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机床与金属加工设备 |
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世界领先的无模多点成形设备开发成功 |
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| http://cn.newmaker.com
7/15/2005 9:16:00 PM
佳工机电网
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在长春市高新技术开发区，有一个并不起眼的小公司---长春瑞光科技有限公司。该公司目前只有62人，成立时间也仅有两年多。但尽管如此，他们却创造出了一个奇迹，在全球率先制造出了世界领先的无模多点成形设备，并实现了该设备的商品化和产业化。
在当今世界，随着生产力水平的提高，制造业需要成千上万各类模具以生产出形状各异的产品及零部件。尤其是在飞机、轮船、汽车等产品的覆盖件制造上，更需要大量的模具，其制造和调试除要花费巨额资金外，加工周期也往往需要几个月甚至十几个月。而且产品一旦换型，模具也必须随之更换，从而严重制约了制造业的发展。而无模成形技术就是要造出万能板材成形机，不用模具就能生产出形状各异的覆盖件。
其实，这一设想日本人早在上世纪60年代初就已提出，几十年来，日本几乎所有的大型造船公司都曾尝试过把该技术应用于船体外板的曲面成型。美国麻省理工学院、东京大学等知名学府的众多科研人员也进行过长时间的多次探索，但由于他们都无法解决无模多点成形的关键问题，因此多数工作还停留在试验室阶段，不能使该技术达到实用化。
世界性难题首先被中国人攻克
令世人吃惊的是，无模成形这一世界性难题却被中国人首先攻克了。以长春瑞光科技有限公司董事长、吉林大学无模成形技术开发中心主任、归国博士李明哲教授为首的科研团队，经过十几年的科技攻关，首先在基础理论研究上取得了突破，率先提出了无模成形技术中最重要的方法---"板材多点成形法"，还提出了使用反复成形技术实现无回弹成形的新方法，发现了多点成形时产生各种缺陷的机理，发明了对防止压痕与皱纹产生有明显效果的弹性垫等。
这十几年间，李明哲和他的团队共公开发表相关论文140多篇，占全球公开发表相关论文的近80%，在基础理论研究上已处于绝对领先地位。在此基础上，他们加快科研成果转化的步伐，先后研制出了试验机、模拟机、世界首台可应用于生产的三维曲面无模多点成形实用机。其基本工作原理就是在一台设备上通过计算机控制多个基本体的位置和压力，达到对板材的随意成形。这标志着无模成形技术无论在理论上还是在应用上，最重要的难关已被攻克，完全可以进入实用阶段。
专家认为该设备达到世界领先水平
2002年12月，李明哲与他的科研团队创建了产学研结合的长春瑞光科技有限公司，专门从事无模多点成形设备的研发和制造。他们为长春客车厂制造了一台无模多点成形设备，生产出了几十种成形难度较大的流线型高速列车车头覆盖件，大大缩短了产品的开发生产周期。这些覆盖件如果用模具生产，需要做50~80套模具，制造周期至少半年以上。而用该设备，一至两周就全部完成了。
2004年，他们又为一户大型军工企业制造了一台快速调形的无模多点成形设备，解决了我国军工科研和生产上的一个重大难题。此类设备还被应用到了医学领域。过去，人脑颅骨修复体主要用有机玻璃，由于耐腐蚀性及硬度均较差，一定时间后需要重新更换，给患者带来诸多不便和痛苦。现在较理想的材料是钛合金，但用传统方法成形难，质量难以保证，废品率高。
由此带来的问题是，一块钛合金的颅骨修复体价格昂贵。更难的是，如果加工不精确，又无法在患者颅骨上反复试验、修改。而应用无模多点成形设备后，由于能做到快速、准确、高质量的成形，这些问题就迎刃而解了。从2003年下半年到现在，瑞光公司已为北京天坛医院、吉大一院、哈尔滨医大、上海、天津等地的十几家大医院加工了100多片钛合金颅骨修复体，院方和患者均非常满意。
目前，瑞光公司已有3个型号的无模多点成形设备通过了新产品鉴定，公司被认定为高新技术企业，现已获得国家发明专利两项，实用新型专利三项。同时，该项技术还被列入国家重点科技攻关项目、国家863高技术项目、国家自然科学基金项目、国家火炬计划、国家科技成果重点推广计划、科技部技术创新项目、吉林省重点科技攻关项目等，并于2003年获吉林省科技进步一等奖和上海国际工业博览会创新奖。
在国家重点科技攻关项目的验收鉴定会上，与会专家对上述成果给予了极高的评价："无模多点成形技术是传统的板类件三维曲面成形生产方式的重大创新，具有良好的市场前景。该项目在多点成形设备、多点成形理论与实用技术的研究方面已达到国际领先水平，已具备工业应用条件。"
值得一提的遗憾
尽管瑞光公司的无模多点成形设备已应用于高速列车制造、船体制造和医学等领域，并创造了极大的经济和社会效益，但李明哲和他的科研团队还是感到很遗憾，因为这一科研成果的应用还远远没有到位。很多企业对这一新技术、新工艺还不了解，没有认识到它能带来的巨大好处。
以汽车工业为例，汽车覆盖件是汽车关键零部件中的关键件，随着汽车市场的激烈竞争，汽车生产已经呈现出多品种、换型周期短的特点。开发一个车型的覆盖件模具一般需1亿到2亿元的投入，而且需要一年以上的制造周期。
但若实现汽车覆盖件的无模化制造，在一台高度柔性化的设备上，在很短时间内就能完成多种覆盖件的加工，无疑将节省巨额的模具投入，显著缩短新车型的开发周期。而试制车、概念车、豪华车等个性化的产品，应用无模多点成形设备就更合适不过了。
此外，还有飞机制造业，应用无模多点成形设备可以解决一架飞机55%以上蒙皮件的成形。对此，国防科工委及国内多家飞机制造企业和科研部门已开始给予高度关注。
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