预计年度交付蒙皮2000余块,满足C919等客机规模化生产需求——为了这个新年目标,成都辰飞智匠科技有限公司(以下简称“辰飞智匠”)生产线一刻不停紧张运转。

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▲成都市新都区智能制造装备产业示范基地

成都市新都区智能制造装备产业示范基地,辰飞智匠布局了国内最大的国产双五轴飞机蒙皮镜像铣产线集群,可为飞机披上一件“金丝软甲”。

这一“工业母机”的落地推广,

不仅打破了航空巨头的垄断,

更为成都航空产业

拓展出无限想象空间。

看似简单“针线活”

实则突破难题

3万平米厂房、29台设备、7条生产线……近日,来到辰飞智匠生产车间,只见一张约20平方米的飞机蒙皮,竖立在机床加工室里,镜像铣设备的两个机械装置:铣削刀具和支撑测量装置分别从两侧对准蒙皮,通过同步运动进行铣削加工。随着金属屑四散飞溅,多余材料被精准削除,蒙皮各个部位分别达到合适的纹理与厚度。

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▲成都辰飞智匠科技有限公司生产线

辰飞智匠相关负责人做了个比喻:好比干针线活,镜像铣相当于一面用针在蒙皮上雕刻,一面由顶针提供小范围支撑。蒙皮两侧互相对应,协同行动,如同镜像。

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当然,与简单的生活技能不同,这一技术加工精度非常高,铣削刀具和支撑测量装置必须做准确的同步运动,并根据零件的厚度、刚性变化等实时调整铣削力度。如果一侧用力而另一侧没能顶住,蒙皮就会被扎出一个窟窿。

正是“针”与“顶针”的紧密配合,航空制造“卡脖子”难题得以攻克。

深入开展产学研合作

形成国内最大镜像铣产线集群

大飞机制造难在哪?恰好可以从这块金属蒙皮说起。辰飞智匠相关负责人抽出一张纸巾进行弯曲折叠,模拟“飞机穿衣”场景。

蒙皮,即蒙在飞机身上的一层“皮肤”,通常厚度为3-8毫米,是决定飞机疲劳寿命的主承载零件。辰飞智匠相关负责人介绍,虽然从外表看它与普通金属板差不多,但是对强度、精度、重量、载荷等有着极高要求,深藏玄机。

作为翱翔天际的庞然大物,一方面飞机对重量有着严格要求,另一方面又必须考虑安全性、燃油经济性等因素,因此蒙皮也必须在保证强度的情况下尽量“减重”。

辰飞智匠相关负责人介绍,行业里流传着这样一句话:为减轻每一克重量而奋斗,全球各大航空公司无不“醉心于此”,而这需要从原材料应用、零件加工精度等方面入手。

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▲成都辰飞智匠科技有限公司生产线

过去,蒙皮薄壁件的制造方法为化学腐蚀铣,即用化学试剂腐蚀掉多余的金属。这种技术在产品质量、制造周期、生态环保等方面都存在一定问题。镜像铣是业内解决柔性薄壁蒙皮类零件精密制造的最新技术,之前,全球只有法国杜菲工业公司、西班牙机械制造商MTorres能生产这种镜像铣设备。

近年来,上海拓璞数控科技股份有限公司(以下简称“上海拓璞”)突破关键技术,实现了镜像铣设备的国产化替代,该项目荣获2022年度上海市技术发明奖特等奖。也是在2022年,辰飞智匠依托新都区智能制造装备产业示范基地,投资1.38亿元引进上海拓璞的镜像铣技术,建立了包含4台镜像铣设备的加工生产线,形成国内最大的镜像铣产线集群,实现大型蒙皮的镜像铣削技术成线加工与示范应用。

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▲成都辰飞智匠科技有限公司

传统的化铣技术,精度在±0.3mm,而镜像铣技术,精度达到±0.1mm,堪称“在鸡蛋壳上雕花”。辰飞智匠相关负责人表示,虽然看起来仅仅是0.2mm的提升,但整架飞机蒙皮的尺寸达到上百甚至上千平方米,折算下来可能有10公斤左右的重量差别。因此每减轻一刻重量,对飞机性能、燃油经济性等都有很大提升。

推进规模化生产

跨越从技术到市场的鸿沟

0.2mm的突破是第一步,如何跨越从技术突破到产业推广的鸿沟,也是一项重要课题。

根据《成都市航空产业发展规划(2020—2025年)》,新都现代交通产业功能区被定位为“新增长极”,镜像铣这一核心技术的市场化、规模化运用,是实现新增长的生动实践。

新都区发展和改革局相关负责人介绍,仅用四年时间,当地已初步建成包含航空大部件、航空发动机、民用大飞机三大板块的四川成都航空产业园。同时,在发展航空产业的过程中,新都区又拓展出了数控机床这一新赛道。

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▲深思有形(成都)科技有限公司

数控机床又被称为“工业母机”,是“造机器的机器”,在高端制造产业中拥有核心地位。辰飞智匠所在的智能制造装备产业示范基地,由新都区联合上海交大、拓璞数控、深思有形等共建,总投资超100亿元,总面积达800亩,距离成都航空产业园仅2公里。

航空产业是一个长链条产业,需要多方力量支持。在辰飞智匠相关负责人看来,产业园里上下楼就是上下游,大家相互配套,组团式的布局为产业化推广提供了优质土壤。

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▲成都辰飞智匠科技有限公司生产线

另外在现实操作中,运用国产技术有诸多便利性。辰飞智匠相关负责人举例,上海拓璞本身就是辰飞智匠的母公司,有技术人员长期驻扎在辰飞智匠工厂内,双方保持着密切沟通,发现问题立马解决。

辰飞智匠相关负责人介绍,一项技术从实验室走向市场,需要花费十余年甚至更长时间。在智能制造装备产业示范基地,通过产学研深度合作,建起国内最大的镜像铣产线集群,为技术的高效转化搭建了良好平台,也为成都航空产业发展作出了重要探索。去年,辰飞智匠已经为几家重要客户交付了合格的部件,随着国产大飞机规模化交付时代的到来,市场前景令人更加期待。

技术引进与项目孵化相结合

推动更多产品落地

以技术创新为突破点,集群效应正在显现。目前园区已集聚台正机床、阿诺刀具等12家国内“隐形冠军”,涉及主轴、导轨、刀具等制造。

紧邻辰飞智匠办公楼,是深思有形(成都)科技有限公司的全国首个智能辊压成形数字化示范工厂项目,搭建了业内首台套该领域数字化工业母机。深思有形(成都)科技有限公司相关负责人介绍,项目预计今年3月底投用,将在国内率先推动辊压成形工艺数字化技术落地。

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深思有形(成都)科技有限公司相关负责人介绍介绍,辊压产品的市场达到万亿级,在成都的航空制造、新能源汽车等领域被广泛应用。电子科技大学(深圳)高等研究院教授、加拿大工程院院士杨军是该项目的联合创始人和首席科学家。

在引进技术的同时,当地还致力于搭建创新孵化平台,形成内生动力。

新都区新科局相关负责人介绍,智能制造装备产业示范基地由“两院一中心”构成:智远先进制造技术研究院、工业人工智能创新研究院、国产高端智能制造装备示范中心,提供飞机蒙皮、智能辊压、大型钛合金结构件加工等整体解决方案。

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▲辰飞智匠生产车间内的国产双五轴蒙皮镜像铣设备上的主轴头

智远先进制造技术研究院已率先落地,是由新都区政府和上海交通大学共同创办的一家成果转换研发机构。走进该研究院展厅,特种无人机原型机、复合材料3D打印结构件及切削工具、超宽带吸波及柔性隐身产品、雷达可调隐身天线罩等中试产品。“我们的主要职能就是让高校的项目和课题走出实验室,在这里孵化,并进行产品的初步迭代。”研究院相关负责人介绍。

工业人工智能创新研究院,则背靠杨军院士所在的深思实验室,即将正式运行。该研究院相关负责人介绍,研究院致力于顶层设计,打造关于智能装备管理的一个全新平台,面向整个行业,再逐步往下进行兼容,未来前景广阔。

▶ 来源 | 红星新闻

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