當今世界，隨著(zhù)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(lèi)件制品的需求也在快速增長(cháng)。在機械制造、航空航天、船舶艦艇、各種車(chē)輛、壓力容器乃至建筑裝潢、城市雕塑等許多領(lǐng)域，對三維曲面板類(lèi)件都有大量的需求。這些板類(lèi)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。但由于模具的制造費用昂貴，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(cháng)，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(zhù)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)強度大等缺點(diǎn)。在市場(chǎng)競爭越來(lái)越激烈的今天，裝備制造業(yè)需要出現快速柔性的先進(jìn)制造設備來(lái)實(shí)現三維曲面件的生產(chǎn)。

　　多點(diǎn)數字化成形設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)和計算機技術(shù)結合為一體，實(shí)現了板類(lèi)件成形過(guò)程的自動(dòng)化；它不需要模具，在一臺設備上即可進(jìn)行多種三維曲面板類(lèi)件的制造，省去了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與制造過(guò)程中因模具設計、制造、調試、修改等復雜過(guò)程所耗費的時(shí)間和資金，顯著(zhù)縮短研制及生產(chǎn)周期，能對產(chǎn)品的更新?lián)Q代做出快速響應。

　　多點(diǎn)數字化成形裝備是擁有高科技含量的世界級前沿產(chǎn)品，國外在這方面還處于實(shí)驗室開(kāi)發(fā)與研制階段，而在我國卻有一家公司能夠研制、生產(chǎn)和銷(xiāo)售其系列設備，這就是長(cháng)春瑞光科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)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(cháng)春市高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區。他們不僅率先研制出了世界首臺商品化的多點(diǎn)數字化成形裝備，而且還首次實(shí)現了該設備的產(chǎn)業(yè)化，并將該設備成功應用于鳥(niǎo)巢建筑工程、高速列車(chē)、船體外板、醫學(xué)工程等多個(gè)領(lǐng)域，發(fā)揮了巨大的作用，為我國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。

　　北京奧運會(huì )主場(chǎng)館———鳥(niǎo)巢建筑工程在施工時(shí)，遇到多項技術(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件需要成形。其三維扭曲像麻花一樣，各構件的彎扭形狀與尺寸都不一樣，而且所用高強度鋼板的厚度從10mm變化到60mm，成形相當困難。如采用模具成形，將花費巨額的模具制造費用；采用水火彎板等手工方法成形，由于很難實(shí)現連續的圓滑成形，不易保證成形精度。而多點(diǎn)成形技術(shù)可以調整矩陣狀排列的沖頭高度構成任意形狀，很容易實(shí)現彎扭鋼構件的成形。承擔鳥(niǎo)巢建筑鋼構件制造任務(wù)的浙江精工鋼結構有限公司通過(guò)調研，認為這項技術(shù)非常好，雖然還沒(méi)有用于生產(chǎn)這種較厚的高強度鋼板的先例，但是非常值得一試。而且通過(guò)對原尺寸1/4大小的鋼板件進(jìn)行試驗成形后取得了良好的實(shí)驗效果，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SM150型大噸位快速調形多點(diǎn)數字化成形系統。設備交付使用后，不僅達到了模具成形的效果，而且完全節省了昂貴的模具費用；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“鳥(niǎo)巢”工程全部24榀門(mén)式桁架鋼結構制造的三個(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，很快就完成了任務(wù)，主要原因就是另兩家還是采用傳統的火攻成形法，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件，生產(chǎn)速度非常慢。而“浙江精工”應用了多點(diǎn)數字化成形設備，不到1個(gè)小時(shí)就可以完成好幾塊形狀復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的加工任務(wù)。

　　多點(diǎn)數字化成形裝備首先是可以實(shí)現快速、柔性成形，其次是加工出的產(chǎn)品質(zhì)量很高。用傳統方法成形，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”鋼構件的質(zhì)量，而且表面非常圓滑和美觀(guān)。

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

　　另外，使用該設備還減少了污染和噪音，實(shí)現了環(huán)保和綠色制造。用傳統方法由于需加熱、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，污染嚴重。而用多點(diǎn)成形設備加工，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(zhuān)程從北京趕來(lái)的專(zhuān)家對“浙江精工”此次承擔的“鳥(niǎo)巢”工程項目給予了高度評價(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Υ舜闻c“瑞光公司”及吉林大學(xué)的合作也非常滿(mǎn)意，特地贈送了他們一塊匾，上書(shū)兩行金色大字：“奧運鳥(niǎo)巢攻難關(guān)，多點(diǎn)成形顯神通”。

　　我國最大的鐵路客車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)之一———長(cháng)春軌道客車(chē)股份有限公司承擔了研制流線(xiàn)型高速列車(chē)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(xiàn)型車(chē)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，并購置了多點(diǎn)數字化成形設備。該公司應用多點(diǎn)成形機很快就生產(chǎn)出了幾十種成形難度較大的車(chē)頭覆蓋件，按原工藝方案生產(chǎn)新車(chē)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)間就完成了一臺新車(chē)型的車(chē)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(zhù)地降低了工人的勞動(dòng)強度，改善了工作環(huán)境。

　　目前國內外的船體外板加工仍然采用火攻成形法，效率低、勞動(dòng)強度大，耗費大量人力和時(shí)間，其產(chǎn)品質(zhì)量和精度很難滿(mǎn)足現代化生產(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，采用傳統方法不僅效率低、生產(chǎn)周期長(cháng)，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，一致認為多點(diǎn)成形法切實(shí)可行，便決定進(jìn)行調研并做相關(guān)的成形實(shí)驗。經(jīng)過(guò)兩三輪的成形實(shí)驗，其效果非常好，成形后的鈦合金板表面光滑，沒(méi)有一點(diǎn)凸凹壓痕，完全符合各項參數及安全要求。這項技術(shù)獲得該研究所技術(shù)人員高度認可和好評，訂制了一臺較大臺面的多點(diǎn)成形壓力機，圓滿(mǎn)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，飛機蒙皮件的成形需大量的拉形模具，傳統拉形模具制造周期長(cháng)，成本高，嚴重制約新機型開(kāi)發(fā)進(jìn)程。采用柔性的、可重構的多點(diǎn)數字化調形模具代替實(shí)體拉形模具，能夠實(shí)現飛機零件的數字化成形，快速制造出飛機蒙皮件，極大縮短制造周期。預計一個(gè)新機型的蒙皮類(lèi)零件，從設計到生產(chǎn)全過(guò)程可在數周內完成，可節省模具費用數百萬(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，為飛機蒙皮的數字化制造開(kāi)辟了道路。我國多家飛機制造企業(yè)及研究部門(mén)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)在飛機鈑金件數字化制造中的應用前景。多點(diǎn)成形機已被成都飛機工業(yè)（集團）有限責任公司等列為飛機鈑金件數字化制造工程中的重點(diǎn)裝備，并開(kāi)始訂購相關(guān)設備。此外，瑞光公司還為某衛星制造廠(chǎng)進(jìn)行了衛星網(wǎng)格壁板成形實(shí)驗，取得了令人滿(mǎn)意的效果。

　　說(shuō)來(lái)令人難以置信，多點(diǎn)數字化成形機還被應用到了醫學(xué)領(lǐng)域。過(guò)去，人腦顱骨受傷缺損后，修補所用的材料主要是有機玻璃、骨水泥等，這些修補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在較常用的修復材料是鈦合金網(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，不僅費時(shí)費力，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(mǎn)意。而采用多點(diǎn)數字化成形技術(shù)，這些問(wèn)題都迎刃而解，很好地解決了鈦板塑形問(wèn)題。這項技術(shù)首先根據CT斷層照片完成顱骨修補部位的三維重建，然后進(jìn)行修復體的數字化設計、模擬裝配、優(yōu)化工藝參數，最后將設計好的修復體數據直接傳輸到多點(diǎn)成形機上制造出修復體。從拿到CT數據開(kāi)始到制作出合格的顱骨修復體只需兩小時(shí)左右，不但制作效率高，而且非常適用于顱骨修補個(gè)性化的特點(diǎn)。該技術(shù)實(shí)現了鈦網(wǎng)板修復體的精確塑形，尤其是在形狀復雜的部位，如前額、眶上緣、顳窩等顱骨缺損處的鈦板塑形形狀準確，完全匹配，達到了滿(mǎn)意的整形效果。幾年來(lái)，瑞光公司已為吉林大學(xué)第一醫院、吉林省人民醫院、北京天壇醫院、天津環(huán)湖醫院、唐山工人醫院、秦皇島第一醫院、黑龍江省醫院等多家醫院加工了數百片鈦網(wǎng)板顱骨修復體，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，也使術(shù)后頭部形狀美觀(guān)，院方和患者均非常滿(mǎn)意。
 
　　不少?lài)獾拇髮W(xué)和企業(yè)得知中國瑞光公司有這樣一項技術(shù)和產(chǎn)品后，紛紛打電話(huà)來(lái)咨詢(xún)和了解，并有多家國外企業(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講學(xué)與交流。韓國的幾家企業(yè)慕名而來(lái)，參觀(guān)了瑞光公司的應用示范實(shí)驗室，并觀(guān)看了三維曲面件的壓制過(guò)程，看完后都大為贊嘆。韓國釜山大學(xué)與韓國UNOKO機械工程有限公司經(jīng)過(guò)幾次來(lái)公司進(jìn)行調研與試驗后，認為該設備正是他們所需求的設備，于是訂制了一臺具有200噸壓力的多點(diǎn)數字化成形機，打算用于船板及其他板類(lèi)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)數字化成形機，該設備小行程調形時(shí)間在8分鐘以?xún)?，中行程調形時(shí)間在13分鐘以?xún)?，調形效率很高。順利出口到韓國后，韓國用戶(hù)使用其進(jìn)行了多種中厚板件的成形。他們對該設備給予了很高的評價(jià)，認為其成形效果比他們預期的還好，而且他們還想再訂購大型的多點(diǎn)成形裝備。

　　目前，瑞光公司正在穩步發(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)數字化成形壓力機，其中有3個(gè)型號的多點(diǎn)成形機通過(guò)了省級新產(chǎn)品鑒定。同時(shí)，多點(diǎn)數字化成形技術(shù)還被列入國家重點(diǎn)攻關(guān)計劃、國家863高技術(shù)計劃、國家自然科學(xué)基金、國家級火炬計劃、國家科技成果重點(diǎn)推廣計劃、科技部中小企業(yè)創(chuàng )新基金及國家重點(diǎn)新產(chǎn)品等十多項國家級項目。已經(jīng)申報了國家發(fā)明專(zhuān)利十項，國際專(zhuān)利一項，其中已有五項發(fā)明專(zhuān)利獲得授權，三項實(shí)用新型專(zhuān)利獲得授權，國際專(zhuān)利已公開(kāi)。相關(guān)成果先后獲得高等學(xué)?？萍歼M(jìn)步一等獎、機械工業(yè)科技進(jìn)步一等獎、吉林省科技進(jìn)步一等獎及上海國際工業(yè)博覽會(huì )創(chuàng )新獎。

　　由國內多位機械、材料等方面的著(zhù)名教授、專(zhuān)家組成的國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項目的驗收、鑒定委員會(huì )對這些成果的評價(jià)如下：“多點(diǎn)成形技術(shù)是傳統的板類(lèi)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。該項目在多點(diǎn)成形設備、多點(diǎn)成形理論與實(shí)用技術(shù)的研究成果已達到了國際領(lǐng)先水平，已具備工業(yè)應用條件”。