你知道蒙皮吗？

它就像飞机的“衣服”

蒙皮曲面壁薄、形状复杂

最薄之处如同蛋壳

如何才能将一张铝合金蒙皮

精雕细琢做成“衣服”

这项技术在全球也仅有三家企业拥有

本期《科学来啦》邀请到上海拓璞数控科技股份有限公司技术总监 姚彬，带大家了解一项全球领先的“中国制造”——镜像铣技术，揭秘在“鸡蛋壳”上的高精度“舞蹈”。

蒙皮到底是什么？

顾名思义，蒙皮就是蒙在航空航天器身上的一层皮肤。具体到航空飞机上，蒙皮就是包裹在飞机骨架结构外的金属合金或者复合材料薄壁件，大家在航展上看到的还未涂装的飞机身上用铆钉固定的就是飞机蒙皮。

图片来源网络

蒙皮的主要功能是形成飞机的气动外形，给飞机提供升力。蒙皮是决定飞机疲劳寿命的主承载零件，占机身面积的80%，重量的21%。所以说，蒙皮的加工技术，是飞机制造的关键基础技术之一。

大飞机蒙皮、火箭箱底

为什么要够薄够轻？

在航空航天界有一句“名言”：“要把一克重量送上天，需要花费一克黄金。”只有这些飞行器自身的重量降低，才能提升他们的飞行载重能力，通俗点说就是载更多的人和运更多的货。所以不管是飞机制造，还是火箭研制，都要求蒙皮和箱底要够轻够薄。

铣削是什么？

那如何才能让蒙皮、箱底足够轻薄，这就要运用镜像铣削技术，而铣削则是镜像铣技术的核心过程。

拓璞数控研制的技术在加工飞机蒙皮或火箭箱底时，采用双五轴十连动的控制方式，支撑侧五轴携带着多种传感器和支撑头，对工件起到实时测量和支撑的作用，而铣削侧五轴带着主轴和专用刀具，对工件进行减薄加工，起到控制加工特征和精度的作用。支撑侧和铣削侧在运动过程中，一直处于同步状态，就像镜子中的影像一样，二者动作完全一致，这对机床的控制精度要求很高，要像“大足球场上同时快速奔跑的两个运动员，脚下的两个足球必须达到完全相同的轨迹”。

这样的同步镜像铣削，保证了蒙皮和箱底的轻薄加工，拓璞数控镜像铣技术能加工的最薄工件厚度甚至可以达到差不多和鸡蛋壳一样薄。铣削完成后，原始工件的90%以上重量将被去除，经检验合格，才能最终被装上飞机和火箭。

传统化学铣和镜像铣的区别

过去，为了加工一张飞机蒙皮，需要将其放在化学试剂里浸泡腐蚀，通过22道化铣工序，制作完成后也会伴生大量污染物。如今，通过高精度数控机床，以及“一托一刀”的对称精准同步运动设计，拓璞数控实现了在“鸡蛋壳”上的高精度“舞蹈”，加工出壁厚均匀、精度一致的高质量飞机蒙皮。

自主研发

突破镜像铣核心技术

据悉，镜像铣技术是上海交通大学、上海拓璞数控科技股份有限公司等单位历经10年联合研制成功的创新产品。飞机蒙皮均为超薄零件，加工过程中极易出现壁厚不均、铣穿扎洞等问题，拓璞数控团队发明了实时跟踪工件法向的超声动态测厚与闭环控制技术，测厚精度较国际水平提升4倍，可加工最小壁厚范围提高30%，壁厚精度提高5倍，满足了我国飞机超薄蒙皮高精度制造的需求。

关于镜像铣的这项核心技术，拓璞数控拟定了三条技术路线，第一条是买世界最先进的部件，第二条是与国内顶尖厂商合作研发，第三条是攻坚克难拓璞自研。

几经折腾，采购世界最先近的部件仍达不到镜像铣性能提升要求，与国内专业厂家的联合研发也以厂家研发失败而告终。最终，他们决心组织攻关团队自主研发，经过一年的努力，终于成功实现了加工壁厚的高精度控制。

该技术不仅专业应用于镜像铣加工场景，核心参数也全面领先竞争对手，还实现了零部件全国产化。充分证明，核心技术买不来，而是需要企业自身做好技术沉淀去孕育出来。同时该技术也推动了我国的飞机和火箭制造技术与国外保持同步，缩短了与国外先进制造水平的差距，打破了国外“卡脖子”技术封锁。

科技创新

寄语青少年

镜像铣技术对于青少年来说虽然距离遥远，深奥难懂，但只要夯实科学知识，相信在未来会有属于你们的创新研究。让我们一起听听姚彬老师对大家发起的倡议：

倡议一：在学校里把基础的科学技术知识学扎实，同时具备交叉融合的能力，能解决实际中的问题；

倡议二：在学习中要注重动手能力，一定要通过实践来验证理论的应用场景，考虑工程实践中的实际问题；

倡议三：树立崇高的理想，未来为祖国的顶尖技术发展贡献自己的力量，只要咱们的青少年强大了，我们的科技一定会自然而然地强大起来。

每一项技术的更新迭代

都是在推动我国空间探索事业的发展

希望屏幕前的你

也有敢于探索的勇气

在未来扛起这份使命与担当

如果你想了解更多

关于这项全球领先的“中国制造”

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编辑：陈心如

供稿：区科委科协、拓璞数控

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