弯扭构件无模多点成形技术简介

多点成形工艺技术多点成形工艺技术是一种将材料通过多重点位进行连续成形的方法，它相对于传统的单点成形工艺更加高效和精确。

多点成形工艺技术广泛应用于航空航天、汽车、电子、医疗器械等领域。

首先，多点成形工艺技术可以提高生产效率。

传统的单点成形工艺需要通过多次定位和加工来完成产品的成形，而多点成形工艺可以同时进行多个点的成形，可以大大提高生产效率。

例如，在汽车制造过程中，传统的车身焊接工艺需要多次定位来完成焊接，而多点成形工艺可以同时进行多个焊点的连接，大大提高了焊接速度。

其次，多点成形工艺技术可以提高产品质量。

多点成形工艺可以通过同时施加多个力量在不同的点位上，可以更加均匀地分散应力，减少工件变形和缺陷的产生。

在航空航天领域，多点成形工艺技术可以用于制造薄壁结构件，确保其在高温和高压环境下的稳定性和安全性。

此外，多点成形工艺技术还可以实现复杂形状的加工。

由于可以通过多个点位同时施加力量，多点成形工艺可以实现对复杂形状的材料加工，如曲面、扭曲形状等。

这在制造高精度的模具、工装等方面具有重要意义。

多点成形工艺在医疗器械制造领域也可以应用，例如可以用于制造人工心脏瓣膜，以满足患者对个性化和精确化治疗的需求。

然而，多点成形工艺技术也存在一些挑战和局限性。

首先是设备和工艺的复杂性。

多点成形工艺需要一个精密的控制系统来同时控制多个点位的加工，这对设备的制造和维护都提出了更高的要求。

其次，多点成形工艺的优势在于可以实现多点同步加工，但是对于一些较大尺寸的工件，多点成形工艺可能并不适用，因为需要很大的力量来同时加工多个点位。

综上所述，多点成形工艺技术是一种提高生产效率和产品质量的重要工艺方法。

尽管它存在一定的挑战和局限性，但其广泛的应用前景和技术的不断创新仍然使其受到了广泛的关注和研究。

未来，随着科技的不断发展和工艺技术的进步，多点成形工艺技术将进一步完善和推广，为各个领域的制造业带来更高效、精确的生产方式。

无模多点成形技术在双曲面铝单板加工设备中的研究及应用发表时间：2018-10-25T11:02:02.770Z 来源：《防护工程》2018年第13期作者：钟锦[导读] 随着建筑外观的不断发展及变化，双曲面铝单板作为建筑幕墙装饰材料之一，应用越来越广泛钟锦佛山市保利来建材实业有限公司 528000摘要：随着建筑外观的不断发展及变化，双曲面铝单板作为建筑幕墙装饰材料之一，应用越来越广泛，铝单板的双曲面一般采用手工或半手工加工成形。

本文对幕墙装饰铝单板的产品特点进行分析，根据无模多点成形技术的原理，提出一种适用于双曲面铝单板加工的无模多点成形设备冲头群组结构。

关键词：双曲面铝单板；板材成形；群组结构；成形缺陷随着世界经济的发展，人类对房地产及建筑大楼的功能、外观、设计风格要求越来越高，因而现代高端建筑的外观多采用艺术造型，摆脱过时的建筑样式的束缚，放手创造新的建筑风格。

带艺术造型的建筑外观设计，多采用双曲面来实现，而铝合金板材其成形性、可焊性和耐蚀性均佳，经氟碳喷涂表面处理后的铝单板耐候性、保色性强，同时存在重量轻轻易于施工安装、强度够及耐火性能强等优点，固铝单板成为带有双曲面外观设计建筑装饰的主要材料之一。

双曲面或称：三维曲面、自由曲面，其表面曲率从任意方向都是变化的，且无严格规律。

1.背景技术幕墙装饰用双曲面铝单板一般都不成批量，以单件小批量产品为主，如采用模具成形不但成本高，而且产品变化时模具就需要更换，缺乏柔性，极大地延长了产品生产周期。

因此，一般情况下双曲面板采用手工或半手工成形，手工成形存在质量差、精度低、效率低及劳动强度大等缺点，且加工出来的产品达不到理想的表面外观，难以满足高端市场对产品的要求。

2.研究方向采用无模多点成形技术，可以有效的规避模具及手工制造的弊端。

无模多点成形是利用高度可调节的数控液压加载基本群体单元形成离散曲面，进行多点压延的加工技术，将柔性制造技术和计算机控制技术合为一体。

1.2.2 多点成形的产生与发展多点成形的构想最早是在上世纪六十年代由日本学者提出，由于造船业的迅速发展，需要找到新的加工方法来提高生产效率。

因此，那时就出现了许多柔性加工方法，例如多点成形、柔性辊轧成形、滚球成形、喷丸成形、数控钣金、局部加热成形等。

从中岛尚正最早对多点成形进行尝试而制作的简单成形实验装置——钢丝捆工具[6]、石川岛播磨重工业株式会社试制的万能调整式压力机[7]，到而后Nakajima制造的第一个可自动调节模具型面的多点模具[8]，这些试验装置的成功研制使得多点成形这项技术从构想阶段过渡到了试验阶段。

由于当时的科学技术水平有限，许多问题得不到解决。

就万能调整式试验压力机而言，它使用了61 16个冲头以实现对船体外板的弯曲加工，却不能保证制品成形后的精度，成形缺陷问题也未能解决；由紧密排列的圆柱形小冲头组成的型面可调的多点模具，它通过安装在数控机床上的铁针来调节每个小冲头的高度，由于调节过程的繁琐并且不能抑制成形缺陷的产生等因素，导致其未能应用于实际生产中。

日本造船协会、三菱重工业株式会社等也在这方面提出许多设想并进行大量研究，为推动多点成形技术的发展做出了一定的贡献[9,10]。

关于多点成形的相关技术并不只有日本在研究，美国麻省理工学院David. E. Hardt等人也对多点成形方法进行了数年的研究，并且成功制造了一台用于成形试验原型机。

1999 年，他们投入了1400多万美元，开发出了多点式拉弯成形装置，不过该装置只能用于拉弯成形形状较为简单(接近二维变形)的薄板类件[11-16]，而且他们对多点式成形的不良现象也没有进行细致的研究。

近年来，韩国科学技术研究院的朴钟雨也对多点成形技术进行了研究，开发了上部为10×10个冲头，下部用弹性体(如人造橡胶泡沫材料等)的装置。

该装置采用一个机械手依次对基本体高度进行调整，机械手每移动1次可以同时调整5个基本体。

国内无模多点成形技术的研究主要集中在吉利大学，早在李明哲教授日本留学期间就对多点成形的基本理论和其相关技术进行了系统的研究，并于1992年首次将这种成形方法命名为多点成形法。

无模成形技术简介1.引言无模成形是以计算机为主要手段，利用多点成形或增量成形的方法，实现板料的无模具塑性成形的先进智能化制造技术。

金属板料成形在制造业中有着十分重要的地位，该技术广泛应用于航空航天、船舶工业、汽车覆盖件和家电等生产行业，但传统的金属板料加工工艺都离不开模具，采用模具成形生产周期长，而且缺乏柔性，产品变化时就需要重新更换模具，这就延长了新产品的开发周期。

而现代社会产品的更新换代非常迅速，如何快速、低成本和高质量地开发出新产品，是企业生存和发展的关键。

为此，国内外许多学者都在致力于板料塑性成形新技术的研究，努力实现金属板料快速高效的柔性冲压和无模成形，以适应现代制造业产品快速更新的市场竞争需要。

2.研究概况国内外许多学者都对板料塑性成形新技术进行了大量的研究，从无模多点成形和数字化渐进成形到喷丸成形、爆炸成形、激光热应力成形和激光冲击成形等，并取得了一定的成果。

2.1 无模多点成形无模多点成形是利用高度可调节的数控液压加载单元（基本群体）形成离散曲面，来替代传统模具进行三维曲面成形的方法，是一种多点压延加工技术。

此法特别适合于多品种小批量生产，体现了敏捷制造的理念。

目前已在高速列车流线型车头制作、船舶外板成形、建筑内外饰板成形及医学工程等领域，得到广泛应用。

与传统模具成形方法相比，其主要区别就是他具有“柔性”，可以在成形前也可在成形过程中改变基本体的相对位移状态，从而改变被成形件的变形路径及受力状态，以达到不同的成形效果。

图2-1 为传统模具成形与多点成形的比较。

图 2-2 为多点模具成形的过程。

图 2-1 模具成形与多点成形的比较图 2-2 多点模具成形过程20 世纪 70 年代，日本造船界开始研究多点成形压力机，并成功应用于船体外板的曲面成形。

此后许多学者为开发多点成形技术进行了大量的探讨与研究，制作了不同的样机，但大多只能进行变形量较小的整体变形。

吉林大学李明哲等人对无模多点成形技术进行了较为系统的研究，已自主设计并制造了具有国际领先水平的无模多点成形设备，2002 年底，李教授组建了产学研实体：长春瑞光科技有限公司。

学士论文摘要多点成形技术是金属板材三维自由曲面成形的一种柔性加工方法，其基本思想是将传统的整体模具离散化，由一系列规则排列的基本体（或称冲头）组成的“柔性多点模具”来代替，由基本体球头的包络曲面来完成板材成形。

多点成形技术作为一种新兴的技术已在飞机、船舶、汽车等诸多制造领域有着广泛的应用前景。

无压边多点成形通常用于变形量不大的曲面成形，是板材多点成形过程中使用频率很高的一种成形方法。

由于没有压边圈，板材面内变形力较小，主要以面外弯曲变形为主，导致在多点成形中起皱缺陷更容易出现，特别是在薄板多点成形中，起皱是工艺上必须克服的成形缺陷。

由于没有压边圈的作用，板材成形过程中，回弹对成形件最终形状的影响要比有压边时大。

影响回弹的因素很多，如板材厚度，板材的材质以及成形件变形量的大小等。

本文采用数值模拟技术对多点成形过程的起皱和回弹进行了分析，谈论了各个因素对成形柱面成形件时起皱和回弹的影响。

1.板材无压边多点成形的起皱数值模拟采用显式算法对柱面成形件进行了详细的数值模拟，研究了板材厚度、曲率半径以及材质等对起皱的影响。

板厚与变形程度是影响起皱的重要因素，增大板材厚度，减小成形件曲率半径均可有效的抑制起皱的产生。

2.板材无压边多点成形的回弹数值模拟。

完整的板材成形包括加载和卸载两个过程。

本文采用动态显式算法模拟板材成形过程，采用隐式算法模拟卸载回弹过程。

主要分析了板材厚度、成形件变形量以及材质等对柱面成形件无压边多点成形的回弹影响。

由数值模拟结果可以看出，在多点成形中，板材厚度越小，变形量越小，卸载后回弹越大，反之，厚度越大，变形量越大则回弹越小。

关键词：多点成形，数值模拟，起皱，回弹，动态显式算法，隐式算法。

- 1 -学士论文ABSTRACTMulti-point forming(MPF)is a flexible manufacturing technology for three dimensional sheet metal forming. In multi-point forming, the conventional solid die is replaced by“ flexible Multi-point die”composed by a series of discrete elements (or punches).The forming process of sheet metal is implemented by the envelope surface of punches. Multi-point Forming can be applied extensively in a lot offields such as aircraft, stream and navel ships, vehicle, large sculpture and modern architecture etc.Sheet metal forming in MPF without blank holder, which is a common process method, is usually applied in processing those kinds of surface parts which have not big deformation amount. without blank holder, the deformation inside the surface is distinctly smaller than the bending outside the surface. Wrinkle is a key factor to determine whether the part could be formed and become one of primary forming defects especially for thin metal sheet in MPF.On the other hand,in this condition, springback was more serious than those forming with blank holder. Springback was affected by numerous factors, such as thickness of metal sheet, material property and deformation amount and so on.???????1. Numerical simulation of wrinkling in multi-point forming for metal sheet without blank holderThe Multi-point forming process of cylindrical surface of different materials with different thickness and deformations were simulated, and those results show that metal sheet thickness, deformation and material property have effect on wrinkle defect. With metal sheet thickness increasing, deformation diminishing, wrinkle can be gradually weakened. Simultaneously, wrinkle was affected by material property too.2.Numerical simulation of springback in multi-point forming for- 2 -学士论文metal sheet without blank holderThere were included loading and unloading course in an intact metal sheet forming. Based on explicit-implicit algorithm , the finite element model for numerical simulation of springback was established. Dynamic-explicit formulation was employed to analyze the loading process and implicit formulation to unloading process. The multi-point forming processes of cylindrical surface with different thickness under different deformations were simulated. In terms from the numerical simulation results, in multi-point forming for metal sheet without blank holder, increasing thickness and deformation can weaken the springback.Keywords: Multi-point forming, Numerical simulation, Wrinkle, springback, Dynamic-explicit algorithm, Implicit algorithm.- 3 -学士论文目录第一章绪论 (6)1.1多点成形技术简介 (6)1.1.1概述 (6)1.1.2基本原理 (6)1.1.3产生与发展 (6)1.1.4成形缺陷及抑制方法 (7)1.1.5多点成形应用实例 (8)1.2板材成形数值模拟 (9)1.2.1板材数值模拟的发展及现状 (10)1.2.2板材多点成形数值模拟 (12)1.3选题的意义及本文的主要研究内容。

1无模多点数字化成形技术与装备多点数字化成形是一种先进的板类件三维曲面成形技术。

该技术利用计算机控制很多可调整高度的基本体，形成所需的成形曲面，代替模具实现板材快速、柔性成形。

具有实现无模成形、改善变形条件、无回弹成形、小设备成形大型件、CAD/CAM/CAT一体化等特点。

多点数字化成形设备特别适用于尺寸多变、批量不大的大型板材曲面零件的生产，使生产简单化、柔性化，实现零件的快速制造。

多点成形设备的加工范围广、零件的成形精度高、成形质量好，可广泛用于飞机蒙皮、船体外板、车辆覆盖件、医学工程、压力容器、建筑装饰、城市雕塑等领域中各种曲面零件的制造。

传统的模具成形方式制造成本高，手工加工的质量难以保证。

多点成形设备不需模具，功能全、性能好，市场前景非常广阔。

用户购置该设备后，可节省大量的模具材料及模具制造费用，并可提高工效数十倍，缩短研制及生产周期，对产品的更新换代做出快速响应，取得显著的经济效益。

2多点数字化拉形技术多点数字化拉形技术是将传统的整体拉形模具离散成规则排列的基本体点阵，形成数字化控制的多点模具，实现不同形状蒙皮件的数字化制造。

吉林大学已经开发出尺寸为1200×800mm的多点数字化拉形装置，成形出多种合格的蒙皮件，取得了良好的效果。

该装置由1536个基本体单元构成，具有八轴伺服控制系统，可同时调整6个基本体单元。

这是目前正在运行的欧盟第六框架协议计划“基于多点成形方法的飞机蒙皮制造用数字化调整装置”国际合作项目的重要成果之一。

3液态道路沥青软包装成套设备及新型沥青包装袋液态道路沥青软包装技术是“七五”国家重点科技攻关项目，于1991年2月通过国家鉴定验收，并获国家科技攻关成果二等奖。

94年获交通部科技进步二等奖，95年获国家科技进步三等奖，该项目92年列入交通部重点推广项目，93年列入国家重点推广项目，它完美地解决了长期困扰我国的道路沥青包装、贮藏和运输的一大难题。

液态道路沥青软包装线是将温度在≤200℃时的道路沥青，灌装在特种材料经过特殊工艺加工制成的软包装复合袋中的机械设备。

《管材无模弯曲技术的研究》篇一一、引言随着制造业的快速发展，管材的弯曲加工技术在许多领域中得到了广泛应用。

传统的管材弯曲技术通常依赖于模具进行加工，然而，模具的使用带来了成本高、生产周期长、灵活性差等问题。

因此，管材无模弯曲技术作为一种新型的加工方法，受到了广泛关注。

本文旨在研究管材无模弯曲技术的原理、特点及应用，以期为相关领域的科研和技术进步提供参考。

二、管材无模弯曲技术的原理管材无模弯曲技术主要依赖于机械力、热力、电磁力等外力作用，使管材在无模具的条件下实现弯曲。

该技术主要原理包括以下几个方面：1. 机械力弯曲：通过机械装置对管材施加压力，使其发生塑性变形，从而实现弯曲。

2. 热力弯曲：利用加热装置对管材进行局部加热，使管材在热应力的作用下发生弯曲。

3. 电磁力弯曲：通过电磁设备产生磁场，使管材在磁场力的作用下发生弯曲。

三、管材无模弯曲技术的特点管材无模弯曲技术相比传统模具加工技术，具有以下特点：1. 无需使用模具，降低了生产成本和周期。

2. 灵活性高，可以适应不同形状和尺寸的管材加工。

3. 加工过程中热影响区小，减少了管材的热变形和损伤。

4. 可以通过调整外力参数，实现精确的弯曲控制。

四、管材无模弯曲技术的应用管材无模弯曲技术在许多领域中得到了广泛应用，如汽车制造、航空航天、船舶制造、家电制造等。

具体应用包括：1. 汽车制造：用于制造汽车底盘、排气管、座椅支架等部件。

2. 航空航天：用于制造飞机和卫星的零部件，如飞机起落架、燃料管道等。

3. 船舶制造：用于制造船体结构、管道系统等。

4. 家电制造：用于制造洗衣机、空调等家电产品的内部管道和结构件。

五、研究展望尽管管材无模弯曲技术已经取得了一定的研究成果，但仍有许多问题需要进一步研究和解决。

例如，如何提高弯曲精度和稳定性、如何优化加工参数、如何实现自动化和智能化加工等。

未来，我们可以从以下几个方面开展研究：1. 深入研究管材无模弯曲技术的力学原理和工艺参数，提高弯曲精度和稳定性。

无模多点成形技术简介一、基本概念无模多点成形就是将多点成形技术和计算机技术结合为一体的先进制造技术。

该技术利用一系列规则排列的、高度可调的基本体，通过对各基本体运动的实时控制，自由地构造出成形面，实现板材的三维曲面成形。

它是对三维曲面扳类件传统生产方式的重大创新。

板材无模多点成形系统是以计算机辅助设计与辅助制造技术为主要手段的柔性成形设备，其工作原理是把传统的冲压实体模具分解为很多离散的小模具单元（亦称基本体），利用一系列规则排列的高度可调的基本体，通过对各个基本体运动的实时控制，自由地构造出成形曲面，代替模具实现板材三维曲面的快速无模成形。

这种成形方式是对三维曲面板类件传统生产方式的重大创新。

二、技术特点·实现无模成形：取代传统的整体模具，节省模具设计、制造、调试和保存所需人力、物力和财力，显著地缩短产品生产周期，降低生产成本，提高产品的竞争力。

与模具成形法相比，不但节省巨额加工、制造模具的费用，而且节省大量的修模与调模时间：与手工成形方法相比，成形的产品精度高、质量好，并且显著提高生产效率。

·优化变形路径：通过基本体调整，实时控制变形曲面，随意改变板材的变形路径和受力状态，提高材料成形极限，实现难加工材料的塑性变形，扩大加工范围。

·实现无回弹成形：可采用反复成形新技术，消除材料内部的残余应力，并实现少无回弹成形／保证工件的成形精度。

·小设备成形大型件：采用分段成形新技术，连续逐次成形超过设备工作台尺寸数倍的大型工件。

·易于实现自动化：曲面造型、工艺计算。

压力机控制、工件测试等整个过程全部采用计算机技术，实现CAD／CAM／CAT一体化生产，工作效率高，劳动强度小，极大地改善劳动者作业环境。

三、技术发展概况多点成形的研究起源于日本。

70年代日本造船协会西冈等人试制了多点压力机，进行船体外板自动成形的研究，但因关键技术未能解决好，多点压机的制造费用太高，未能实用化。

数字化成性理论报告金属板材三维曲面类零件因其面积比重量轻、材料省、受力状态好，往往作为主要零部件，在民用产品、军用产品以及现代高技术产品等许多制造领域广为应用。

这些三维曲面类零件一般都是由轧制的二维平板坯料成形出来的，其传统的成形方法主要有整体模具成形与手工成形。

但是由于模具制造费用昂贵，主要应用于大批量生产。

而大尺寸、小批量的零件只能采用手工成形方法，如在造船行业，每一块船体外板形状都各不相同，并且都非批量生产，因此，广泛采用的是线加热成形方法（即水火加工方法）。

但是手工成形方法成形质量差、生产效率低，而且劳动强度极大。

无模多点成形（(Multi-point Forming，简称MPF）【1】是板料三维曲面数字化成形新技术，其基本原理是有一系列规则排列的基本体点阵代替整体式冲压模具（即实现无模化），通过数字化调形系统调整基本体单元高度形成所需要的成形面，实现板料的无模、快速、柔性化成形。

上图为多点成形示意图，与模具成形相比在模具成形中，板件由模具的形面来成形;而多点成形时则由基本体单元的包络面(或称成形曲面)来完成。

多点成形方法与传统模具成形方法的主要区别就是它具有“柔性”特点，即可控制各基本体单元的高度。

利用这个特点，既可以在成形前也可在成形过程中改变基本体的相对位移状态，从而不仅可以实现无模成形，还可以改变被成形件的变形路径及受力状态，达到不同的成形结果。

多点成形设备的这种柔性加工特点，比传统模具成形能为工件提供更多的变形路径，从而能够实现如分段成形、多道成形、闭环成形等诸多特色加工工艺。

目前，经过二十多年的研究，多点成形技术由早期的探索性研究与试验阶段进入了实际应用阶段，在与多点成形工艺相关的基础研究与开发应用方面实现了分段成形、多道成形、闭环成形及薄板成形等多种工艺方法，并且应用于实际生产中。

板料多点成形按成形原理可分为四种基本方式：多点模具成形、多点压力机成形、半多点模具成形及半多点压力机成形。

无模多点成形技术
李明哲;苏世忠
【期刊名称】《计算机辅助设计与制造》
【年(卷),期】2000(000)004
【总页数】1页(P10)
【作者】李明哲;苏世忠
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TG760.2
【相关文献】
1.无模多点成形机的发展及应用 [J], 邓玉山;崔相吉;张庆芳;李明哲
2.无模多点成形技术——板材成形的新理念 [J], 李东平;李东成
3.板材无模多点成形技术 [J], 李明哲;刘纯国
4.“板材无模多点成形装置”技术获中国专利金奖 [J],
5.钛合金板材无模多点成形试验研究 [J], 卜敏;赵升吨;孟祥军
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