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。
在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。
3万平方米厂房、29台设备、7条生产线……近日,记者在辰飞智匠生产车间看到,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。
辰飞智匠总经理石璟做了个比喻: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。
大飞机制造难在哪?恰好可以从这块金属蒙皮说起。石璟抽出一张纸巾进行弯曲折叠,为记者模拟“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。石璟说,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。行业里流传着一句话:为减轻每一克重量而奋斗,而这需要从原材料应用、零件加工精度等方面入手。
过去,蒙皮薄壁件的制造方法为化学腐蚀铣。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。2022年,辰飞智匠投资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。
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”。石璟表示,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。因此每减轻一克重量,对飞机性能、燃油经济性等都有很大提升。
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,也是一个重要课题。
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4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。
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。在石璟看来,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。
另外在现实操作中,运用国产技术有诸多便利性。石璟举例,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。
石璟介绍,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。
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。公司市场部负责人刘耀远告诉记者,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。
刘耀远介绍,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。
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。
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。而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。该研究院副院长柯钦文告诉记者,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。