一、 项目简介本项目开发的复杂空心构件精密成形技术及装备是满足“十三五”规划制造业升级要求和“中国制造2025”中长期目标的创新型核心关键技术，包括三维自由弯曲成形技术、多自由度精密旋压技术、自适应优化液压胀形技术。三维自由弯曲系统能实现管材、型材、线材在各种弯曲半径条件下的高精度无模连续弯曲成形，多自由度精密旋压系统能实现板材和管材非对称件旋压成形、高温合金阶梯管冷旋压精密成形，自适应优化内高压胀形技术及装备能通过设备自身的工艺参数自适应优化实现空心管件的精密成形。南京航空航天大学先进材料及成形技术研究所重点着眼于三项技术在航空航天复杂弯曲构件、核电站核岛用高性能金属构件、交通运输设备高精度空心构件的潜在应用，在工艺精确解析、有限元仿真及在线迭代优化以及关键技术装备研发方面开展了系统的研究工作。现已成功研制出三维自由弯曲成形装备、多自由度精密旋压装备、自适应优化液压胀形装备，取得了大量相关技术成果。二、主要技术指标1、所能实现的管材最小弯曲半径为3D；2、管材弯曲角度0°-360°；3、管材不同弯曲段之间的空间偏转角0°-360°；4、能满足螺旋形弯曲等复杂弯曲形式；5、阶梯管内外表面粗糙度达到12级6、旋压管件尺寸误差小于3%7、核级空心构件加工质量远超过ASTM标准三、应用领域及市场前景各种复杂形状的空心件在航空航天、核电、汽车、舰船、石化、建筑以及其它民用工业等诸多领域具有广泛的应用，对于降低产品的生产成本以及减重方面发挥着重要的作用。本课题组开发的系统则能实现板材、管材、型材、线材在各种复杂形状条件下的高精度成形，对传统金属成形技术形成了巨大的挑战，是塑性成形领域的公认的重要的技术创新。 图1 自主研发的三维自由弯曲成形系统 项目组研制的三维自由弯曲成形系统如图1所示。设备的局部细节如图2所示。 图2 三维自由弯曲系统局部细节图本项目组采用该三维自由弯曲成形系统进行了多种复杂空间弯曲构件的成形试验，成形出的复杂空间弯管如图3所示。 图3 成形出的复杂空间弯管基于该工艺解析方法，本课题组进行了多种形状，多种材料复杂空间弯曲构件的自由弯曲成形有限元仿真，如图5所示。 图5 复杂空间弯管成形过程有限元仿真 图6 多自由度精密旋压机 图7 非对称旋压构件 图8 航空发动机用高温合金阶梯管自适应优化内高压胀形设备及成形构件，如图9和图10所示。 图9 自适应优化内高压胀形设备 图10 自适应优化内高压胀形成形构件