1.5 柔性板材渐进成形技术发展趋势

柔性板材渐进成形技术作为一种新型的柔性成形工艺，已引起国内外学者的广泛关注，作为一项多学科交叉的成形工艺，它的发展可推动相关学科尤其是快速成形技术和塑性加工理论的发展，初步的工业应用也显示出该技术具有广阔的应用前景和巨大的开发潜力。结合目前柔性板材渐进成形技术的研究现状，对其发展趋势展望如下。

1.渐进成形数字化、智能化

在渐进成形设计、制造层面引入数字化、智能化技术有助于实现新的设计流程和设计方法，实现面向实际工况的智能决策与加工过程自适应调控能力，提高成形质量。针对渐进成形技术，研究成形工艺与产品质量的在线感知方法、成形质量的闭环与自适应控制技术、成形过程的数据挖掘与深度学习方法等。

2.激光加热辅助渐进成形

激光加热使成形过程中材料的屈服应力和回弹变形减小，提高了成形精度和成形极限。采用激光加热辅助渐进成形的成形件残余应力也明显降低，从而使解除装夹后的成形精度得到保障。该工艺过程增加了辅助加热设备及工艺参数的设置难度，仅适用于简单形状的单点渐进成形过程，因此具有一定的局限性。

3.电磁辅助渐进成形

电磁成形的成形速度较大，这使传统冲压技术所带来的成形精度与表面质量问题得到了很好的改善。鉴于电磁成形的设备能量不足、线圈寿命较短等问题，电磁成形的应用具有局限性。为此，将高精度、可成形大型复杂零件的渐进成形技术引入到已经得到应用的电磁成形中，形成电磁辅助渐进成形复合技术，其原理是采用电磁线圈代替刚性工具头，利用脉冲电流产生的磁场力，通过逐次移动逐次放电的方式，完成渐进成形的分层、逐点加工。利用成本低廉、易获取、可替代的小型线圈代替对尺寸和精度都要求较高的刚性工具头，并借助渐进成形的思想完成大型复杂形状零件的柔性加工，使电磁无模成形技术的应用范围进一步扩大，并降低了原有渐进成形工艺对成形设备的要求。

4.电加热辅助渐进成形

局部自阻电加热（电加热辅助）渐进成形工艺的基本原理是将电源、工具头、夹持柄、板材、模具和成形夹具串联成通电回路，并采用绝缘装置将电流回路与机床进行可靠的绝缘。根据所需工艺条件，选择合适的电压和电流值对板材进行局部加热，由通过工具头与板材接触区的可控电流产生电阻热进行材料的局部软化，提高材料的屈服强度并降低相应成形力，解决钛合金和镁合金等广泛应用于航空航天领域的材料在常温下成形难、现有加热方式复杂又昂贵的难题。此工艺在实时温度监控、回弹和变形的数值模拟方面还需进一步探索与研究。

5.水射流渐进成形

水射流渐进成形的原理是按照目标成形件的形状，生成数控机床所能识别的程序代码，进而控制高压水射流使其按照预定轨迹逐层将板材加工成理想形状。以高压水射流代替传统渐进成形工具头，具有灵活性好、柔性大、成形后表面质量好、加工工具要求简单、价格低廉易推广等优点。采用水射流成形也带来了新的问题，如压力控制决定的成形精度比较低，水射流直径较小会导致成形时间较长，高速度溅射易导致能耗较大等。

6.超声辅助渐进成形

超声振动能够有效降低设备成形力，提高材料成形极限，改善成形零件质量。目前，在板材渐进成形工艺中施加超声振动已有初步研究，超声辅助渐进成形有望改善薄板材渐进成形中材料塑性流变特征，解决传统渐进成形中表面质量差、精度及成形能力不足等问题，是一种有潜力的金属薄壁板材零件的柔性渐进成形制造手段。超声辅助渐进成形中超声振动幅值和频率对软化效应的微观影响机理尚未明确，缺乏有关超声振动下金属板材局部渐进变形机理的基础研究，超声振动在板材渐进成形中对成形力、接触状态、微观组织、残余应力分布等方面的影响及作用机制也亟待探究。