揭秘上海科技獎特獎：為飛機,、火箭制“外衣”

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在航空領(lǐng)域,，蒙皮是決定飛機疲勞壽命的主承載零件，占機身面積80%,，重量 21%,。在國產(chǎn)大飛機上，蒙皮已采用了輕量化高強度的鋁鋰合金新材料,，最薄處僅和雞蛋殼差不多,。國產(chǎn)大飛機能夠自主生產(chǎn)精度如此之高的關(guān)鍵部件，離不開一項關(guān)鍵國產(chǎn)設(shè)備的誕生,。

2023年5月26日,，2022年度上海市科學技術(shù)獎授獎揭曉。上海交通大學王宇晗團隊“航空航天大型曲面蒙皮/箱底雙五軸鏡像銑削技術(shù)與裝備”項目獲技術(shù)發(fā)明獎特等獎,。

在傳統(tǒng)飛機蒙皮生產(chǎn)技術(shù)中,，一般采用化銑方式進行加工，也帶來了精度低,、污染重等問題,。尤其是大尺寸大柔性超薄曲面材料生產(chǎn)過程中，無法采用常規(guī)機械銑削加工,， 這是國際公認的制造難題,。

而隨著國產(chǎn)大飛機和運載火箭項目“上馬”，對于高端銑削設(shè)備的需求也更加緊迫,。如何解決這一難題,，當時項目團隊提出“三條”路徑來實現(xiàn)我國航空、航天領(lǐng)域的自立自強,。第一條是買世界最先進的,，第二條是與國內(nèi)頂尖廠商合作研發(fā)，第三條是攻堅克難實現(xiàn)自研,。

經(jīng)過兩年的努力,，我國相關(guān)機構(gòu)發(fā)現(xiàn)采購世界最先進的部件仍達不到鏡像銑性能提升要求,，與國內(nèi)專業(yè)廠家的聯(lián)合研發(fā)也以廠家研發(fā)失敗而告終。擺在中國科研人面前的只有組織攻關(guān)團隊自主研發(fā)這一條道路,。

在“雞蛋殼”材料上,，跳出高精度加工之“舞”

在航空航天界，有一句至理名言：“要把一克重量送上天,，需要花費一克黃金,。”包裹在飛機外殼的蒙皮,，為了降低減輕重量而被加工成如同雞蛋殼一樣薄,，以至于只要用手指輕輕一壓，蒙皮就會發(fā)生變形,。

過去,，為了加工一張飛機蒙皮，需要將其放在化學試劑里浸泡腐蝕,，通過22道化銑工序,，產(chǎn)生大量污染之后才能制作完成。如今,，通過高精度數(shù)控機床,，以及“一托一刀”的對稱精準同步運動設(shè)計，上海拓璞數(shù)控科技有限公司實現(xiàn)了在“雞蛋殼”上高精度“舞蹈”,。

項目負責人同時也是拓璞創(chuàng)始人,、上海交通大學機械與動力學院教授王宇晗說，將高精尖技術(shù)從實驗室轉(zhuǎn)化到企業(yè)最終走向市場的“習舞”之路,，是一條充滿荊棘的道路,，也是一條充滿希望的自主創(chuàng)新之路。

自主研發(fā),，突破鏡像銑核心技術(shù)

王宇晗清楚地記得,，剛開始投入自主研發(fā)時，鏡像銑把工件銑穿的事故,，如同家常便飯,，幾乎天天都會發(fā)生。在不斷研發(fā)過程中,，研究團隊給鏡像銑安裝了壓力,、厚度、位移等各種傳感器,，同時不斷迭代更新控制軟件,。慢慢地，銑穿工件的出現(xiàn)頻率不斷降低,，直到完全歸零,。此后整整3年里再沒有出現(xiàn)過一次,。隨后，研究團隊提出了應(yīng)力線封閉的空間框中框新構(gòu)型,，發(fā)明了臥式雙五軸裝備新結(jié)構(gòu)和雙五軸空間精度和同步精度檢測儀器,，鏡像銑空間精度、同步精度達到國際領(lǐng)先水平,。拓璞數(shù)控研制的全球首臺立式雙五軸鏡像銑裝備,，加工角度范圍較國際水平提高70%，加工的最薄壁厚僅為一張身份證的厚度,；研制的全球尺寸最大的12米臥式雙五軸鏡像銑裝備,，空間精度比國際水平提高1倍,，解決了大尺寸蒙皮精密加工難題,；發(fā)明了柔性裝卡-在機建模-加工規(guī)劃成套工藝系統(tǒng)與軟件實現(xiàn)了任意形狀蒙皮的快速裝卡與自動化生產(chǎn)，大大提升了加工效率,。

上海拓璞提供的資料顯示,，研制成功后，國內(nèi)所有鏡像銑裝備均由該企業(yè)提供,。上海拓璞實現(xiàn)了蒙皮從化銑到鏡像銑的升級換代,。目前，該技術(shù)應(yīng)用于我國航空航天重點企業(yè),，有力支撐了我國大飛機及運載火箭等型號的研制與批產(chǎn),。

傲立航空航天，發(fā)力通用市場

基于多年的技術(shù)積累,，拓璞數(shù)控以市場需求為導(dǎo)向持續(xù)行業(yè)創(chuàng)新,，于2023年初推出高端五軸車銑復(fù)合i500。憑借高精度,、高穩(wěn)定性,、高效率，i500能有效助力客戶解決金屬加工難題,，實現(xiàn)企業(yè)降本增效,。拓璞董事長王宇晗：整個廠房占地18000平，這是我們的純國產(chǎn)設(shè)備,，它整個核心部件全是我們拓璞的,，能解決現(xiàn)在國內(nèi)的‘卡脖子’問題，中國機床的驕傲——首臺套“雙五軸聯(lián)動數(shù)控機床”橫空出世,，實現(xiàn)高端裝備制造“零”的突破,；數(shù)十年潛心攻關(guān)“人工骨”，打破國外壟斷造�,；颊�,；錨定新材料領(lǐng)域“核爆點”,，引領(lǐng)“介孔世界”從0到10的全過程創(chuàng)新。本年度上�,？萍吉劤晒���,，蘊含著創(chuàng)新的“上海特點”，更是科研人員攻克“卡脖子”難題的底氣,。

王宇晗團隊的科研之路,，是中國高端工業(yè)母機從被“卡脖子”走向“自強”的縮影。

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