驱逐舰高颜值背后“神器”：世界首台复杂曲面船板三维数控弯板装备

据《科技日报》10月10日报道，中国第一艘万吨舰艇055型导弹驱逐舰于6月28日在江南造船集团正式下水。而已经拥有152年历史的江南造船集团，为何能造出一艘艘线型越来越流畅的新型驱逐舰？江南造船集团董事长林鸥最近公开提及了他们的一个“神器”――世界首台复杂曲面船板三维数控弯板装备。



图为央视首次公开055型导弹驱逐舰全貌 图片来源：央视新闻截图



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不久前，中国第一艘万吨舰艇055型驱逐舰在江南造船集团正式下水。   

细心的粉丝们发现，从这家拥有152年历史的古老船坞里驶出的一艘艘新型驱逐舰的线型越来越流畅。原因何在？

除了焊接技术上的突破之外，江南造船集团董事长林鸥最近公开提及了他们应用的一个“神器”――世界首台复杂曲面船板三维数控弯板装备。



图为世界首台复杂曲面船板三维数控弯板装备工作现场  图片来源：科技日报

产学研联合，突破成形技术瓶颈

复杂曲面船板成形是船舶工业普遍面临的一个技术瓶颈。多年来，国内外船厂对曲面分段中的三维曲面（双曲度）船体外板进行加工，一直是采用人工操作的方式。由于依赖操作人员的技术和经验，技术复杂，工作条件差，熟练工人日渐缺乏，加之存在生产效率低、污染环境等问题，已成为现代化造船的生产瓶颈。一些用于军舰的特种钢不能采用水火弯板工艺，其加工成形的难度更大。

为了破解这一难题，由山东硕力、武汉理工大学、江南造船（集团）有限公司组成的产学研联合体研发团队，在数字加工的基础上进行智能研发，最终实现复杂曲面板材加工的数字化、自动化、智能化。他们研发的“复杂曲面船板三维数控弯板装备”集成了机、电、液、控、光技术，实现了造船领域从设计到加工的统一数据源的贯通，是造船领域的一项重大工艺变革，是世界上少有的大规模投入使用并且可以实现船体外板数字冷弯成形的成套装备。

自动化“当家”，生产效率提高10倍

“这是具有自主知识产权的核心技术。”国内船舶结构力学界的权威吴有生院士、机械工程专家段正澄院士如是评价。在实地观摩过该装备之后，他们发现：这项技术首次将“自动化”引入整个船体外板加工环节，使用专门的计算和控制软件自动进行船板成形加工，在满负荷生产的情况下该技术每天可取代54名工人，生产效率较传统方式提高10倍以上。

记者了解到，外板加工属塑性变形，弯曲过程会产生回弹，也容易产生褶皱变形，自动化成型尤为困难。山东硕力董事长焦涛表示，该设备采用具有自主知识产权的金属板件三维数控冷弯成套技术以及“快速逐步逼近弯曲成形法”“基于非均匀有理B样条曲面重构法”等技术解决了上述问题。

如今，这项技术不仅在江南造船厂“落地开花”。“十一”过后，相关装备即将装车运往我国重要的船工基地――武船重工的车间，而威海中清智能科技公司的订单也在紧锣密鼓地进行中。“中国6大国有造船厂，我们的装备已进入了3家。”焦涛告诉记者。

（王延斌/科技日报）