近日，国产大飞机蒙皮制造取得新的技术突破。记者从上海拓璞数控科技股份有限公司获悉，这家企业研发的双五轴镜像铣装备实现了航空蒙皮“一次扫描、连续加工”，较镜像铣传统加工时长缩短80%以上。其中，6米×2米×2毫米典型蒙皮滚弯件的全特征加工时长缩短至3小时以内，4米×3米×6毫米典型蒙皮滚弯件的全特征加工缩短至4小时以内，壁厚误差控制在-0.04毫米—0.07毫米，同时可保证轮廓加工精度合格。

上海拓璞是国内唯一一家、全球三家之一的研制出双五轴镜像铣并实现工程化应用的企业，已在航空航天领域交付27台/套镜像铣装备，为我国航空航天薄壁件的绿色制造提供了有力支撑。去年，上海拓璞董事长兼总经理、上海交通大学教授王宇晗带领团队完成的“航空航天大型曲面蒙皮/箱底双五轴镜像铣削技术与装备”项目获得上海市技术发明奖特等奖。

攻克镜像铣加工“鸡蛋壳”难题

王宇晗教授介绍，国产大飞机和运载火箭对可靠性、轻量化、大载荷的性能提出了很严苛的要求。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%。国产大飞机的蒙皮采用轻量化、高强度的铝锂合金材料，需要减薄加工出10层厚度，最薄仅和鸡蛋壳差不多。传统的化学腐蚀铣工艺很难达到这一要求，而且会带来很大污染。

污染大、效率低的传统化铣

在航天领域，燃料贮箱箱底是火箭发射载荷的主承力零件。新一代运载火箭采用液氢液氧燃料，需要保障贮箱在极端低温条件下的承载能力，所以必须用整体箱底代替传统拼焊箱底。

飞机蒙皮和火箭燃料贮箱箱底都属于大尺寸、大柔性超薄曲面，为了破解这两个制造难题，王宇晗团队从2010年起，在上海市重大技术装备研制计划的支持下，走上了攻关镜像铣技术的道路。

镜像铣装备堪称加工大尺寸、大柔性超薄曲面的神器。它将蒙皮等加工对象作为镜面，其两侧分别是铣削刀具和支撑测量装置，后者能起到局部支撑作用，增加蒙皮等零件的刚性。支撑测量装置和铣削刀具必须做准确的同步运动，并在加工过程中根据零件的厚度、刚性变化实时调整铣削力度，才能在加工薄壁件时不把零件扎破。

飞机蒙皮镜像铣削加工

2013年研制出火箭箱底镜像铣样机，2016年研制出飞机蒙皮镜像铣样机，采用壁厚仅1毫米镜像铣箱底的运载火箭2022年完成首飞……上海拓璞在工信部、国家自然科学基金委、上海市经信委、上海市科委和闵行区政府的支持下，过去10年来取得一系列突破，终于成为全球掌握镜像铣技术的三家企业之一。

在制造车间，记者看到了双五轴镜像铣装备的加工场景：一张巨大的飞机蒙皮，竖立在机床加工室里。一台镜像铣装备的两个机械装置从左右两边对准蒙皮，通过同步运动进行铣削加工。“这种镜像铣装备的加工精度非常高，蒙皮两边的铣削刀具和支撑测量装置同步快速运动，要像镜子两边的物体和影像那样，保持高度一致。”王宇晗说。

镜像铣加工现场

高校支持教授长期“离岗创业”

谈及企业在先进制造业领域打破国外垄断的原因，这位既做董事长、又当教授的科学家说，上海交大支持他长期离岗创业，是一个重要因素。

对高校而言，教师离岗创业是一种比较难落地的改革举措，这方面的成功案例并不多，然而十多年前，王宇晗就通过学校“特批”走上了这条道路。为此，他对上海交大老校长林忠钦院士十分感激，因为林校长支持他将大量时间用于办企业，为高水平科技成果的转化和产业化开辟了绿色通道。

据介绍，上海拓璞是由5位上海交大博士与机床行业企业家、工程技术人员联合创立的，他作为交大教授，常年深度参与企业研发和管理工作，并带领博士和研究生开展产品技术攻关。目前，公司已研制出智能制造的八大板块产品，包括中小五轴联动数控加工中心、龙门五轴加工中心、卧式五轴翻板铣加工中心、碳纤维轻量化超高精度加工中心、机器人自动制孔设备、大型搅拌摩擦焊接、双五轴镜像铣加工系统等。

双五轴机床镜像铣削原理

在16年的企业发展历程中，王宇晗对科研人员创业有不少感悟。第一个感悟，是要专注，创业团队应坚持科技成果转化和产业化的战略方向，承担高校科研人员从事前沿研究、攻关核心技术的使命，“不能只想着赚钱”。

第二个感悟，是要有产品思维，完成从科研人员到产品开发人员的角色转变。“技术研发和产品开发是不一样的，高校老师创业后，要学习如何开发产品。”王宇晗回忆，“完成第一轮融资后，我们研发出精度达标的五轴机床，没想到客户退货，说机床漏水跑油。这是质量问题，与核心技术没什么关系。后来我发现，开发产品的经费投入是攻关核心技术投入的10倍以上。”

第三个感悟，是要懂企业研发管理，完成从科学家到企业家的角色转变。近年来，上海拓璞研发人员增至200多人，数百个项目同时运行。规模扩大伊始，由于公司没有成熟的管理体系，出现了交货延期、产品质量不稳定等棘手问题。痛定思痛，王宇晗带领团队学华为、学管理，建立了研发组织流程和质量控制体系，让公司重新走上正轨。

上海市科委科普项目资助（项目编号：23DZ2305200）