一家专注流体压力成形技术
【作 者】鲁世红;付婧颐;丁腾飞;陈晟
传统的板料成形大多依赖模具生产，模具制造的经济成本和时间成本一定程度上制约了金属板料制造业的生产水平，为此各国学者将目光转向无模成形技术。板料数控渐进成形(Numerical Control Incremental Sheet Forming，NCISF)作为一种新兴的无模成形技术[1]，采用快速成形技术的“分层制造”思想，降低了对模具的依赖度，提高了柔性制造的程度，因而受到许多学者的关注。与传统的板料成形方式相比，NCISF可实现复杂曲面零件的加工，同时受益于小变形累积的成形方式，使其进一步提高了板料的成形性能。
自20世纪90年代初日本学者松原茂夫[2]提出了板料数控渐进成形技术以来，NCISF受到了国内外众多学者的广泛研究。得益于相关领域学者的不断探索与研究，渐进成形技术持续发展、走向成熟，并不断结合其他技术形成新型渐进成形工艺。作为一种灵活的柔性制造技术，NCISF集计算机技术、数控技术和塑性成形技术于一体。相比于传统成形，NCISF工艺的数字化程度高、成本低，特别适合小规模和个性化生产，符合现代制造业多样化的需求以及科研工作中新产品的试制，因此，其在航空航天、交通及医疗等领域具有广阔的应用前景。目前，NCISF在航天领域的火箭筒体壁板和整流罩、航空领域的飞机蒙皮，汽车用翼子板、医疗领域的人颅骨修复体和牙义齿板修复体等方面已有应用[3]。
本文从新型技术、质量控制、工艺优化和辅助装置4个方面总结、分析了近年来国内外在NCISF领域的研究成果，为进一步研究提供了一些参考和思路。
【结语与展望】
（1）随着渐进成形技术的进一步发展，一些结合电、热、磁的新型板料数控渐进成形技术被提出并进一步得到了应用;另一方面，双面渐进成形技术作为最具潜力的无模成形技术也得到了大量研究。相较于传统单点渐进成形技术，以电热、电磁及超声波等能源结合渐进成形技术构成的新型板料数控渐进成形工艺，有着成形性能更高、加工质量更好、更易实现复杂形状零件成形等优点。
随着新型板料数控渐进成形技术的出现，相应的多物理场藕合数值模拟、成形机理、工艺参数优化等方面的内容将作为未来的热点研究内容。另一方面，灵活性更高的双面渐进成形结合电热及超声振动的成形技术也将作为提升成形性能和成形质量的有效手段而得到进一步研究和发展。
（2）得益于NCISF工艺的灵活成形能力与相关无模成形的优势，近年来渐进成形在许多领域得到了应用，但成形件的加工质量不足仍然是制约该技术广泛工业化应用的主要因素。通过加热处理、添加支撑(从属工具头)及轨迹补偿的方式可以实现加工精度的控制和提升。而工艺参数优化和改善表面润滑条件则是目前提升成形表面质量的主要手段。
未来，为推动NCISF工艺的工业化应用，综合提高渐进成形加工质量将持续作为渐进成形技术研究的核心目标，而相应的轨迹补偿和支撑方式的改进也将作为主要手段得到进一步发展。同时，渐进成形技术将不断提高其智能化与高效化水平，而协调加工质量与成形效率之间的矛盾关系则是未来NCISF工艺领域的一项攻艰内容。
（3）基于以往的文献分析，目前对渐进成形技术的研究多集中于宏观变化上，对于渐进成形过程中材料的微观组织演化与成形过程之间的联系还欠缺深入、细致的研究。同时，在综合提高渐进成形加工质量的前提下，有关NCISF工艺生产零件的适用性、工艺对材料结构损伤的可预测性以及零件成形后的服役性能测试等方面仍是有待研究的问题。
以下是正文：
