运20使用喷丸成形技术制造超大型零件，这个消息背后有着有趣的原理，跟我国章丘铁锅的制造过程还有些联
系，只不过该技术此前只有美国几个公司掌握并垄断。那么这种跟造锅类似的技术，有何难度？对大飞机生产又
有什么重大意义？
【运20研制成功的背后，是大量不太被人了解的高新加工技术的支持】
央视披露了运20“鲲鹏”运输机生产相关细节，提到超临界机翼壁板，
对强度和韧性的要求非常高，因此零件加工过程使用了【喷丸成形】的独特技术。经过喷丸加工之后，部件抗疲
劳寿命会增加数十倍以上。
乍一听这个技术云山雾绕，有些黑科技的意思，但其实与我国著名的章丘铁锅制作工艺，还真有些相似。
先说下什么叫喷丸。加工技术里，有喷砂、喷丸、抛丸三种看似差不多，但需求几乎完全不同的工艺。
虽然都是靠喷出固体进行加工，喷砂主要用于除锈打磨，喷的是带棱角的砂砾，相当于是用一个砂轮不断打磨零件。
喷丸或者抛丸则是用硬度很高的小钢球或特种陶瓷球，对零部件表面进行强度加工，通过不断撞击金属表
面，增加材料韧性强度。其中，喷丸是压缩空气驱动钢球运动，加工过程较为精确，加工速度会慢一点。抛
丸是用飞轮抛射钢丸，一般用于不那么精密的大批量处理。
【喷丸撞击形成小陨石坑，增加了零件表面积，也在坑附近产生了残余应力区，能承受更多的形变而不受内
伤，就不容易疲劳】
我们刚生产出的零部件，大家可以想象成是一些饼干，饼干内外有各种缝隙，一掰就碎，零部件内外部其实
也一样，多多少少也会有各种看不见的瑕疵。这些小瑕疵、缝隙或者弱点部位，经过一段时间的拉扯后，裂
痕缝隙越来越大，最终导致零件断裂故障，也就是我们常听到的金属疲劳。
【客机的加压减压，令一个窗户上的小缺陷出现金属疲劳，导致2架德哈维兰彗星客机空中解体，数十人遇
难，也正是因此，飞机不再使用尖锐的方形窗框，都是圆角为主。金属疲劳威胁很大】
这时就体现出喷丸强化的作用了。喷丸的速度可达时速100公里，可以看成是一个个的小钢锤，经过大量钢球
的高速碰撞，金属部件表面被不断锤击后，零件表面产生残余应力层，相当于套了一层高韧性外衣，有了这
套外衣吸收和释放形变能量，零件寿命自然大幅提升。
【三万六千次捶打后形成的章丘铁锅，使用寿命得到了极大提升，可以“一锅传三代”】
喷丸的优点我们现在知道了，但是这种加工技术，还只能算是喷丸加工里的强化方面。而运20用的则是【喷
丸成形】技术，比单纯的强化更为复杂。
【喷丸强化】相当于刀耕火种的粗狂式加工，【喷丸成形】则是无土栽培的精耕细作。
喷丸强化，只需要大致确保表面被钢球击打过几遍即可，是强化工艺。
喷丸成形，则是一项钣金工艺，产品有形状要求，这就需要对喷丸全过程进行精细化控制。
著名的章丘铁锅，经过上万次锻打，将一块铁板逐渐锤成半球形，与喷丸成形原理基本相同。但章丘铁锅对
铁锤的控制方面，相比喷丸成形，可谓是小巫见大巫。
【章丘铁锅，从铁板原料到成品的锻造过程，其实与喷丸成形技术原理一致，全程都需要对锤击进行控制和
调整】
喷丸成形加工过程中，弹丸材质、击打次数、击打部位、击打速度都需要提前研究计算好，也就是需要借助
数控喷丸机来加工。通过控制每一个小球的击打位置和速度，一点点控制材料表面弯曲形变，最终让材料外
形向着设计目标转变，制造出抗疲劳，同时符合外形要求的零部件。
而之所以用这种方式加工，除了能增加材料强度外，最大的优点就是方便制作超大型零部件。若是小零件直
接冲压或者冷锻即可，但是如果零件有十几米甚至几十米长呢，一般的加工方式就比较困难了，若是将大零
件拆成小零件加工再接起来，强度或重量就会受影响。有了喷丸成形，就可以将运20的巨型机翼壁板一次加
工成型。
【喷丸成形非常适合生产外形不规则，还需要一体成型的大型机翼】
此外，这个技术还有一些其他优点，那就是不需要模具和复杂的专门工装，有点像3D打印，只要有足够空
量，生产也更为灵活。
喷丸成形技术是二战后，美国洛马公司创造并慢慢发展起来的，目前国内外用到的地方还不算少，但是像大
型机翼整体壁板这种级别的，超高难度的加工技术，此前只有美国少数几家公司垄断，波音空客就是靠大量
使用该技术加，获得了性能优异的机翼部件。这些机翼甚至超过30米，靠喷丸技术一次成型。
【喷丸成形乍看原理很简单，但就像我们常说的，原理越简单的东西，想做精做好就越难】
国
内的喷丸成形研究，也与其他高新技术一样，一开始都面临国外技术封锁、国内基础研究薄弱的困境。但一
代代的科研人员白手起家，从机械控制到数字控制，历经40余年不断发展后，已经能自主完成从ARJ-21到
运20的机翼整体壁板加工，靠实力打破喷丸成形技术的垄断，逐步造出中国自己的大飞机。
也就是为什么说大飞机很重要，造大飞机不容易。一架飞机背后，需要多少配套设施的技术支持，需要打破
多少技术垄断，需要提前布局摸索多少年，又需要弥补
