进行颅骨修补手术,目前较常用的方法是在颅骨缺损处植入用钛合金网板成形的颅骨修复体。因每个人的头部形状与大小都不一样,而且颅骨缺损部位也有区别,在手术前需要按照患者的头形与手术部位成形钛合金网板,这也是一种典型的个性化制造方面的需求。颅骨修复体的多点数字化成形技术已经应用于长春、哈尔滨、北京、天津及上海等城市的多家医院,有数百位患者使用该技术成形的钛合金网板接受了手术。

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