中科院破解汽车冲压模具技术难题

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    中科院知识创新工程重大项目“集成化激光智能制造及柔性加工系统”制成, 由中国科学院力学研究所主持的第一批中国科学院知识创新工程重大项目“集成化激光智能制造及柔性加工研究”，经虞钢研究员为首席科学家的项目组三年刻苦攻关，研制出国内首套“集成化激光智能制造及柔性加工系统”，并针对制约我国汽车产业进一步发展的冲压模具使用寿命短、维护费用高这一难题，利用激光与材料相互作用原理并结合智能测量等技术对其表面进行强化处理，从而大幅度提高了大型汽车冲压模具的使用寿命。该技术已提供给上海大众汽车有限公司，并将为企业带来巨大的经济效益。 
    5月18日，以许祖彦院士、关桥院士、周寿桓院士为组长的专家组以及上海大众汽车有限公司相关负责人在力学研究所听取了该项目的鉴定、验收报告会，并参观了该激光智能制造系统，观看了模具强化过程的现场演示。专家一致认为：该项目研究成果整体达到了国际先进水平。鉴于“集成化激光智能制造及柔性加工系统”具有重大的应用前景，专家提出项目成果应继续以汽车模具激光表面强化等领域为突破口，并迅速推广到其他厂家，解决长期困扰我国汽车厂家的大型冲压模具使用寿命问题，进而实现产业化。  
    项目研制出一套“集成化激光智能制造及柔性加工系统”，集成了数控千瓦级工业固体激光器，大范围高精度5轴框架式机器人，模具表面快速智能测量和曲面重构，模具成型工艺参数的数值和物理模拟软件，高功率激光束的空间变换和柔性传输技术，汽车模具激光表面强化技术和物理数学模型，底层控制和CAx过程数据库等。项目具有基础研究与技术发展相结合、激光加工机器人技术与激光制造工艺力学相结合的特色，取得了多项重要进展和创新。该系统可满足3D激光加工和快速成型的需求，实现激光机器人制造与加工过程的智能化、柔性化和模块化，以及信息过程的数字化和控制过程的集成化；可提供具有自主知识产权的技术和装备系统，为汽车车身快速开发提供了关键技术支持。  
    项目研制过程中，充分发挥了中国科学院多学科交叉的综合优势，广泛吸收社会资源，与国内外同行进行了广泛深入的合作与交流，联合攻克了一系列难关。项目组与瑞典勒吕奥科技大学、沈阳自动化所、本所LNM、LHD开放实验室等单位建立了密切合作，在相关国际前沿领域开展了基础和关键技术研究。同时，为了满足冲压模具表面强化这一实际工程需要，项目组与上海大众汽车有限公司随时沟通、密切配合，保证了终端用户对项目研制各阶段的认同。  
    力学研究所作为国家级研究机构，瞄准国际科学技术发展的前沿，开展我国先进制造及相关力学科学技术领域前瞻性、基础性和战略性研究，发现新的力学现象并积累创新技术，为国家急需的激光智能制造工艺力学的探索研究奠定基础，为实现制造业的跨越式发展提供了必备的研究平台。