1.5 柔性板材漸進成形技術發展趨勢

柔性板材漸進成形技術作為一種新型的柔性成形工藝，已引起國內外學者的廣泛關注，作為一項多學科交叉的成形工藝，它的發展可推動相關學科尤其是快速成形技術和塑性加工理論的發展，初步的工業應用也顯示出該技術具有廣闊的應用前景和巨大的開發潛力。結合目前柔性板材漸進成形技術的研究現狀，對其發展趨勢展望如下。

1.漸進成形數字化、智能化

在漸進成形設計、制造層面引入數字化、智能化技術有助于實現新的設計流程和設計方法，實現面向實際工況的智能決策與加工過程自適應調控能力，提高成形質量。針對漸進成形技術，研究成形工藝與產品質量的在線感知方法、成形質量的閉環與自適應控制技術、成形過程的數據挖掘與深度學習方法等。

2.激光加熱輔助漸進成形

激光加熱使成形過程中材料的屈服應力和回彈變形減小，提高了成形精度和成形極限。采用激光加熱輔助漸進成形的成形件殘余應力也明顯降低，從而使解除裝夾后的成形精度得到保障。該工藝過程增加了輔助加熱設備及工藝參數的設置難度，僅適用于簡單形狀的單點漸進成形過程，因此具有一定的局限性。

3.電磁輔助漸進成形

電磁成形的成形速度較大，這使傳統沖壓技術所帶來的成形精度與表面質量問題得到了很好的改善。鑒于電磁成形的設備能量不足、線圈壽命較短等問題，電磁成形的應用具有局限性。為此，將高精度、可成形大型復雜零件的漸進成形技術引入到已經得到應用的電磁成形中，形成電磁輔助漸進成形復合技術，其原理是采用電磁線圈代替剛性工具頭，利用脈沖電流產生的磁場力，通過逐次移動逐次放電的方式，完成漸進成形的分層、逐點加工。利用成本低廉、易獲取、可替代的小型線圈代替對尺寸和精度都要求較高的剛性工具頭，并借助漸進成形的思想完成大型復雜形狀零件的柔性加工，使電磁無模成形技術的應用范圍進一步擴大，并降低了原有漸進成形工藝對成形設備的要求。

4.電加熱輔助漸進成形

局部自阻電加熱（電加熱輔助）漸進成形工藝的基本原理是將電源、工具頭、夾持柄、板材、模具和成形夾具串聯成通電回路，并采用絕緣裝置將電流回路與機床進行可靠的絕緣。根據所需工藝條件，選擇合適的電壓和電流值對板材進行局部加熱，由通過工具頭與板材接觸區的可控電流產生電阻熱進行材料的局部軟化，提高材料的屈服強度并降低相應成形力，解決鈦合金和鎂合金等廣泛應用于航空航天領域的材料在常溫下成形難、現有加熱方式復雜又昂貴的難題。此工藝在實時溫度監控、回彈和變形的數值模擬方面還需進一步探索與研究。

5.水射流漸進成形

水射流漸進成形的原理是按照目標成形件的形狀，生成數控機床所能識別的程序代碼，進而控制高壓水射流使其按照預定軌跡逐層將板材加工成理想形狀。以高壓水射流代替傳統漸進成形工具頭，具有靈活性好、柔性大、成形后表面質量好、加工工具要求簡單、價格低廉易推廣等優點。采用水射流成形也帶來了新的問題，如壓力控制決定的成形精度比較低，水射流直徑較小會導致成形時間較長，高速度濺射易導致能耗較大等。

6.超聲輔助漸進成形

超聲振動能夠有效降低設備成形力，提高材料成形極限，改善成形零件質量。目前，在板材漸進成形工藝中施加超聲振動已有初步研究，超聲輔助漸進成形有望改善薄板材漸進成形中材料塑性流變特征，解決傳統漸進成形中表面質量差、精度及成形能力不足等問題，是一種有潛力的金屬薄壁板材零件的柔性漸進成形制造手段。超聲輔助漸進成形中超聲振動幅值和頻率對軟化效應的微觀影響機理尚未明確，缺乏有關超聲振動下金屬板材局部漸進變形機理的基礎研究，超聲振動在板材漸進成形中對成形力、接觸狀態、微觀組織、殘余應力分布等方面的影響及作用機制也亟待探究。