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2025年电火花成形加工技术研讨会成功举办

发布时间:2025年08月15日 16:55

会议大合影

会议大合影

参观合影

参观合影

8月3日至5日,由中国机械工程学会主办,中国机械工程学会特种加工分会、北京市电加工研究所有限公司、首都航天机械有限公司、北京理工大学、北京信息科技大学、北京科技大学联合承办,中国航天科工集团有限公司数控加工与特种加工工艺中心、北京星航机电装备有限公司、中关村科学城管理委员会、北京中关村科学城创新发展有限公司、北京迪蒙数控技术有限责任公司支持和赞助的“2025年电火花成形加工技术研讨会”在北京中关村国家自主创新示范区展示中心隆重召开。本次会议以“精密智造、高效赋能、融合创新、智联未来”为主题,汇聚了来自全国高校、科研院所、航天航空等企业的百位专家学者与行业精英,围绕电火花成形加工技术的前沿突破、行业应用及未来趋势展开深入研讨,为推动我国高端制造技术创新与产业升级注入新动能。

 聚焦行业痛点 共话技术突破

电火花成形加工技术作为特种加工领域的核心技术之一,在航天航空、高端装备、精密仪器等关键领域发挥着不可替代的作用。随着我国航天工程、大飞机制造等重大战略的推进,对难加工材料、复杂结构件的精密制造需求日益迫切,传统加工技术面临效率低、精度不足、材料适应性有限等挑战。本次研讨会正是立足这一行业背景,搭建起产学研用深度融合的交流平台,旨在破解技术瓶颈,探索创新路径。大会由北京市电加工研究所有限公司总经理郭建梅主持,来自北京市科学技术研究院、中国机械工程学会特种加工分会、北京市电加工研究所有限公司、首都航天机械有限公司、北京信息科技大学、北京科技大学、北京理工大学、中关村科学城管理委员会、中国机床工具工业协会特种加工机床分会、北京迪蒙数控技术有限责任公司等主承办及支持单位的领导嘉宾参加会议。

北京市科学技术研究院副院长邵锦文在开幕式上表示,当前,全球制造业正经历智能化、数字化转型浪潮,电火花成形加工技术作为“工业母机”精密制造的核心支撑,其技术突破直接关系到我国高端装备制造业的自主可控。本次会议汇聚了行业顶尖力量,期待通过思想碰撞,形成一批可落地的技术成果与合作共识。

中国机械工程学会特种加工分会秘书长徐均良表示,本次研讨会不仅代表着我国电火花成形加工技术的前沿水平,更凝聚了产学研用协同创新的共识。希望与会代表通过会议加强合作交流,促进基础研究与产业需求的对接,推动技术标准与国际接轨,培育复合型人才队伍,让精密智造技术更好地赋能国家重大战略实施。

前沿技术亮相 破解精密制造难题

为期两天的会议中,20余位专家学者围绕电火花加工机理、复合加工技术、智能化工艺优化、行业发展趋势等方向发表主题报告,展示了一系列引领行业发展的原创性成果。

在航天领域应用探索方面,首都航天机械有限公司总工艺研究师王福德博士带来了《面向增材制造的新材料与新结构在航天领域的应用探索》报告。他介绍,首都航天机械有限公司自2012年开展增材制造技术研究以来,已构建起“设计-材料-工艺-装备-标准”全链条技术体系,突破了激光粉末床熔化、电弧定向能量沉积等关键技术,成功应用于40余个航天型号。王总强调:“未来我们将聚焦大型构件高效低成本制造、创新结构一体化成形等方向,进一步推动增材制造与电火花加工技术的融合应用,为航天装备轻量化、高性能化提供技术支撑。”

针对难加工材料加工效率与质量瓶颈,山东大学教授张勤河团队的“电弧高效放电加工技术机理研究”成果引发广泛关注。该研究通过理论与实验结合,揭示了放电电流、脉宽等参数对材料蚀除效率的影响规律——当脉宽超过8ms后,蚀除体积增长趋缓,而正极性加工可使材料去除率提升30%以上。张教授表示:“我们构建的放电通道电磁热流多物理场耦合模型,与高速观测结果高度吻合,为电弧加工技术在航空发动机叶片、涡轮盘等关键部件制造中的应用提供了理论支撑。”

大连交通大学刘宇教授团队则针对颗粒增强金属基复合材料(PRMMCs)加工难题,开发出高低压复合电火花喷爆加工技术。通过优化放电能量与冲液方式,该技术使加工效率提升198.6%,电极损耗率降低50%以上,表面粗糙度改善76%,为高端装备关键部件的高效精密加工提供了新方案。

 来自上海理工大学的长聘三级教授王艳在《多能场辅助电火花加工机理及其跨尺度表面层微观组织及性能研究》报告中提出了一种新型的超声(US)和磁场(MF)辅助慢走丝电解电火花(WEDM-ECM)复合加工技术:与传统的线切割相比,该复合加工将SML的平均晶粒尺寸减小了 81.86%,改善了晶粒均匀性,高角度晶界(HAGB)比例达到 73.6%,模拟误差为 17.5%,重铸层 (RL)厚度减少 51.0% ,接触角提高了7.5%,改善了表面质量,增强了疏水性。该项研究揭示了晶粒细化在SML强化中的关键作用,表明US-MF辅助WEDM-ECM复合工艺在优化SML转变机制方面具有广阔的应用潜力,为未来高性能材料的精密加工提供了重要的理论支持。

南方科技大学赵永华研究员针对大口径碳化硅晶圆加工挑战,提出了一种新的容性电极放电加工方法,用于对切片后的大尺寸SiC晶圆进行平整化减薄加工。该容性电极可划分为近乎无限数量的单元,显著降低工作间隙的电容,并能产生大量具有纳秒级脉冲持续时间(<200 ns)的并列放电,且不受晶圆尺寸增大的影响,为实现高效率和高表面光洁度加工提供了有效方法。

针对增材制造过程中表面缺陷问题,北京理工大学李朝将教授团队提出了一种干式电化学抛光方法,利用携带微量电解液的小球作为导电介质,达到金属增材制造的复杂结构 Ni、Fe 系列高性能合金零件的高精度抛光。具有传统电化学抛光非接触、无损伤、不受材料机械性能限制的优势,并且不产生电解废液,实现了绿色制造。

针对航空涡轮叶片气膜孔加工定位偏差难题,北京市电加工研究所有限公司王帅锋介绍了基于三维点云数据的叶片型面检测与定位方法,采用线激光扫描仪开展非接触式型面检测与定位,气膜孔位重建精度可达0.072mm,实际孔位平均加工精度达 0.071mm,较传统接触式定位方法精度大幅提高,为复杂曲面零件的高精度加工提供了有效可靠的解决方案,对提升航空发动机热端部件服役性能具有重要实践价值。


智能化与标准化并行 夯实产业升级基石

在制造业数字化转型的大背景下,电火花加工技术的智能化升级与标准化建设成为本次会议的焦点议题。

中国石油大学(华东)二级教授刘永红在《面向2035的电火花加工技术发展浅析》报告中指出,我国电火花机床产业虽已取得长足进步,但在高端装备可靠性、核心工艺软件自主化等方面仍存短板。他结合《面向2035特种加工技术路线图》,提出需重点突破电火花微细加工、高效放电加工等四大技术方向的关键瓶颈,并以山东豪迈机械科技股份有限公司为例,分享了企业通过工艺创新实现高端轮胎模具高效加工的实践经验。“科技工作者应聚焦国家需求,从基础理论、装备研发、标准制定多维度发力,推动技术成果产业化。”

携汇智联技术(北京)有限公司CEO陈振华则详解了我国自主研发的数控装备互联通讯标准NC-Link。携汇智联聚焦新一代智能制造系统对“高效互联、语义一致、智能协同”的底层数据能力需求,面向工业现场“设备异构、协议碎片化、信息割裂”等长期制约智能化发展的关键瓶颈,系统开展数控机床统一数据架构研究。NC-Link填补了我国在智能装备数据语义标准与结构化互通技术方面的系统性空白,在国际上,与OPC-UA,MTConnect等国际机床通讯协议形成“三足鼎立”态势,为智能工厂构建统一数据架构莫定了基础,夯实我国在工业软件、工业智能体与智能制造领域的底层数据基础与标准话语权,为制造业数字化、智能化、柔性化升级提供关键支撑。

上海交通大学博士研究生高明昊提出的“电火花成形加工工艺智能优化框架”同样备受瞩目。该团队提出了一种融合有限元仿真、正交试验和机器学习的智能优化框架,以提高加工效率和表面质量。通过建立热-力耦合仿真模型,分析了峰值电流、脉宽和脉间对材料去除量和表面质量的影响规律。采用XGBoost、SVR等机器学习方法,结合贝叶斯优化、3σ异常值处理等方法,构建了具有较高预测精度的工艺预测模型。通过NSGA-III多目标优化算法实现了参数寻优,并通过实际加工试验验证了模型推荐参数的有效性与泛用性。

 

产学研深度融合 赋能重点领域应用

本次研讨会的一大亮点是紧密结合航天航空、高端装备等国家重点领域的实际需求,展现了技术创新与产业应用的深度融合。

北京动力机械研究所研究员王永飞在报告中介绍了电加工及其复合加工技术在飞航动力装置制造中的突破。飞航动力装置广泛采用新结构、新材料,结构功能一体化集成度高,但强干涉结构和难加工材料的应用也带来了机械加工刀路规划困难、刀具悬伸长、切削应力大、加工效率低等问题,是飞航动力装置零部件制造的核心难点。电加工及其复合加工技术具有工具设计自由度高、加工效率不受材料硬度影响、加工应力小、组合加工效率高等优点,有利于实现飞航动力装置新结构、新材料零部件的高效、高质量、低成本制造。 

西北工业大学罗明教授在《航空复杂制造过程中的工艺智能化技术及应用》报告中分享了面向航空领域整体叶盘、叶片、机匣等复杂零件的智能加工技术。罗教授针对面向加工过程的精度及变形控制等需求,介绍了制造过程的数据处理、数据驱动的工艺优化方法、智能化工艺装备及其应用等,为工艺智能化方法在成形、特种加工等领域的实践应用提供了生动案例。

针对闭式整体叶盘流道多轴联动电火花加工过程中,由机床运动轴的不良动态特性引起的放电不稳定、加工效率低下问题,上海交通大学奚学程副教授团队开展了研究,建立了机床主要运动轴的动态特性模型,通过模糊自适应PID调整算法离线优化机床运动轴的动态特性,使运动轴能够准确执行数控系统的运动指令,改善了加工过程的不稳定放电问题。优化后流道各加工阶段加工性能均得到显著提升,平均放电率上升51.08%,加工时间减少了43.76%,为闭式整体叶盘高效加工提供了新方法。

南京航空航天大学副研究员王玉弟报告了“先进航空器复杂型孔电火花-电解无重铸层高效复合加工技术”,针对先进航空器对复杂型孔无重铸层高效制造的迫切需求,南航电化学制造团队在国际上首创了电火花-电解复合加工技术,可以实现孔类结构无重铸层、无微裂纹、无热影响区高效加工。

此外,针对航空发动机涡轮叶片气膜孔加工这一世界性难题,北京航空航天大学博士生张国兴提出基于极间放电状态分析的穿透检测方法,通过实时监测电信号变化,实现了气膜孔加工穿透时刻的精准判断,完孔率达100%,避免了传统加工中易出现的“背伤”问题;广东技术师范大学研究生陈相甫则通过在去离子水中加入TiC粉末,并采用直径为620 μm的紫铜棒作为电极进行混粉电火花加工。通过加工参数的调整,将Ti-6Al-4V合金微孔单边加工间隙缩至29μm,型腔加工表面微裂纹被显著弱化,为钛合金构件的精密加工提供了新方法。

 

实地探访创新成果 展望未来发展

8月5日下午,参会代表集体参观了中关村国家自主创新示范区展示中心,实地感受北京市以科技创新引领新质生产力发展的最新成果。作为中关村乃至全国科技创新的“窗口”,展示中心集中呈现了人工智能、高端装备、新材料等领域的前沿技术与产品,引发代表们的热烈讨论。

此次研讨会的成功召开,为我国电火花成形加工技术的创新发展搭建了展示的平台,也为行业专家、企业代表搭建了长期合作的桥梁。随着技术的不断突破与应用的持续深化,我国高端制造领域的自主可控能力将进一步提升,为制造强国建设注入强劲动力。

(北京市电加工研究所有限公司)