渐进成形
圆形工具在夹紧的板材上勾画轮廓，无需模具
渐进成形（ISF）把一个圆头小工具压入夹紧的金属板，一次塑造一条薄薄的轮廓。想象一支笔在厨房锡纸上画越来越小的圆，直到锡纸变成一个杯子。无需模具（成形的钢制工装），所以单件零件常常一天内就能从电脑文件变成金属件。
工作原理
夹紧坯料。 平板（坯料）的边缘被夹紧在背板上，背板是一个带有零件轮廓形开口的支撑。待成形的区域下方没有任何东西。
向下压一小步。 一根光滑、淬硬、末端为球形的杆（触头，通常直径 5–20 mm）把板材向下压约 0.2–1 mm。由数控机床（计算机控制的机床）或工业机器人夹持并移动它。
走一条轮廓。 软件把三维模型切成一层层的等高线，就像 3D 打印的层，工具沿着其中一层走。每次只有尖端下方的一小块区域弯曲和拉伸，所以受力较低；油或润滑脂减少摩擦。
下降一步并重复。 一圈又一圈，常常是一条连续的螺旋线，零件越来越深。壁被拉伸变薄：与水平面成 60° 倾斜的壁，最终只有原板厚的大约一半。
松开并修边。 零件被松开夹具，平的边缘（凸缘）被切掉。金属会略微回弹（部分恢复到原来的形状），所以之后可能要做一道测量修正的行程，或做热处理。
关键数据
- 材料
- 铝、钢、不锈钢和钛板，厚度通常约 0.5–2 mm；也有部分塑料板
- 典型零件
- 样品车身面板、盖板和外壳、定制医用板、艺术和立面面板
- 零件尺寸
- 从手掌大小到约 2 m 宽，由机器的工作区域决定
- 精度
- 成形态约 ±0.5–1 mm；加测量修正行程后可达零点几毫米
- 表面质量
- 工具一侧有细密的螺旋刀痕；另一侧更光滑
- 适合的批量
- 单件到几百件
- 模具与设备成本
- 无需模具，触头也很便宜；设备（CNC 铣床、机器人工作站或专用成形机）要花几万到几十万美元
- 速度
- 慢：每件需要几分钟到几小时，取决于尺寸和步距
优点与局限
优点
- 无需模具：改设计只需换一个程序
- 受力小，普通设备就够用
- 金属开裂前的延伸量往往比冲压时更大
- 非常适合单件、样件和定制配合件
局限
- 慢：每件需要几分钟到几小时，而冲床只需几秒
- 陡壁（超过约 60–70°）会开裂，或需要多道工序
- 壁会变薄，精度也低于模具成形
- 一侧有可见的刀路痕迹
应用领域
- 汽车样车车身覆盖件、小批量件和复古修复件
- 航空航天小批量的样机蒙皮、风道和支架
- 医疗为患者定制的钛制颅骨板（颅骨植入物）
- 建筑与设计幕墙板、灯具和艺术品
- 加工作坊无需承担模具费用的小批量外壳和盖板
如何识别
- 内侧（工具一侧）有细密的同心圆环或螺旋刀痕，有点像黑胶唱片的纹路。
- 坡度平缓的壁，比周围平坦的边缘更薄。
- 内侧圆角约等于工具头的半径，绝不是尖角。
- 板材被夹紧的位置留有平整的凸缘或修剪过的边。
对比
观看
Eurecat · 一台把平板一圈一圈变成壳体的研究设备
NotStockPhoto · 一台专用数字化板材成形机的参观和演示
Evology Manufacturing · 加工作坊如何用这种工艺做真实的客户零件
이찬환 · 双点式变体，板材在局部支撑上成形
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- 维基百科：渐进成形 — 原理及变体概述；以文字为主
- 维基共享资源图片搜索
记住
- 一个小圆头工具取代了模具：零件的形状存在程序里，而不是钢里。
- 板材一次只成形一层很浅的轮廓，所以慢，但非常灵活。
- 壁越陡越薄；一次成形的实际极限约为 60–70°。
