在航空航天界，有一句至理名言：“要把一克重量送上天，需要花費一克黃金。”包裹在飛機外殼的蒙皮，為了降低減輕重量而被加工成如同雞蛋殼一樣薄，以至於只要用手指輕輕一壓，蒙皮就會發生變形。

過去，為了加工一張飛機蒙皮，需要將其放在化學試劑裡浸泡腐蝕，通過22道化銑工序，產生大量汙染之後才能製作完成。如今，通過高精度數控機床，以及“一託一刀”的對稱精準同步運動設計，上海拓璞數控科技有限公司實現了在“雞蛋殼”上高精度“舞蹈”。

2022年度上海市科學技術獎技術發明特等獎項目負責人同時也是企業創始人、上海交通大學機械與動力學院教授王宇晗說，將高精尖技術從實驗室轉化到企業最終走向市場的“習舞”之路，是一條充滿荊棘的道路，也是一條充滿希望的自主創新之路。

自主研發，突破鏡像銑核心技術

蒙皮佔據飛機機身面積的80%，卻只佔飛機總重量的21%。傳統蒙皮加工用化銑，但汙染較大，控制精度也不高。隨著輕量化高強度鋁鋰合金材料用於蒙皮製造，需要減薄加工出10層厚度，最薄僅與雞蛋殼相當。而我國新一代運載火箭採用液氫液氧燃料，要求在燃料箱底採用整體成型而非焊接技術。這兩種關鍵零部件的生產，也只能採用鏡像銑技術，通過銑削與鏡像支撐雙側同步運動實現加工。

“一託一刀”聽上去容易，但要實現高精度控制，可絕非易事，這需要精細到毫釐的準確定位，否則就會“謬以千里”。為了解決鏡像銑核心技術，拓璞數控最初希望購買全球最先進設備，但他們很快發現採購來的設備要麼達不到精度要求，要麼就是在軟件控制等關鍵技術上進行了“閹割”。在與國內專業廠家聯合開發無果之後，企業果斷選擇了最為艱難的自主創新之路。

王宇晗清楚地記得，剛開始投入自主研發時，鏡像銑把工件銑穿的事故，如同家常便飯，幾乎天天都會發生。在不斷研發過程中，研究團隊給鏡像銑安裝了壓力、厚度、位移等各種傳感器，同時不斷迭代更新控制軟件。慢慢地，銑穿工件的出現頻率不斷降低，直到完全歸零。此後整整3年裡，再沒有出現過一次。

隨後，研究團隊提出了應力線封閉的空間框中框新構型，發明了臥式雙五軸裝備新結構和雙五軸空間精度和同步精度檢測儀器，鏡像銑空間精度、同步精度達到國際領先水平。

“新技術的突破得益於上海交大的學科優勢、多領域人才優勢。”王宇晗回憶起起步之初，不由得感慨萬千，“2005年，五軸數控機床還是一個神秘的設備，我們做研究的都沒有看到過。正是這些年來，國家包括上海對於科技的巨大投入，讓我們有信心不斷追趕前沿技術，也讓我們成為全球三個能夠提供大型曲面蒙皮/箱底雙五軸鏡像銑削技術和設備的企業之一。”

填補短板，實現技術到產品的升級

從核心技術突破到產品被市場接受，這需要選擇創業的科技人員轉變自身的思維。“我很感激上海交大支持科技人員創業，給了我將科技成果轉化的機會。”王宇晗說，科技人員創業一要堅持專注，最大限度發揮自身專業優勢和方向，不能哪裡有錢賺就去哪裡；二是要學會轉型，從學術研究和發表論文，轉型到企業管理和產品管理。

2019年，拓璞數控下達裝配國內首臺超大行程雙五軸鏡像銑的任務。公司的場地無法滿足場地要求，只能臨時租借場地。但在即將迎來客戶驗收時，機床幾何精度和定位精度始終無法調試合格。企業技術人員連夜趕到現場，半夜進行測量檢查，結果定位精度竟然直接合格，一晚上的檢查測量也沒有復現不合格的狀態。一直到清晨，正當大家在對著激光干涉儀數據思考時，一輛客車的鳴笛聲打破沉靜，這時干涉儀數據出現明顯波動。原來是廠房旁邊的公路上經常有卡車經過，帶來的振動造成誤差。找到原因後，技術人員重新調整計劃，將精度調試優化的工作全部排在晚上進行，經過一週的挑燈夜戰，順利完成設備驗收。

2021年是臥式航空鏡像銑規模化應用的開始。王宇晗親自帶隊駐紮現場，連續兩個月與研究團隊一起奮戰至凌晨2點左右。一次設備加工蒙皮時，突然出現異常。王宇晗迅速判斷是刀具的質量不穩定，在更換新刀具之後，加工質量很快穩定下來。

如今，拓璞數控研製的全球首臺立式雙五軸鏡像銑裝備，加工角度範圍較國際水平提高70%，加工的最薄壁厚僅為一張身份證；研製的全球尺寸最大的12米臥式雙五軸鏡像銑裝備，空間精度比國際水平提高1倍，解決了大尺寸蒙皮精密加工難題；發明了柔性裝卡-在機建模-加工規劃成套工藝系統與軟件，實現了任意形狀蒙皮的快速裝卡與自動化生產，大大提升了加工效率。

目前，

拓璞數控已經銷售25臺鏡像銑裝備，

銷售額達到7.7億元，

成為國內高端機床銷售額全國第一。

“高端工業母機一直是中國工業的短板。”

王宇晗希望能進一步推動

高端數控機床國產化，

為做強中國工業

貢獻科學家和企業的力量。