由浙江省宁波市重点扶持支持，对标高端装备制造前沿领域的德玛“四维制造”项目，历经8年研发攻关，获得突破性进展。近日，德玛公司总工程师和项目首席科学家李文龙博士宣称，运用“四维制造”理论与技术，其研发团队先后完成了基础理论论证、拓扑数据评估、首台套设备生产、场景化仿真流水线组合等系列研发目标，并先后在中国、美国、日本、欧盟等发达国家和地区获得125项国内外专利，包括58项发明专利。
不久前，作为“四维制造”项目示范工程，总投资逾10亿元的路威轮毂生产线在江西抚州试运行。这条数字化、连续化、自动化的锻造铝轮毂生产线，标志着德玛“四维制造”项目成果进入产业化阶段。
“增减”之间见“真功”——该生产线采用对称一体化结构与模块化生产，力与力矩对消近100%，可降低振幅75%，减少能耗80%，提高刚性度4倍、精度4个几何级，生产效率提高10倍，性能、节能、环保等综合效益提升10倍。与同样投资、同等规模传统企业相比，用地厂房面积降至1/10。传统装备需800至1000名操作工，路威仅需40至50名管理人员。
创新突破“四维制造”带来技术革新
“‘四维制造’技术，以高端装备、工业母机转型迭代为研究方向，以汽车业节减化轻量化‘绿色驾驶’为精准切入目标，摆脱传统固有思维与路径依赖，实现了基础理论和技术方法的突破。”李文龙说。
“四维制造”，是在传统立体化叠加式的“三维制造”基础上，运用关于力对冲与平衡原理，引入全新的力学考量维度，形成的“四维制造”新体系新工作法。“四维制造”项目的投资方，是以生产出口微型轴闻名的宁波精益微型轴有限公司，该公司数十年来累计生产微型轴100多亿只(套)，出口美欧日等30多个国家和地区。
2010年间，公司董事长董祥义在美国考察时发现，汽车轻量化浪潮正在欧美日等发达国家和地区兴起，其中轮胎内廓的金属部件轮毂，出现锻铝轮毂替代钢质、铸铝轮毂的趋势，而中国才刚刚起步。回国后，董祥义与公司管理层、技术经营团队调研论证，于2015年初成立宁波德玛智能机械有限公司，开展该项目的科研攻关与装备研发。
在深入考察国内多家汽车轮毂厂商后，德玛团队发现，这些企业的装备技术与制造工艺比较传统，产品能耗高、生产流程分离、成本风险大，难以适应未来产业化的应用推广。为此，德玛提出，以研发高端专用装备为先期突破口，走自己独特的转型升级之路。
锻造合金铝轮毂需要高效大功率专用锻压机。“我们把原有装备全部拆卸下来，对一个个零部件进行详尽剖析发现，看起来庞然大物的万吨锻压机，真正的受力点就在立柱内的4根螺杆、8只螺帽，依靠螺杆螺帽拧紧的力量，抵挡加工压力，而且锻压机自身还得承受锻造冲击的反弹力。”德玛公司副总经理黄进说。
在研究改进装备结构时，董祥义提出取消四根立柱，运用力对冲与平衡理论，将锻压机设计为2个或4个工位的设想。德玛团队请来专家教授、高级工程师论证发现，在机床装备、工业母机研发领域，引入力对冲与平衡原理具有科学依据，经多方商讨，最后将这一设想命名为“四维制造”工作法，在高端专业装备及锻铝轮毂生产线方面展开攻关。
“四维制造”创新改造锻压机等传统装备，将原来高达16米、重1000吨的立式锻压机翻转着地，变成高仅2米的平躺卧式锻压机，实现锻压机重心下沉，四脚均衡受力，大大提升平稳性系数。研发团队还将锻压机造型设计从原来的长方形，改为线条、外形流畅美观的橄榄型，巧妙安装两个对称工位，成倍提高工作效率。
按传统技术工艺，匹配流水线锻压机的加工能力，需配置4台单工位旋压机，费用高、功效低。“我们采用‘四维制造’技术，成功研制平衡对称的4工位新型旋压机，可节材75%，重量为传统装备的25%，价格为传统装备的25%，功效可提高4倍。”黄进说。
基于“四维制造”的技术与设计理念，德玛团队还将铣削机床从原来单臂悬伸式结构，改为双臂骑跨式设计，加工臂向机位两端延伸。德玛技术总监陈镇说，这样作业时两边铣削刀同时旋转，主轴中心落在中间点，加工产生的震动应力对冲抵消，有效保证设备运行的稳定性，大大减轻自重分量。
新技术的应用立竿见影。铣削机床的主轴箱原来有1吨重，现减为200公斤，节材率达80%;主轴转速原来最高为每分钟7000转，现增加到17000转;铣削深度从原来的2毫米猛增到8毫米，表面精度超过磨床，甚至研磨加工工艺达到11度。
智造赋能产业升级高端化绿色化
生产车间采用自动化封闭式运行，沉重粗长的铝棒，被机械手轻轻抓起，精准放在切割台上，切割成一段段短树桩模样，经高温处理和锻压机碾压成扁圆状，接着多工位旋压机开始运行挤压，毛坯很快初显模样，随后进入全封闭铣削一体化加工中心，送到流水线终端时，一个个锃亮炫目，圆润精美的轮毂挂在成品架上……今年7月，投资10余亿元的德玛路威轮毂生产线开始试运行，这条凝聚着参与者无数心血的尖端科技“惊艳”亮相。
“与传统轮毂企业比较，‘四维制造’拥有全方位的技术优势。”路威轮毂总经理桑建国说，抚州生产线总投入10亿元左右，年产
