先进制造工艺技术的特点范例(12篇)

daniel 0 2024-04-18

先进制造工艺技术的特点范文篇1

当前在我国的机械加工产业中,数控编程效果受编程人员的影响比较大。程序质量也参差不齐。劣质的数控编程不仅降低了生产效率,而且也无法保证零部件的加工质量。另外,很多优秀的数控程序无法延续利用,造成资源浪费的同时,提高了管理成本。本文基于以上问题,分析了数控加工工艺标准化的方法,并基于零部件特征分析了相关分类标准,以期为数控加工工艺标准化提供指导。

【关键词】数控加工工艺标准化

随着社会的发展和科学技术的进步,当今时代的经济竞争愈发激烈。产业技术的革命使得现代制造业也在发生着巨大的转变。为了满足市场需求,产品生产日渐多样化、个性化,生产技术也逐步向数字化、集成化方向转型。为了增强企业的核心竞争力,在激烈的竞争中谋求生存,数控加工技术成为中国制造业企业大力发展的重要方面。作为相对先进的制造工艺,数控加工技术对我国制造行业和相关领域发展起到了极大的促进作用。而数控代码的优劣决定了数控编程的质量,也决定了产品的加工质量。所以,必须尽快实现数控加工工艺的标准化,提高制造业企业的生产效率和产品质量。

1.数控加工工艺的主要内容

数控加工工艺经过了几十年的发展,理论和实践经验得到不断的完善。在其包含的主要内容方面可以概括为以下几点:

1.1通过对零件的分析研究判断其是否适合在数控机床基础上加工。确定加工工序方案。

1.2设计、分析零件的工程图纸。通过相关技术标准分析,确定零件加工内容和相关技术标准、要求。设计零件的加工方案、工序流程、加工路线等。

1.3对零部件的数控加工工艺进行初步设计。对于工序的划分、确定生产标准、选择生产材料和刀具、参数指标确认、生产方向等问题进行设计确定。

1.4生产试运行并对数控加工工序的程序、流程进行调整。相关的材料、刀具、技术指标等的适当调整。

1.5分析数控编程存在的误差,对误差进行修正和控制。

1.6编制相应的工艺文件,对机床的输入编程进行处理。

2.数控加工工艺的特点

作为制造业生产的自动化加工新技术,数控加工具有高精度、保证零件加工质量等诸多优点。而且其生产效率高的特点使得该技术更符合当前对企业生产的要求。这样一来,数控加工技术就形成了自己独有的特点。

2.1、内容要求具体、详细

对于零部件的工艺参数、技术指标、加工方案等都有事先具体、详细的规划。

2.2、要求更严密而精确

数控加工人为干预少,生产速度快。一条指令的错误就会导致大量产品不合格甚至机床自身的损坏。而且其自适应机制差,难以做出迅速调整。因此,对于数控加工设计的要求更加精细、准确。

2.3、工艺设计过程更具体

工艺设计过程中,必须对零件图形进行相关的数学处理。计算零部件在编程过程中需要的设定值。

2.4、方案与标准结合

对于加工过程中切削用量的选择时,由于无法人为调整和适应,并需将进给速度的考量与零件的形状、加工技术标准结合起来。

2.5、刀具的选取十分关键

由于目前机床缺乏对刀具的补偿机制,刀具与编程一一对应。更换刀具就要重新编程。所以必须综合材料、类型、工艺等多方面选择准确的刀具。

3.数控加工工艺标准化的方法

数控加工工艺的标准化,从概念上讲,就是利用标准化的理论和方法,规范化、一体化处理零件工艺分析、参数设定、工艺选择、刀具确定以及工序流程和加工方向等零部件生产所涉及到的工艺信息。这些也都是数控加工中必须确认的技术要素。标准化的目的就是大量、高效的生产相同或类似要求下的零件。既能防止工艺多样化带来的损失,又能够实现高效率的生产。

数控加工工艺标准化的方法主要有两类:

3.1、典型工艺法

典型工艺法由索克洛夫最先提出。通过将工艺过程标准化,对零部件按照其形状、参数、结构、工艺流程上的相似性标准分组、分类。同组同类零件采用同一种典型工艺。从技术原理上看,对于结构形状确定、批量巨大的零件,如齿轮、轴承等,典型工艺法能够很好的适应。相对与批量不大、结构不标准的零件,典型工艺法的适用范围相对较小。尤其是在面对零部件形状结构差别大、数量不多、类型复杂的生产要求中,典型工艺应用范围更加狭窄。

3.2、成组工艺法

成组工艺概念于1959年提出。通过对于工序的标准化,以零件加工工序中的相同部分或相似部分为分类标准,将工序近似的零件划分成组。以具体情况设计不同的生产工序。获得成组的加工工艺。所以,但从原理上看,成组工艺法能够有效弥补典型工艺法的不足。通过大量的运用和生产实践发现,超过90%的零件都可以利用成组加工的工艺方法进行加工。

4.数控加工工艺标准化的实现

4.1、零部件分类成组

通过对零部件的加工特征进行分析,获得分类覆盖面广、描述高效、简易的加工特征分类,以形状特征、材料特征、精度特征、工艺特征、制造资源特征等多种分类方式对零部件进行分类、重组。在保证不同特征之间存在相互联系的前提下,为后续的成组加工工艺标准设计打下基础。

4.2、设计成组零件的数控加工工艺标准

设计中,遵循加工工序最长、基准优先、先粗后精、加工路线最短、刀具调用次数最少、加工工艺参数规范化的原则对加工工艺标准进行设计。采用复合零件法和复合路线法相结合的方式,取长补短,确立严格精确的制造标准和规范,为后续编程、制造提供有力支持。

4.3、成组工艺信息存储和利用

首先,对零件加工工艺中的数控信息进行分类,对加工工序、加工策略、适用的加工刀具、数控加工的工艺参数等可重用的信息进行筛选和进一步处理。其次,在存储方式的选择上,力求完整、准确的保存可重用信息并能及时、方便的调用、组合。因此,可以选择加工工艺数据库的方式,采用例如Access数据库等技术,进行数据流的管理和运用。

总结

当前,对于数控加工工艺的应用越来越广泛。随着生产效率和生产要求的提高,数控加工工艺的标准化设计和生产也越来越重要。尽管在现实的生产工艺中还存在编程不规范、生产流程不合理等诸多问题。但通过合理的选取标准化方法和管理理念,一定能够良好的实现数控加工工艺的标准化,提高企业的竞争能力。

参考文献:

[1]刘华.数控加工工艺标准化的研究[D].广州大学,2013.

先进制造工艺技术的特点范文篇2

随着经济的发展和科学技术的进步,机械制造技术在现代工业中的地位越来超重要。机械制造工艺及工装是机械制造技术的重要内容。机械制造的过程是将原材料经过工艺系统的各种加工变成机械产品的过程。机械制造工艺及工装课程就是以制造过程为主线,包括零件机械加工工艺、机床夹具设计及装配工艺等,为国民经济各部门提供冶金机械、矿山及工程机械、石油化工机械、各类运输机械、机床工具及仪器仪表、纺织及包装轻工机械、农牧业加工机械等,为人民提供的耐用消费品,如洗衣机、电冰箱、空调、缝纫机、轿车等。从其应用的广泛性可见,不论传统还是新兴产业都离不开各种各样的机械装备。经过半个多世纪的努力,尤其是改革开放以来,通过引进吸收与自主开发,我国的机械工业已经基本形成门类齐全、具有相当规模及技术开发能力的支柱产业。产业的结构正向着台理化方向发展,先进的制造技术不断在生产中应用推广,机电及相关高效技术产品生产基地正在逐步形成。大型成套设备的装备能力提高了,如我国已能自行设计制造60万kw火力发电机组、70万kw水力发电机组、500万t的大型钢铁成套设备等。通过引进技术的消化吸收,一批先进的高精密制造技术也在我国生产中应用和普及。

一、当前我国机械制造加工发展情况

进入21世纪,我国己基本建立社会主义市场经济体制。全球性的产业结构重新组合和国际分工不断深化,科学技术在突飞猛进地发展,各国都把提高产业竞争能力及发展高新技术,抢占未来经济的制高点,作为科技工作的主攻方向。在机械制造技术方面我国与世界各国的联系日益紧密,中国市场与国际市场进一步接轨,面对国内外市场的激烈竞争,我国企业对技术的需求更加迫切和强烈。新产品的开发水平提高了大批重点骨干企业在关键工序增加了先进、精密、高效的关键设备,从而进入到高技术开发企业行业研制出如超重型数控龙门铣、高精度五轴数控镗铣床、sx—T大规模集成电路光栅数显仪、大吨位超重水压机等;制造技术水平不断提高,船泊制造精度可达5微米,高精度外圆磨达o.25微米、粗糙度达0.08微米,精密及超精密加工精度已达到亚微米级和亚纳米级,已形成完整的先进数控机床、新型刀具开发的制造体系。

二、现代机械的先进加工工艺与制造技术的应用

进入21世纪来,机械制造业迎来的是一个更为激烈的竞争和生存环境。新知识、新概念的不断涌现和新产品、新工艺的迅速更新加速了市场的变化,企业面临着更加严峻的挑战。特别是在市场不断高速变化的21世纪,企业不仅需要有对市场变化的快速反应能力,而且还需要通过技术创新和产品更新来不断开拓市场、引导市场的能力。现代制造技术就是为了适应这种竞争环境而产生的。它是在传统制造技术的基础上,不断吸收和发展机械、电子、能源、材料、信息及现代管理等技术成果,并将其综合应用于产品设计、制造、检验、管理、服务等生产周期的全过程,以实现“优质、高效、低耗、灵活、清洁”的生产技术模式,取得理想技术经济效果的制造技术的总称。

(一)现代机械的先进加工工艺特点

随着计算机技术、微电子技术、传感技术、自动控制技术和机电一体化技术的迅速发展及其在机械制造方面的应用,由系统论、信息论和控制论所组成的系统科学和方法论与机械制造科学的密切结合,组成了机械制造系统,并形成了现代制造工程学。制造系统就是人、机器以及物料流和信息流的一个组合体。现代制造技术特别强调入的主体作用,强调入、技术和管理三者的有机结合,因此,现代制造技术具有以下特征:

1.现代机械制造技术己成为一门综合性学科。现代制造技术是由机械、电子、计算机、材料、自动控制、检测和信息等学科的有机结合而发展起来的一门跨学科的综合性学科。现代制造技术的各学科、各专业间不断交叉融合,并不断发展和提高。

2.产品设计与机械制造工艺一体化。传统的机械制造技术通常是指制造过程的工艺方法,而现代制造技术则贯穿了从产品设计、加工制造到产品的销售、服务、使用维护等全过程,成为“市场调查十产品设计十产品制造十销售服务”的大系统。如并行工程就是为了保证从产品设计、加工制造到销售服务一次成功而产生的,已成为面向制造业设计的一个新的重要方法和途径。

3.现代机械制造技术是一个系统工程。现代制造技术不是一个具体的技术,而是利用系统工程技术、信息科学、生命科学和社会科学等各种科学技术集成的一个有机整体,已成为一个能驾驭生产过程的物科流、能量流和信息流的系统工程。

4.现代机械制造技术更加重视工程技术与经营管理的有机结合。现代制造技术比传统制造技术更加重视制造过程的组织和管理体制的简化和合理化,由此产生了一系列技术与管理相结合的新生产方式。如制造资源计划(MRP)、准时生产(HT)、并行工程(CE)、敏捷制造(AM)和全面质量管理(TQC)等。

5.现代机械制造技术追求的是最佳经济效果。现代制造技术追求的目标是以产品生命周期服务为中心,以新产品开发速度快、成本低、质量好、服务佳、灵活性强取胜,并获得最佳的经济效果。

6.现代机械制造技术特别强调环境保护。现代制造技术必须充分考虑生态平衡、环境保护和有限资源的有效利用,做到人与自然的和谐、协调发展,建立可持续发展战略。未来的制造业将是“绿色”制造业。

(二)现代机械的先进加工工艺应用分类

现代制造技术的分类及发展大体上可从5个方面来论述。

1.制造系统的自动化、集成化、智能化

机械制造自动化的发展经历了单机自动化、刚性自动线、数控机床和加工中心、柔性制造系统(FMS)和计算机集成制造等几个阶段,并向柔性化、集成化、智能化进一步发展。

2.精密工程和特种加工方法

超精密加工和纳米加工三个档次。精密加工和超精密加工特种加工方法又称非传统加工方法,它是指一些物理的、化学的加工方法。如电火花加工、电解加工、超声波加工、激光加工、电子束加工、离于束加工等。特种加工方法的主要对象是难加工的材料,如金刚石、陶瓷等超硬材料的加工,其加工精度可达分子级加工单位或原于级单位,所以它又常常是精密加工和超精密加工的重要手段*。

3.快速成形(零件)制造

零件是一个三维空间实体,它可由在某个坐标方向上的若干个“面”叠加而成。因此,利用离散/堆积成形概念,可将一个王维空间实体分解为若干个二维实体制造出来,再经堆积而构成三维实体,这就是快速成形(零件)制造的基本原理,其具体制造方法很多,较成熟的商品化方法有叠层实体制造法和立体光刻等。如叠层实体制造,根据各叠层几何信息,用数控激光机在铺上一层箔材上切出本层轮廓,去除非零件部分,再铺上一层箔材,用加热辊辗压,以固化粘接剂,使新铺上的—层箔材牢固地粘接在己成形体上,再切割该层的轮廓,如此反复多次直至加工完毕。

4.零件的分类编码系统

零件分类编码是对零件相似性进行识别的一个重要手段,也是GT的基本方法。是用数字来描述零件的几何形状、尺寸和工艺特征,即零件特征的数字化。零件分类是根据零件特征的相似性来进行的,这些特征主要分为以下三个方面;1)结构特征。零件的几何形状、尺寸大小、结构功能、毛坯类型等。2)工艺特征。零件的毛坯形状及材料、加工精度、表面粗糙度、机械加工方法、定位夹紧方式、选用机床类型等。3)生产组织与计划特征。加工批量,制造资源状况,工艺过程跨车间、工段、厂际协作等情况。零件的特征用相应的标志表示,这些标志由分类系统中的相应环节来描述。零件各种特征的标识按一定规则排成若干个“列”,每“列”就称为码位,也叫纵向分类环节;在每个列(码位)内又安排若干“行”,每一“行”称为“项”,也叫横向分类环节。零件分类编码系统是实施成组技术的基础和重要手段*对零件进行分类成组,可以便零件设计标准化、系列化和通用化,辅助人工或计算机编制工艺过程和进行成组加工车间的平面设计,改进数控加工的程序编制,使工艺设计合理化:促进工装和工艺路线标准化,为计算机辅助制造打下基础,进一步以成组的方式组织生产。

零件的分类编码反映了零件固有的名称、功能、结构、形状和工艺特征等信息。类码对于每种零件而言不是唯一的,即不同的零件可以拥有相同的或接近的分类码,由此能划分出结构相似或工艺相似的零件组来加工。它的特点是从毛坯到产品多数可在同一种类型的设备上完成,也可仅完成其中某几道工序的加工。如在转塔车床、自动车床加工的中小零件,多半属于这种类型。这种组织形式是最初级的形式,最易实现,但对较复杂的零件,需用多台机床完成时,其效果就不显著。值得一提的是,自从出现加工中心以来,成组单机加工又重新得到重视。

5.柔性制造系统

柔性制造系统一般是指用一台主机将各台数控机床连接起来,配以物料流与信息流的自动控制生产系统。它一方面进行自动化生产,而另一方面又允许相似零件组中不同零件,经过少量调整实现不同工序的加工。这一组织生产的方式,代表着现代制造技术的发展方向。值得一提的是,成组技术是计算机辅助工艺设计(CAPP)的基础之一,在成组技术基础上发展起来的派生cAPP设计方法,已成为工艺现代化的一种主要方法。另外,成组技术作为一种生产哲理,对柔性制造技术和集成制造技术的发展产生了深刻的影响。

先进制造工艺技术的特点范文

1.1精密加工技术的分类

随当今信息化网络的普及性的快速发展,科学技术在机械制造中也得到快速发展,精密加工技术也多样化起来,例如:精密切削技术、模具成型技术、超精密研磨技术、微细加工技术及纳米技术等。

1.2精密加工技术分类的特点

(1)精密切削技术在当今实际机械工作中为获得高精度切割,直接运用切削技术仍是常用的方式。也由此,使得精密切削技术受外界因素影响较为严重,因此,利用切削方法获得高精度和高水平的表面粗糙度,必须排除机床、刀具、工件和外界因素的影响。(2)模具成型技术模具成型技术作为衡量一个国家制造技术水平的重要标志之一,在机械加工中占有重要作用。而电解加工工艺更使模具达到微米级精度。并有效的解决了工件表面的质量问题。数控电火花成型机床更能可靠的解决点击自动更换像重复定位精度问题,有利于复杂型腔的加工。(3)超精密研磨技术为满足集成电路极板的硅片的原子级的研磨抛光,采用各种新原理、新方法的超精细研磨技术应运而生。其利用机械加工液,促进化学反应的机械化学研磨。而这些新的研磨技术和方法,一定会为超精密研磨做出巨大贡献。(4)细微加工技术为满足机械运行中电子元件体积越来越小、运行速率越来越高、耗能原来越小的要求。日本利用超微细离子技术,在电子原件的半导体上进行加工,使得精度达到几百个埃的水平。(5)纳米技术将现代物理和先进的工程技术结合,将多学科进行交叉形成的产品,即使纳米技术。自其发展开来后,其发展速度十分迅速。它可以在硅片上刻写几个纳米宽的线,这表明信息储存数据密度能够提高几个数量级别。

2现代机械制造工艺与精密加工技术的联系

2.1二者的关联性联系

在制造技术上,二者涉及机械行业的多方多面,这种关联系不仅体现在制造工程中,在产品的设计和开发,产品的工艺设计、加工制造、销售等方面都有涉及,这些内容之间都具有紧密联系。若中间任何一个环节出现问题,都可能对整个工程链产生不良影响,甚至影响整个工程生产链的进行。由此可见,现代机械制造工艺与精密加工技术之间相互关系性对于机械技术的进步有着主管重要的影响作用。因此,在促进机械技术进步的同时一定注意将现代机械技术与精密加工技术相结合,最终实现更好的技术发展与进步。

2.2而这具有的一定的系统性联系

在生产过程中,先进的机械生产制造技术离不开现代化科学技术的综合应用,例如在产品的设计、制造、生产、销售等方面。由此可见,只有更好的结合现代机械制造工艺与精密加工技术,才能更好更快的提高技术设备的生产效率。

2.3二者都具有全球化特征

经济的全球化发展,不仅影响经济全球化的发展,更影响这产品制造技术在各个行业的竞争;不仅如此,随着经济市场竞争越发激烈起来,若想在市场竞争中占有稳定有利的发展地位,那么先进的机械制造技术的先进化发展更是必不可少,只有这样,才能使一个企业在全球激烈的技术竞争中处于不败之地。而企业内机械制造技术的发展更为企业的竞争提供了竞争优势。可见,现代机械制造工艺与精密加工技术的全球化特点更是极其突出的。

3结束语

先进制造工艺技术的特点范文篇4

[关键词]航空先进制造技术;制造装备;发展;思考

中图分类号:V261文献标识码:A文章编号:1009-914X(2017)46-0182-01

1、前言

高度发达的航空制造技术,已经成为衡量一个国家综合经济实力与科技发展水平的重要标志。上世纪中期以来,随着以机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统为基础的先进制造业(AdvancedManufacturingTechnology)的空前發展;新技术、新工艺、新产品竞相问世,航空工业制造技术与制造装备的发展水平和规模,近年来处于整个制造业的前沿,起着领航和导向的作用。

2、先进航空制造技术与制造装备的应用

航空先进制造技术是传统制造技术与微电子、计算机、自动控制等高新技术相融合,集机械、电子、光学、信息科学、材料科学、生物科学、管理学等新成就于一身的新兴制造技术,产品主要向高性能、高轻型、高可靠性、高舒适型、高安全性以及长寿命和低成本的方向发展和革新。

近年来,国内先进航空制造技术的发展,主要体现在以下3个领域:复合材料加工、电子元器件设计与安装和新型金属加工成型技术。复合材料领域,如可大幅度降低涡轮发动机净质量和燃料消耗的高温陶瓷基复合材料,轻型航空结构复合材料,具有弹道防护功能的复杂几何形状的制造加工技术。电子元器件设计与安装领域,诸如宽禁带与碳化硅装置、锂电池、MEMS的先进封装与加工技术。金属加工成型领域,诸如材料的加工、铸造、锻造以及连接技术,包括飞行器的轻质薄壁件的加工成型与高强度钛合金、高温合金等的制造工艺技术。现代精密电子元器件设计与机械加工中,对精度要求极高,如飞机陀螺仪中的精密轴承,其圆度、圆柱度、表面粗糙度等,均需达到纳米级别。要缩短航空产品的研制周期、提高产品的设计品质、降低产品装备的全生命周期成本和提高产品研制的经济可承受性,全过程信息化与数字化技术是一个有效的解决途径。

航空产品十分复杂,存在着机、电、液、气、热、控等多领域耦合,在设计时需要对其功能、结构、性能、装配提供统一的建模机制;并在模型的基础上,针对实际产品的特征和需求,用多学科解耦体系和优化技术,获得高精度、高性能和高性价比的产品设计模型。采用虚拟样机技术、数字化工艺技术与虚拟和柔性装配技术,对航空产品进行虚拟环境下的装配生产和品质评估,不仅可以缩短产品的研制周期,而且还能为航空产品的高品质装配、批量化生产、使用与维护提供有效的保证。航空产业的快速发展,离不开先进的航空制造技术,如在航空发动机、飞机驾驶舱薄壁舱壳、机载相控布阵雷达天线等复杂仪表结构件的制造过程中所采用的超高速精密加工机床,其主轴转速达到6万r/min甚至更高,功率50kW,加工精度可达到纳米级别。

航空材料构件的服役环境极端苛刻,对材料性能的要求极高,如输油管道中的精微齿轮轴承及钛合金阀门、涡轮发动机中的涡轮叶片与涡、飞行员座椅弹射器中的弹触器等关键部件,要保证其高性能及高稳定性,必须经过先进的精密化学热处理工艺或精密真空热处理工艺,才能满足使用要求。针对特殊材料(如特软、特硬、脆、耐磨、难切削)、特殊形状尺寸(特大、特小、特薄、特复杂)或其它特殊条件约束下使用的工件,航空制造业先后发展了电火花加工、电化学加工、高能束加工、超声波加工、液体喷射加工、化学加工与复合加工等特种加工技术。

3、航空领域制造技术及装备发展趋势

3.1数控加工工艺转向智能加工工艺的实现

传统数字化加工过程是根据设计模型和工艺要求确定加工工艺及程序,基于空间和时间的确定性关系来完成产品制造,加工状态是依靠人员监控、事后检测来确认的,难以实时掌握加工过程中工况变化并及时调整,导致航空产品零部件质量一致性不稳定、表面质量状态波动大。智能加工工艺将形成一种实时优化调整模式,制造过程中增加对加工过程、时变工况的在线监测,利用智能化技术对获取的加工过程状态信息进行实时分析、评估和决策,实现对加工过程的自主学习和决策控制;通过自主学习形成工艺知识库,支持工艺设计与程序设计过程,实现工件加工工艺的自主决策设计和优化。

3.2传统数控装备向智能装备及智能制造单元转变

传统数控装备是按确定的空间关系和程序逻辑运转的,随着数控系统计算处理能力的不断提升和功能部件不断发展完善,数控装备的加工效率、稳定性、灵活性及信息处理能力有了极大的提高,基于工况的自主处理能力日趋增强。航空制造领域的智能装备及智能制造单元主要包括智能机床、智能机器人、智能控制装置与系统、传感识别与信息采集装置和智能物流系统等,能够对制造过程中运动、功率、转矩、能量和信息等状态进行实时监测,并实现基于规则的自主决策与自适应控制。

3.3智能制造系统将是航空先进制造技术的具体体现

航空产品制造包含一系列工艺过程和工序过程,原材料进入由工艺装备、经过不同的工序或工艺处理等集成控制系统、物流系统和工作人员等组成的全价值链制造系统,形成符合设计要求的产品。以数字化技术为基础,以集成控制技术为核心,引入智能处理决策功能,构建出基于智能化装备、智能化工艺、传感网络、智能决策处理系统及人机互联的智能化制造系统,使制造智能由个体智能跨越到整体智能,提升大数据量、高自动化环境下人们对制造数据、加工状态和调整决策的掌控能力依据航空产品类型和主体制造工艺不同,智能制造系统范畴而有所差异,可分为切削加工、钣金成形、复合材料构件制造和整机装配等不同类型,但他们均应具备智能化工艺设计与优化、工艺装备功能数据、制造数据、产品测量数据的采集与知识库的建立、数据分析与信息流的配置、传感网络与实时处理、智能化运行管控与在线学习和工艺流程优化等基本能力。

3.4纳米制造及仿生制造技术

随着我国未来国防战略对战机作战性能要求的不断提高,诸如隐身功能、超音速巡航、高机动性等,纳米制造技术作为纳米技术开发的重点之一,融合了其它各种“学科”的关键技术,可用于发动机中的单晶高温叶片、复合结构隐身材料的涂层以及机载微电子芯片等关键航空部件的生产过程。仿生技术主要应用于飞机的整体结构设计,模仿生物形态、结构和飞行控制原理设计制造出功能更突出、效率更集中,并具有高度仿生形貌特征的航空飞行器。

4、结语

当前我国航空先进制造技术与国外相比,还存在着基础薄弱、设计研发手段滞后、自主创新能力不强以及产品研发与生产过程严重脱节等差距。航空先进制造技术不是一门具体的、单一的科学技术,而是一个集成的、多学科的、综合程度较高的一门技术,其发展需要一个相当长的时间进行理论完善和技术进步,需要我们不断地借鉴国外的先进技术,进一步细化、完善和学习,以提高我国的航空制造技术和生产管理经验。

参考文献

[1]杨卫民.高分子材料先进制造的微积分思想[J].中国塑料,2010,7(24):1-6.

[2]郭恩明.航空先进制造技术发展趋势[J].航空制造技术,2007(Z1)

先进制造工艺技术的特点范文篇5

关键词:机械制造;制造业;重要性;研究

中图分类号:TH1文献标识码:A文章编号:1006-8937(2014)6-0060-01

当前,制造技术是人们较为关注的内容,近些年,制造行业内的机械制造工艺受到了民众越来越多的注意,并获取了较大的发展。然而,该怎样看待机械制造工艺同制造业的关联呢?怎样确保制造企业面对现今越来越激烈的市场竞争可以进一步发展呢?这些问题就需要相关工作人员予以深入思考。以下简要针对机械制造工艺的相关内容进行探讨,仅供参考。

1制造业同机械制造工艺的关联及应用

1.1制造业同机械制造工艺的关联

具相关调查显示,制造业涉及的内容很多,例如:电子、轻工、纺织、化工、机械、食品等。由实质来看,机械制造工艺不但作为制造业的基础,同时也是进行创新的过程,同时,机械制造工艺更是现今制造业的根本。主要包含以下两方面内容:其一,在制造业中大量应用机械制造工艺有助于促进工艺及制造业的发展;其二,机械制造工艺的发展与转变突出了制造业内先进的技术。因此,制造业同机械制造工艺之间是互相辅助、互相促进的关联,二者缺一不可。

1.2制造业同机械制造工艺的应用

对于制造业来讲,其规模较大,由其同机械制造工艺间的关联可以发现,在机械制造期间,不管是商品的研发还是设计,都需要基于现代设计的思想层面上。由本质上转变了以往设计方法、思想及模糊设计、计算机辅助设计等制造设计。在以往的设计内容中,其类别主要包含:技术设计、方案设计及工艺设计,内容较为狭窄。现今,设计范围不断扩张,由商品的制造、计划、检验、维护、营销、回收等各个流程都体现着全面设计。

2机械制造工艺的可靠性

2.1机械制造工艺可靠性的定义

对于机械制造工艺来讲,其对民众的生活有着十分巨大的影响,需要先经过实验检测,保证其可靠性及安全性。利用分析、控制等方法确保商品的质量,并且深入开发商品的价值。很多机械制造方法想要更加完善的对商品进行精确评价,保证生产的可靠性,就创建了很多机械制造工艺评估系统。例如:故障的出现几率、工艺的安全性、平均维修故障的时间、工艺的稳定性、自我修正性等。对其创建了有关处理措施及选取原则。

2.2机械制造工艺可靠性的建模

由于商品的可靠性与安全性是在进行孔位特性加工期间出现的,因此,应先明确掌握影响商品可靠性的因素,从而确保商品的质量。所以,可以采用建模的方法进行操作。例如:Bayes的方法,利用相关专业人士的判定,保证机械制造工艺的质量,掌握各个孔位的特性。最终明确特性后,依据对关键孔位进行加工的时间、才可以创建机械制造工艺的模型,保证可靠性能。

2.3对影响机械制造工艺可靠性的条件进行控制

一般来讲,决定商品可靠性程度的条件就是关键孔位特性的加工操作,其也是影响机械制造工艺的重要条件。加大对此类影响条件的分析及调控力度,才能够确保机械制造工艺的质量,全面发挥其真实功能。可以从模糊评估的方法入手,然后测量关键孔位的各自特性,获取参数,对其进行分析、观察,明确各个孔位特性所要进行的工序内容及流程,做好控制工作。最终通过多元统计的技术进行控制。假如想要降低机械制造期间出现故障、问题的几率,就需要全面考量工艺的事故发生原因,并以此为基础制定维护方法及预防措施,从而高效价降低在机械制造方面的成本投入,确保降低事故发生几率,提高企业经济收益,增强企业市场竞争能力。

2.4对机械制造工艺的可靠性进行评估

对于机械制造工艺来讲,评定其可靠性的方法主要包含以下内容:其一,指标级评估;其二,系统级评估。在系统级评估中,能够评价出商品的全部性能,利用实验的方法检测出商品的质量及可靠性标准,进行换算,从而得出结果,评估机械制造工艺的水平。然而,需要注意的是,在评估前需要精准的预测商品的可靠性。然而,在实际生产期间,因为受到经费、场地、时间等局限,经常不可避免的消耗大量商品进行实验,并且如果实验的时间较短,很容易出现错误信息,进而影响了商品的可靠性结果。因此,较为常用的评估方法就是威布尔分布法,依据相关商品关键孔位特性的实验,从而获取较为精准的信息,通过孔位的特性数据评估机械制造工艺的可靠性能。

3机械制造工艺的特性

3.1机械制造工艺的关联特性

由机械制造工艺的技术方面来看,较为科学的工艺制造技术不但可以在制造期间予以体现,同时还可以反映在商品的设计销售过程中,将这些环节密切联系在一起,形成框架结构。唯有利用周密的调控,才可以形成良好的技术效益。如果期间发生一点小疏漏,都很可能对整体制造工艺造成影响,所以,相关工作人员需要保证各个环节的密切联系性,从而确保工艺顺利实施,增加企业资金收益,提高企业的市场竞争能力。

3.2机械制造工艺的全球特性

在世界上,所有的物质都处于全球化环境中,伴随着经济的不断发展,机械制造工艺的重要性越来越突出,占有重要的地位。现今,机械制造工艺竞争越来越激烈,各类科学、先进的技术如雨后春笋般不断涌现。对于制造企业来讲,想要保证自身在激烈的市场竞争局面下得以生存,并进一步发展,就需要提高自身企业的机械制造工艺水平。

4总结

总而言之,伴随着当前社会经济的不断发展,人们生活质量及水平的持续提高,民众对商品的需求量及要求也相应提升,对机械制造工艺造成较大的影响。所以,作为相关工作人员,就需要深入研究机械制造工艺,不断改进并完善其操作流程,从而确保制造业进一步发展,推动我国经济更好前进。

先进制造工艺技术的特点范文1篇6

【关键词】工艺美术;草原文化;创新发展

内蒙古的工艺美术作为草原文化的重要组成部分,其发展过程可以看作是草原民族不断发展的历史过程。内蒙古特色的工艺美术作品,其蕴含的内容和表达方式反映出了内蒙古草原文化独特的文化。内蒙古工艺美术品具有很高的收藏价值,与此同时,也具有实用性和文化价值,是将人类审美与实用融为一体的创新产品。

一、内蒙古工艺美术的品种及几大特色

近年来,内蒙古的工艺美术业不断发展,其衍生出来的美术品不仅仅是草原民族日常生活用品,也是一种生产用品。生活用品主要有民族特色服饰、民族特色饰品、民族碗筷酒具、各种挂饰摆件、蒙古包以及皮艺等;而生产用品主要有运输、挤奶以及剪羊毛、烙马印等。结合对内蒙古美术的相关普查报告结果,可以将工艺美术品按照材质进行分类,包括草木、混合材质、皮革以及骨角等。其中,金属工艺品主要包括马鞍子、各种摆件、蒙古刀等美术工艺品。金属工艺品的特点就是工艺十分精湛,且外部图形也较为富力。蒙镶是其中最为典型的代表,其做工精美,蕴含着浓郁的特色,被广泛地应用于各种金银制品的制作中[1]。

二、内蒙古工艺美术业在发展过程中存在的问题

内蒙古工艺美术业有着十分悠久的传统历史,随着社会的不断发展,工艺美术业也加快了发展步伐。但是,在发展的过程中,内蒙古工艺美术业也存在着很多的问题,如:传统的工艺美术怎样才能适应现代社会的发展需求?针对此问题,主要集中表现在两大方面:即创新和传承。在传承方面,内蒙古的工艺美术是一种传统的技艺,具有十分悠久的历史,在历史的发展中不断积累着精华,而这种精华该如何传承,怎样从草原文化的角度解析这种技艺;在传统工艺美术中,怎样将经典传承下去,更好地将草原文化的内涵表达出来;怎样结合现代工业的不断发展将传统的精湛工艺传承下去,这些成为了内蒙古工艺美术业需要思考的问题,需要从草原文化的视角,整体地进行观察和分析[2]。在创新方面,民族的生活生产需求是传统的内蒙古工艺美术品不断创造和发展的动力。群体创造是其主要的表现形式,工艺品的设计师也是产品的使用者,而产品的使用者也是设计师。工艺品就是产品,而产品的用途就是方便自己和大家使用。现代内蒙古工艺美术产品虽然样式繁多,但是设计师缺少对草原文化的理解,也缺少生活实践,其设计产品能否满足草原民族的需求,能否符合人们的审美,还需要进一步思考。

三、内蒙古工艺美术业草原文化的创新发展

内蒙古工艺美术业想要发展创新,首先需要对传统的继承,只有先传承才有之后的创新。首先,传承方面。对于内蒙古的工艺美术来讲,其具有悠久的发展历史,是草原文化传统的继承,其发展是随着草原文化发展而逐渐演变而来的。工艺美术产品不仅仅需要满足草原民族的生活生产需求,其内容需要体现出草原文化的理念,产品是草原民族精神寄托的表现。因此,在文化层次方面,工艺美术品需要满足人们的需求,同时获得消费者的认可。其次,创新方面。工业美术业的创新需要在传统的基础上加以改进,首先需要对草原文化蕴含的内容有正确的理解。草原文化是工艺美术业的设计源泉,工业美术的发展需要对草原文化进行详细的解读,对草原民族的文化形式加以理解,以此为核心,将理念融入到设计中,不断创新,进行深一层的艺术创造;在形式创新方面,将创新逐步融入到产品的创作理念中,结合时代的特色,以此为切入点进行创新;在技艺方面,随着科技的不断发展,可以引入新的材料和新的创造工艺,例如,在银碗的制作上,可以应用数控技术进行银碗的雕刻技艺,不仅能够保持特色,增加艺术效果,还可以满足消费者的需求[3]。

四、结语

内蒙古工艺美术业是草原文化重要的组成部分,其创新发展具有重要的意义。在传承方面,无论是文化、形式还是技艺都需要以传统为基础,并在此基础上进行创新。深刻感受草原民族的精神,在对设计的阐述及技艺方面寻找新的途径。除此之外,可以制定相关的美术品保护条例,保持内蒙古美术工艺品的个性生产,促进工艺美术业草原文化的不断创新和发展。

参考文献:

[1]国庆著.内蒙古自治区工艺美术行业普查报告[J].内蒙古人民出版社,2011.

[2]国庆,郑宏奎.发挥民族地方特色、繁荣工艺美术事业——发展内蒙古工艺美术产业的思路与对策[J].美术大观,2011.

先进制造工艺技术的特点范文

关键词:制造技术;机械制造;特征分析;相关性

引言:

不断创新是推动机械制造企业实现发展的根本动力。目前来看,先进制造技术主要融合了信息技术、电子技术和新型管理理念等,利用先进制造技术指导机械产品的加工制造,一方面可以提高生产效率,实现了流水化、批量化生产;另一方面也保证了制造质量,减少了材料浪费,这也符合当前“绿色生产”的理念。文章首先对先进制造技术与机械制造工艺的相关性进行了分析,随后就如何利用先进制造技术推动机械制造发展提出了几点建议。

一、先进制造技术的基本特征

1、全球化

虽然近年来国内机械制造技术取得了长足进步,但是客观来说,与国际前沿水平仍然有很大的差距。因此,在开展先进制造技术研究和创新工作时,也必须树立全球化的理念,主动向国外部分国家学习技术经验,做到“取彼之长,为我所用”,这也是在短时间内缩小国内制造技术与国际前沿技术差距的有效方法。

2、多样化

先进制造技术的发展和创新,必然要融合多种技术,这样才能兼顾制造技术的创新性和实用性,真正发挥先进制造技术在促进机械制造工艺方面的作用。例如,将信息技术、数控技术进行整合,并应用到机械制造中,可以利用数控设备代替传统的人工控制,减轻了人工压力。由此可见,在未来先进制造技术发展过程中,多种技术的融合应用成为必然趋势。

二、先进制造技术与机械制造工艺的相关性分析

1、先进制造技术是机械制造工艺升级的基础

以往的机械加工制造中,存在高投入、高浪费、低产出的问题,企业实际获得的经济效益不高。而通过引进先进制造技术,可以实现传统机械制造工艺的升级,通过新设备、新工艺提高了机械制造的效率,通过节省成本、提高质量来为企业创造更高效益,进而使企业有更多的资金投入到先进技术研发中,实现了良性循环发展。制造单元技术创新是此系统中的第二任务,能够应用于数控技术、机器人制造、清洁技术、并行工程等领域中。而先进制造集成技术,融入了信息技术、计算机技术、系统工程、现代化管理、新材料技术等方面,以适应现代社会的发展。

2、机械制造工艺使先进制造技术发挥实际价值

先进制造技术是将现代技术应用于实际生产中,并能够将其贯穿于制造流程的整个环节。创新制造技术是现代制造业发展的必然选择,也是我国社会经济发展的重要途径。在我国目前的制造行业中,制造技术创新与研发的速度提高,逐渐形成了高新制造技术,并通过不断地研究与发展,形成了比较完善的体系。在现代社会中,先进制造技术需要将质量、绿色环保、节能、经济、高效等纳入其中,并逐渐向基础制造工艺发展。机械制造工艺的核心在于制造过程,为了实现质量高、产量高以及效率高的目标,需要将信息技术、物质技术与传统制造工艺相结合,进而创新出新型制造工艺,包括热处理工艺、加工工艺等新型工艺技术。

三、利用先进制造技术促进制造工艺发展的措施

1、创新先进制造技术与机械制造工艺

目前我国科学技术不断发展,出现了较多的新型制造技术,推动着我国机械制造工艺的发展。为了在竞争激烈的市场环境下生存,必须认真分析制造技术与机械制造工艺的联系,提高两者的整合力度,生产出高质量、高效率的机械产品。同时还要创新先进制造技术与机械制造公司。创新是一个民族发展的不竭动力,也是决定机械制造行业能否长久发展的重要因素。因此各级政府必须推行相关政策,鼓励机械制造技术与机械制造工艺创新,并将新型的制造技术推广到市场,促进先进制造技术与机械制造工艺的长久发展。

2、国家政府部门加强资金与政策支持

资金与政策对先进制造技术与机械制造工艺的发展具有很大作用,因此国家政府部门必须加强研究,同时制造单位也要认真参与,并不断成为制造研发主体。从当前的发展来看,机械制造单元必须及时转变制造理念,同时正确处理各项利益关系,提高资金投入,加强经营管理。政府部门要关注机械行业的发展,尤其对机械制造薄弱环节进行扶持,充分发挥管理职能,利用政策引导并支持企业的发展。

3、提高人才综合素质

人才是决定先进制造技术与机械制造工艺发展的重要因素,因此必须提高人才培养质量。实际操作中不仅要加强专业技术的培养,还要提高人才的综合素质。目前机械制造行业人才综合培养还有待完善,忽略了人才综合实力。为了培养较多的复合型人才,就必须加强人才综合素质培养,鼓励人员积极学习金融与管理等内容。同时还要给人才提供较多的实践机会,将理论知识成功应用到实践中,必要时可加强实践能力考核。此外,还要加强人才道德素质培养,在长期作业中培养出较多实力较雄厚的综合性人才。

4、积极学习国外先进制造技术与机械制造工艺

国外先进制造技术与机械制造工艺明显优于我国,在实际发展中有较多可值得借鉴的地方,可以从以下两个方面做起。首先,积极学习国外先进制造技术,并结合我国发展情况合理应用;其次,对国外成功改革案例进行研究,学习国外取得成功的原因,并将其合理地应用到我国实际中。我国目前已经形成了独特的制造技术,如何打造出更符合我国国情的先进制造技术已经成为当前研究的核心问题。因此在今后研究中还要不断学习,提高我国在国际市场上的竞争力,打造独有的自主产权国际标准,并在长期竞争中稳定发展地位。

结语:

先进制造技术与机械制造工艺是机械行业最重要的組成部分,也是衡量我国综合国力的重要指标。因此在实际作业中必须认识到先进制造技术与机械制造工艺的联系,促进制造企业实现转型发展,获取更高的经济效益。

参考文献:

[1]徐宝华,曹宁,房付华,等.先进制造技术与机械制造工艺若干分析[J].中国高新技术企业,2017(05):108-109.

[2]张明翠,于国富,吕英俊.浅谈先进制造技术与机械制造工艺特征及对策分析[J].军民两用技术与产品,2015(14):131-133.

先进制造工艺技术的特点范文篇8

关键词:机械制造工艺;精密加工技术;应用

前言

随着经济的快速发展,我国的机械制造行业得到了飞速的发展,在这种情况下,传统的机械制造工艺和精密加工技术已经不能满足机械制造生产和发展的需求,因此,分析现代机械制造工艺和精密加工技术的特点,应用先进的科学技术不断提高机械制造工艺和精密加工技术对机械制造行业的发展有十分重要的意义。

1现代机械制造工艺和精密加工技术的重要性

1.1现代机械设计

机械设计包括工艺设计、结构设计、材料设计等,传统的机械设计方法已经不能满足数控机床设计、汽轮机叶片结构设计等现代机械生产的需求,目前,机械设计方法已经从传统的经验设计、直觉设计发展成为现代设计,在设计过程中,采用先进的科学理论和方法解决设计遇到的各种问题。机械设计的现代设计涉及到优化设计、仿真技术、可靠性设计、系统工程、计算机辅助设计等多个领域,现代设计能有效的提高机械设计水平,提高设计质量,增加设计效率,对机械设计的快速发展有十分重要的作用。

1.2机械制造技术和精密加工技术的重要性

现代机械制造技术和精密加工技术涉及的范围十分广泛,在机械、电子、冶金等各方面都有广泛的应用,目前,现代机械制造技术和精密加工技术已经成为世界各国关注的重要内容,社会发展的本质就是不断制造,随着社会的快速发展,机械制造工艺和精密加工技术的发展越来越快,这些工艺极大的促进现代工业的快速发展。产品的设计到实现,是靠制造实现的,机械制造工艺和精密加工技术是科学技术物化的基础,是产品由虚变实的重要手段,因此,现代机械制造技术和精密加工技术对社会发展有十分重要的作用。

现代机械制造工艺和精密加工技术是生产过程中最活跃的因素,产品在生产过程中,使用的加工工艺不同,则使用的设备、生产效率及产品的质量都不相同,在进行产品生产时,只有确定了生产工艺和加工技术,才能确定具体的加工设备,才能根据需要生产设备的性能制定合理的生产目标,从而提高企业的市场竞争力,为企业的快速发展提供保障,因此,机械制造技术和精密加工技术对企业的发展有十分重要的作用。

2现代机械制造工艺和精密加工技术的特点

2.1系统性

现代机械制造生产是一项系统工程,采用现代机械制造工艺和精密加工技术时,会用到现代传感技术、计算机信息技术、生产自动化技术等多种技术,同时还需要应用到新工艺、新材料、新管理方法等各种手段,因此,现代机械制造工艺和精密加工技术具有很强的系统性。

2.2关联性

现代机械制造工艺的先进性不仅仅体现在先进的制造过程,还体现在产品研发、设计、生产、销售、售后等各方面的先进性,这些方面的内容是相互关联的,如果某一个环节出现问题,则整个制造工艺都会受到影响,因此,现代机械制造工艺和精密加工技术具有很强的关联性。

2.3全球化

随着经济的快速发展,我国的各项工作逐渐与国际接轨,全球化发展已经成为当前社会发展的重要趋势,为适应社会发展的趋势,提高企业的市场竞争能力,企业必须结合国际上先进的机械制造工艺和精密加工技术,研发符合企业实际情况的加工技术,从而有效的促进机械制造企业的发展。

3现代机械制造工艺和精密加工技术的应用

3.1现代机械制造工艺的应用

现代机械制造工艺的范围比较广,种类也比较多,焊接工艺是常用的机械制造工艺,常见的焊接工艺有电阻焊、保护焊、埋弧焊、搅拌摩擦焊、螺柱焊等几种技术,下面分别对这几种技术进行分析。

3.1.1现代机械制造电阻焊焊接工艺。电阻焊工艺是指将被焊接的物体压在两电极之间,通电后,利用电流作用将焊接物体表面溶化,从而实现金属结为一体的焊接工艺。电阻焊工艺的焊接质量比较高,焊接效率也比较高,在现代机械制造中有十分广泛的应用。

3.1.2现代机械制造保护焊焊接工艺。保护焊工艺是一种以电弧为热源的焊接工艺,保护焊工艺保护物体的介质是气体,其工作原理是将二氧化碳当做物体的保护介质,在电弧周围行为一层气体保护层,从而实现电弧、容器和空气的相分割,保护焊工艺不仅能防止外界的有害气体对焊接质量造成影响,还能充分燃烧电弧。

3.1.3现代机械制造埋弧焊焊接工艺。埋弧焊工艺是一种在焊剂层下燃烧电弧的工艺,埋弧焊工艺可以分为半自动埋弧焊工艺和自动埋弧焊工艺两种方式,半自动埋弧焊工艺需要人工移动电弧,并且要具体的机械设备进行焊丝输送;自动埋弧焊工艺是利用专门的小车进行电弧移动和焊丝输送。

3.1.4现代机械制造搅拌摩擦焊接工艺。搅拌摩擦焊接工艺是一种传统的焊接工艺,这种焊接工艺不需要焊接搅拌头之外的其他焊接材料。

3.1.5现代机械制造螺柱焊接工艺。螺柱焊是指对螺柱施加一定的压力,然后在螺柱的一断表面通电至溶化。螺柱焊工艺可以分为拉弧式焊接和储能式焊接两种焊接方式,这两种焊接方式都是单面焊接方法,拉弧式焊接方法常用于重工业,储能式焊接方式常用于薄板焊接。

3.2精密加工技术的应用

3.2.1精密切削技术。精密切削技术是一种常用的直接切削方式,在实际生产过程中,要想提高产品的质量,采用精密切削技术时,要尽量减少工件、道具、机床等的使用,同时还要尽量提高机床的运转速度。

3.2.2磨具成型技术。目前,使用的电子产品中,有三分之一的零件是采用磨具加工制成的,磨具成型技术的主要任务是提高磨具的精度。

3.2.3超精密研磨技术。超精密研磨技术常用于电路基板硅片的加工集成,随着经济的快速发展,传统的研磨方法已经不能满足生产加工的需求,在生产加工过程中,需要进行原子级抛光处理,超精密研磨技术的应用,极大的提高了加工精度。

3.2.4纳米加工技术。随着科技的快速发展,纳米加工技术在机械生产的应用越来越广泛,目前,纳米加工技术已经能在硅片上刻画出纳米宽的线,极大的提高了信心储存密度。

3.2.5微细加工技术。微细加工技术能使得电力产品的体积变小,提高电子产品的频率,节省电子产品的能源消耗。

4结束语

现代机械制造工艺和精密加工技术是机械制造行业发展的核心技术要,在市场竞争激烈的环境下,机械制造企业要想脱颖而出,就必须正确的认识到现代机械制造工艺和精密加工技术的重要性,认真学习现代机械制造工艺和精密加工技术的各种相关知识,不断提高现代机械制造工艺和精密加工技术水平,从而有效的提高企业的市场竞争力,确保企业健康、稳定的发展。

参考文献

[1]安巍.现代机械制造工艺与精密加工技术探析[J].科技传播,2014(03):125-126.

[2]夏永清.浅议现代机械制造工艺与精密加工技术[J].华章,2013(12):148-149.

[3]王昕,宋然.现代机械制造工艺及精密加工技术研究[J].中国机械,2013(11):177-178.

[4]蔡凤岐.试论现代机械制造工艺及精密加工技术[J].装备制造技术,2013(11):103-104.

先进制造工艺技术的特点范文篇9

关键词:机械制造工艺;精密加工技术;焊接;切削

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.10.032

智能技术的发展,推动机械制造自动化水平的提升,也加大了机械零件制造质量与精确度的提升,极大的推动了机械制造行业的发展。然而,对机械制造工艺技术要求逐渐提升,使得传统机械制造工艺水平和零件精度不能满足机械制造的发展的需求,需要改进和优化。基于此,本文对机械制造工艺展开探讨,并详细的对精密加工技术进行阐述,具体内容如下。

1机械制造工艺与精密加工技术特征分析

分析机械制造工艺与精密加工技术特点,明确二者之间的联系和作用,为精密加工技术的有效应用和制造工艺优化奠定基础。

(1)关联性。机械制造工艺与精密加工之间具有一定联系,借助精密加工技术可完成对机械制造工艺的优化,进而推动机械零件的加工质量和加工效率,满足行业发展的需求,规避质量隐患。二者的综合作用,可以推动机械制造企业的发展和进步。

(2)系统性。机械制造工艺可以将诸多现代技术综合利用,有效的对工艺的各个流程进行优化,机械制造工艺中的精密加工技术应用,有助于推动机械制造成为一个完成的系统,继而推动机械制造的整体质量。

(3)竞争性。经济一体化影响,使得机械制造工艺与精密技术受到市场的影响较为明显,进而优化的机械制造工艺与先进的精密技术有助于的推动制造企业提升产质量、生产效率,并降低生产成本,进而推动机械制造企业市场份额提升。

2机械制造工艺分析

现阶段,机械制造工艺复杂且逐渐借助信息技术,对提升工艺效率和工艺质量具有积极的作用。且需对不断优化的机械制造工艺展开解读,具体的制造工艺如下。

(1)气体保护焊接工艺。焊接工艺是机械制造工艺中不可缺少的重要部分,为了避免焊接过程中,外界因素的影响,选择气体保护焊接工,可以起到熔池和促进电壶与空气的分离,进而保障焊接质量。通常情况下,考虑效益因素,可以选择CO2气体保护焊的方式,有效的完成对焊接物的保护,积极推动机械加工质量的提升。

(2)搅拌摩擦焊焊接工艺。同样属于焊接工艺,且常用语大型生产线中,实现汽车、飞行器等的制造。且经过长期的实践研究,搅拌摩擦焊焊接工艺得到的完善和改进,可以更为有效的应用到诸多领域中。目前,搅拌摩擦焊焊接工艺具有材料消耗少,所需焊接温度较低的特点,具有较高的应用价值。

(3)电阻焊工艺。这类工艺的具体实施中,将两个目标焊接件置于电极之间,借助焊接电流,实现对两个目标焊接件的接触区域的加热,且达到熔点后,目标焊接件表面的金属原子分离,并形成金属键,再由金属键的相互作用,完成焊接的目的。这类焊接方式焊接过程简单、效果明显,焊接成本、低效率高。

(4)埋弧焊工艺。焊剂层与电弧的综合作用,完成对零件的焊接。现阶段,主要选择自动埋弧焊的方式。这类焊接工艺具生产率高、焊接质量稳定的方式,且不会造成弧光与烟尘的特点。

具体的机械制造工艺中,需要结合具体的焊接需求,完成对机械制造工艺的选择,从而保障机械制造工艺的有效应用,降低质量隐患。

3精密加工技术分析

精密加工技术是完成对一些精度为1~0.1μm、表面粗糙度为Ra0.1~0.01μm的技工技术。精密加工技术属于一种先进的加工技术,可以有效的完成对各类精密零件的加工。

(1)精密切削技术。所谓精密切削技术,是机械制造工艺中常用的精密技术类型。为了完成对精密切削技术精度的提升,需要先选择适宜的切削材料,且对诸多外界影响因素进行排除,从而保障精密切削技术的有效应用。对于机床设备,需要保障机床具有较好的刚度,不会受到零件切削过程中温度影响,产生变形的现象。此外,还可以通过增加机床主轴的转速。再结合精密定位技术和控制技术,推动精密切削的实现。

(2)精密研磨技术。对于零件表面粗糙度在1~2mm范围的零件,传统抛光和磨削等技术不能满足研磨的需求。故此,选择精密研磨技术,可以有效的完成对这类零件的加工,从而使得零件的整体性能和精密度达到设计标准。

(3)纳米技术。这类精密加工是机械加工制造中的重要技术类型,将物理和工程技术的有效结合。运用纳米技术可以有效的完成对硅片的加工,实现线条的布置。

具体的精密加工中,需要结合具体的精度需求,完成适宜的精密加工技术,进而推动机械制造工艺的顺利完成,从而保障加工工件的整体质量。

4结束语

机械制造行业是社会经济中的重要组成部分,且机械制造的相关产品,充斥着人们的日常生活中。针对机械制造工艺的分析,详细对的具体的焊接技术展开解读,并根据具体加工原材料情况,选择适宜的焊接工艺。对于精密加工技术,是完成对精度高零件加工,其中精密研磨技术、精密切削技术和纳米技术等均是精密加工技术的基本技术类型,对推动机械制造企业的持续健康发展具有积极的作用与意义。

参考文献:

[1]牟影.浅谈现代机械制造工艺及精密加工技术[J].科技、经济、市场,2015(02):11-11.

[2].现代机械制造工艺与精密加工技术探析[J].城市建设理论研究:电子版,2014(20):00132-00132.

先进制造工艺技术的特点范文1篇10

关键词:快速成形模具制造CAD/CAM快速模具制造

随着全球市场一体化的形成,制造业的竞争十分激烈,产品的开发速度日益成为市场竞争的主要矛盾。在这种情况下,自主快速产品开发(快速设计和快速工模具制造)的能力(成本和周期),成为制造业全球竞争的实力基础。同时,制造业为满足日益个性化的市场需求,又要求制造技术有较强的灵活性,能够在不增加产品的成本的前提下,以小批量甚至单件组织生产。因此,产品开发的速度和制造技术的柔性就变得十分关键了。正是在这种社会背景下,快速成形制造技术(RPM-RapidPrototypingManufacturing)于20世纪80年代后期产生于美国,并迅速扩展到欧洲及日本,被认为是近年来制造技术领域的一项重大突破。

1.概述

1.1快速成形制造技术的产生与发展。

快速成形(RapidPrototyping,RP)技术作为一种先进制造技术,是用材料逐层或逐点堆积出零件的一种快速制造方法,又称为快速出样件技术或快速原型法。它与虚拟制造技术(VirtualManufacturing)一起,被称为未来制造业的两大支柱技术。快速成形技术对缩短新产品开发周期、降低开发费用具有极其重要的意义,有人称快速成形技术是继NC技术后制造业的又一次革命。RP技术现今迅速地向快速成形制造(RapidPrototypingManufacturing,RPM)方向发展。

快速成形技术作为一门多学科交叉的专业技术,其本身的发展也将推动相关技术、产业的发展。目前,比较成熟的制造工艺有数十种。典型的有SLA立体光刻、LOM分层实体制造、SLS选区激光烧结、FDM熔融沉积制造和3DP三维印刷等。快速成形制造技术是采用分层的思想来制作三维物体,根据构成物体的方式不同,有以下几种成形方式:添加成形、去除成形、受迫成形。

1.2快速成形制造技术的基本原理与特点。

1.2.1RPM的基本原理

RPM技术是综合CAD技术、数控技术、材料科学、机械工程、电子技术和激光技术等于一体的技术,是实现从零件设计到三维实体成形制造的一体化系统技术,采用软件离散-材料堆积的原理实现零件的成形过程,其原理如图1所示。

RPM是由CAD模型直接驱动的快速制造复杂形状三维物理实体的技术总称,即利用三维CAD的数据,通过快速成形机,将一层层的材料堆积成实体原型。在计算机控制下,基于离散/堆积原理采用不同方法堆积材料,最终完成零件的成形与制造的技术。从成形角度看,零件可视为逐点、线、面的叠加而成,从CAD模型中离散得到点、线、面的几何信息,再与快速成形的工艺参数信息结合,控制材料有规律地、精确地由点、线到面,由面到体地逐步堆积成零件。从制造角度看,它根据CAD造型生成零件三维几何信息,控制三维的自动化成形设备,通过激光束或其他方法将材料逐层堆积而形成成形或零件,其工艺流程如图2所示。

1.2.2RPM的特点

RPM技术的特点主要有:高速柔性化,技术高度集成化,产品开发快速化,设计制造一体化,制造自由成形化,材料使用广泛性。

1.3快速成形制造技术的分类与工艺方法。

1.3.1RPM的分类

RPM技术在“分层制造”思想基础上,根据分类的方法通常可分为按采用的原材料进行分类和按制造工艺原理进行分类。

1.3.1.1按成形所采用的原材料分类

①液体的光、热聚合与固化。液体聚合物的特性使其在激光、紫外光或其他热源的照射线能迅速从液态转为固态。采用这种方式的快速成形制造技术有立体印刷、全息干涉固化、光催化固化与光刻、激光束相干固化、热聚合等。

②固态膜、片材的熔化。采用固体的膜或片材,用粘结剂或其他方法将切割下来的材料粘结而成形。常用的工艺方法有层合实体制造、膜聚合等。

③固体粉末的烧结与粘结。通过激光烧结或用粘结剂粘结将固体粉末联接起来,未被照射的区域仍是粉末。采用这种制造工艺的有选择性激光烧结、三维喷涂粘结等。

④固态丝、线材的熔化。采用固态的线材或丝材,通过加热使其熔化成半流动状,同时喷头按要求的轨迹运动,将材料沉积下来,堆积成所需的形状,冷却后凝固成固体而成形。常见的工艺方法有熔融沉积造型、焊接成形等。

1.3.1.2按制造工艺原理分类

①层合实体造型(LOM)。LOM工艺采用薄片材料,用激光束在刚粘结的新层上切割出零件截面轮廓。

②立体光刻(SLA)。SLA工艺是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的。

③选择性激光烧结(SLS)。SLS工艺是采用粉末状材料成形的。

④三维喷涂粘结(3DPG)。3DPG工艺采用粉末材料成形。其原理类似于喷墨打印机,因此又称3D印刷。

⑤熔融沉积造型(FDM)。FDM工艺一般采用热塑性材料。

1.3.2RPM的工艺方法

1.3.2.1纸层叠法――薄形材料选择性切割(LOM法)

计算机控制的CO2激光束按三维实体模型每个截面轮廓线对薄形材料(如底面涂胶的卷状纸、或正在研制的金属薄形材料等)进行切割,逐步得到各个轮廓,并将其粘结形成快速原型。用此法可以制作铸造母模或用于“失纸精密铸造”。

1.3.2.2激光立体制模法――液态光敏树脂选择性固化(SLA法)

液槽盛满液态光敏树脂,它在计算机控制的激光束(按照三维模型每个截面的轮廓线)照射下会很快固化形成一层轮廓,新固化的一层牢固地粘结在前一层上,如此重复直至成形完毕,即形成快速原型。而新推出的光照成形机(如3DSystems公司出产的SLA-300成形机)采用了Zephyr再涂层技术,最上面待成形树脂用真空吸附式刮板结构涂布供给,不需要沉入液态树脂中,提高了速度,在制作的原型中不再有液态树脂。用来制作塑料模、在熔模精密铸造中替代蜡模。

1.3.2.3烧结法――粉末材料选择性激光烧结(SLS法)

粉末材料可以是塑料、蜡、陶瓷、金属或它们复合物的粉体、覆膜砂等。粉末材料薄薄地铺一层在工作台上,按截面轮廓的信息,CO2激光束扫过之处,粉末烧结成一定厚度的实体片层,逐层扫描烧结最终形成快速原型。用此法可以直接制作精铸蜡模、实型铸造用消失模、用陶瓷制作铸造型壳和型芯、用覆膜砂制作铸型及铸造用母模等。

2.快速模具制造技术(RT,RapidTooling)

目前,快速成形制造技术在模具制造方面的应用可分为RP成形间接制模(IndirectRapidTooling,IRT)和RP成形直接制模(DirectRapidTooling,DRT),主要用于制造注塑类模具、冲压类模具和铸造类模具等。通过将精密铸造、中间软模过渡法以及金属喷涂、电火花加工、研磨等先进模具制造技术与快速成形制造相结合,就可以快速地制造出各种金属型模具来。如图3所示为各种基于快速成形的RT工艺路线。

2.1直接制模技术DRT。

较好地解决模具加工成本高、周期长的方法就是采用快速成形直接制造模具。直接制模技术DRT是指利用RP技术直接制造出最终的零件或模具,然后对其进行一些必要的后处理即可达到所要求的力学性能、尺寸精度和表面质量。直接制模具有制造周期短、节省资源、发挥材料性能、提高精度、降低成本的特点。但它在模具精度和性能控制等方面比较困难,特殊的后处理设备与工艺使成形尺寸受到较大的限制。

2.2间接制模技术IRT。

间接指模技术IRT是指利用RPM技术首先制造模芯,然后用此模芯复制软质模具,或制作金属硬模具,或者制作加工硬模具的工具。它通常以非金属型为主,大多数情况下,非金属成形无法直接作为模具使用,需要以RP成形作母模,通过各种工艺转换来制造金属模具。相对于直接制模来说,间接制模技术比较成熟。目前,制造业多数采用金属模具间接制造工艺。

3.基于RPM的快速模具制造方法

3.1用快速成形件作母模,复制软模具(Softtooling)。

用快速成形件作母模,可浇注蜡、硅橡胶、环氧树脂、聚氨脂等软材料,构成软模具,或先浇注硅橡胶、环氧树脂模(即蜡模的压型),再浇注蜡模。其中,蜡模可用于熔模铸造,而硅橡胶模、环氧树脂模等可用作试制用注塑模或低熔点合金铸造模。

3.2用快速成形件作母模,复制硬模具(Irontooling)。

用快速成形件作母模,或根据其复制的软模具,可浇注(或涂覆)石膏、陶瓷、金属基合成材料、金属,构成硬模具(如各种铸造模、注塑模、蜡模的压型、拉伸模),从而批量生产塑料件或金属件。这种模具有良好的机械加工性能,可进行局部切削加工,以便获得更高的精度,或镶入嵌块、冷却系统、浇注系统等。用金属基合成材料浇注成的蜡模的压型,其模具寿命可达1000―10000件。

3.3用快速成形系统制作电脉冲机床用电极。

用快速成型件作母体,通过喷镀或涂覆金属、粉末冶金、精密铸造、浇注石墨粉或特殊研磨,可制作金属电极或石墨电极。

4.结语

快速成形制造技术及其为基础的快速制造技术在企业新产品开发中起着重要作用。它可以极大缩短新产品的开发周期,降低开发阶段的成本,避免开发风险。它开创了模具快速制造的新时代,发展前景广阔。

参考文献:

[1]陈子银.模具数控加工技术.北京:人民邮电出版社,2006.

[2]朱晓春.先进制造技术.北京:机械工业出版社,2004.

先进制造工艺技术的特点范文篇11

关键词:机械制造工艺;精密加工;技术

现代机械制造工艺及精密加工技术的发展具有重要作用,不仅能够提高机械制造业以及加工技术的发展水平,还能够促进机械制造业以及精密加工技术的革新,提升机械建造业的综合实力。

1现代机械制造工艺及精密加工技术的特点

随着传感技术、计算机技术以及自动控制技术等现代技术的飞速发展,机械制造方面取得了长远的进步与发展。将现代技术应用于机械制造具有重要作用,可促进现代机械制造业的发展,提高现代机械制造水平。现代机械制造工艺是一门综合性较强的学科,具有关联性特点。首先,知识不是单一片面的,而是融合了计算机、自动控制、信息检测等多门专业知识的综合性学科,知识内容丰富、全面[1]。其次,在制造技术方面,现代机械制造工艺不仅融汇于制造工艺,还包含了产品开发、产品工艺设计以及产品加工等多方面内容。这些内容具有关联性,某一环节出现漏洞就会影响整体工艺技术,产生严重的不良影响。由此可见,现代机械制造工艺及精密加工技术的显著特征就是关联性。因此,注重关联性特征,合理利用,充分了解其特征,具有重要的意义。系统性。现代机械制造工艺及精密技术是一个整体,具有系统性。产品开发、设计、工程制造等内容是一套完整的工序。作为一个有机的整体,注重制造工艺的系统性至关重要。通过合理控制系统性,能够提升机械制造业的工作效率,促进现代机械制造业的进步发展[2]。由此可见,系统性是现代机械制造工艺及精密加工技术的显著特征之一。全球化。全球化是世界大背景下的社会趋势。在这一背景下,挑战与机遇共存,现代机械制造工艺以及精密加工技术同样受到了全球化的影响,全球化成为现代制造业的显著特征。通过全球化能够发展技术,占取先机,提高自身竞争力,使我国的制造技术发展更为迅速,达到良性循环。

2现代机械制造工艺及精密加工技术的分类

2.1柔性制造系统

柔性制造系统是实现信息流与物流自动控制的生产系统。一般情况下,它是用主机与数控机床连接而实现的。柔性制造系统具有显著特征,最主要特点是代表了现代机械制造业的发展方向。它不仅可以实现不同工序的加工,而且生产相似零件的同时能够生产不同零件,还能够进行自动化生产,具有重要作用。柔性制造系统技术中的成组技术,是计算机辅助工艺设计的基础,是现代机械制造的主要方法之一。由此可知,柔性制造系统的发展具有深远的意义。

2.2分类编码系统

分类编码系统是识别零件相似性的一种有效方法,是指通过数字描述零件以达到识别零件目的的方法。通过利用数字识别零件的工艺特征、几何形状以及尺寸大小等内容,实现零件特征的数字化具有重要作用[3]。分类编码系统的特征主要有以下几点。第一,结构特征。结构特征主要是指零件的尺寸、形状、结构、毛坯类型以及功能等特征,在零件分类编码中至关重要。第二,工艺特征。工艺特征主要包括零件加工精度、外表粗糙度、机械加工方法、毛坯材料及形状以及选用机床类型等内容。第三,计划与组织特征。计划与组织特征包括加工的批量、资源、场记协作等情况。通过标志描述分类系统中的相应环节,使工艺设计更加具有科学性以及规范性,从而促进现代机械制造业的标准化发展,奠定现代机械制造业及精密加工技术的基础,提高组织生产的能力。

2.3特种加工方法

特种加工方法包括纳米加工、精密加工、超精密加工三种档次,又被称为非传统加工。特种加工方法主要包含一些化学的、物理的加工方法,如电解、电火花、激光、超声波等加工方法。这几种加工方法都是特种加工方法的主要形式,具有重要作用[4]。特种加工方法是一种有效的加工方法,适用于较难加工的材料。例如,陶瓷、金刚石等超级硬的材料,就需要运用特种加工方法才能取得较好的效果。特种加工方法具有一个显著优势,加工精确度较高,加工精度可达分子级甚至是原子级加工单位,是精密加工以及超精密加工的重要手段。

3现代机械制造工艺及精密加工技术的原理

3.1精密加工技术

精密加工技术包括超精密加工技术和微细加工技术,主要目标是提高加工水平,达到常规加工方式无法企及的高精度加工方式。精密加工技术主要包括以下三点内容。第一,超精密研磨技术。超精密研磨技术的精确度较高,与一般研磨技术相比具有显著优势。首先,超精密研磨技术涵盖了化学机械研磨以及线修整固研磨等创新型技术,研磨的精确度高,效果较好[3]。其次,设备简单,并能符合繁杂电路研磨的要求,应用性广,认可度高。第二,微细加工技术。微细加工技术的发展符合社会潮流。当前,高科技产品以及电子设备的体积越来越小,迷你已经成为电子设备的一大特点。因此,电子设备的零件也越来越精细化,对精细教工技术的要求越来越高。微细加工技术能够满足这一要求,提高微细零件的制作水平,方便微细零件的制作,在电子零件微细迷你的基础上保证零件的功能属性。第三,超精密切割技术。超精密切割技术应用广泛,是一种通过切割手段实现精密切削的技术,具有两个显著的特征。一是超精定位,由于零件、机床等易受外部因素的影响,实现精确定位十分重要,是精密切割的关键,因此超精定位十分重要,是超精切割的关键。二是微控制,通过微控制能够增强切割的准确度,具有重要意义。通过分析以上内容可知,精密加工技术具有重要作用,在现代机械制造方面具有重要的应用价值。

3.2现代机械制造技术

现代机械制造技术涵盖内容十分广泛,主要包括以下几点内容,分别为电阻焊焊接工艺以及气体保护焊焊接工艺,下面根据其原理分别进行简要概述[4]。电阻焊焊接工艺是一种利用电阻热效应焊接物体的一种工艺,通过对焊接物体正负极之间进行通电,使物体表面以及周围产生热电阻效应,从而使物体温度升高融化将金属进行有效融合,完成焊接。气体保护焊焊接工艺是使电弧周围产生气体保护层,在完成焊接的同时,使有害气体无法对焊接产生不良影响的一种焊接方式。该技术经济实惠,被广泛应用于现代机械制造业中。

4总结

综上所述,本文主要研究现代机械制造工艺及精密加工技术的特点、现代机械制造工艺及精密加工技术的分类、现代机械制造工艺及精密加工技术的原理三大部分内容,简要概述现代机械制造业与精细加工的相关知识,并希望通过对相关知识的研究,推进机械建造业的发展,以达到提升企业的综合实力和市场竞争力的目的。

作者:王桂林单位:白银矿冶职业技术学院

参考文献:

[1]王美,宋广彬,张学军.对现代机械制造企业工艺技术工作的研究[J].新技术新工艺,2015,(2):83-86.

[2]李斌.基于机械制造工艺的合理化机械设计策略研究[J].太原城市职业技术学院学报,2016,(3).

先进制造工艺技术的特点范文篇12

以新兴信息技术主导的新一轮科技革命正在全世界范围内进行,在这场科技革命中,最引人往目的是以3D打印、协同制造,智能制造等为核心的数字化制造技术引发的制造业的革命。“第三次工业革命即将到来”,它将是信息技术与制造业的深度融合、以制造业教字化为核心的新—轮产业变革,将带动整个制造业的升级换代,并对人类经济括动和社会生活产生根本性影响。美国,德国,英国、日本等世界主要发达国家纷纷实施以重振制造业为核心的“再工业化”“重新夺回制造业”重振经济”的国家战略,对我国而言,这既是极其重要的战略机遇,也是极其严峻的新挑战,如何认识及如何应对将对我国制造业乃至国家的发展产生深远影响。

3D打印制造(增材制造)技术是现代信息技术和制造技术融合的产物,丰富和发展了制造技术的内涵和产业形态,是现代先进制造技术的重要发展方向之一。3D打印制造技术将从产品设计、制造工艺过程、生产装备、材料制备、相关工业标准、制造企业形态等多个方面,为制造业带来新的发展。

一、3D打印制造技术对我国制造业发展的影响分析

党的十八提出,2D20年全面建成小康社会、工业化基本实现的重大战略部署。从现在到202睥,也是我国进入制造强国行列、基本实现工业化的关键时期。对于我国当前经济社会发展现状来看,积极有序地发展3D打印制造技术对提高我国制造业总体水平、提升我国制造业创新能力、促进传统产业转型升级以及加速推动从制造大国向制造强国转变,都具有特别的战略意义。

首先,发展3D打印制造技术是提升我国制造业总体水平的突破口。基于以增材制造为特征的3D打印制造与工艺技术,能够突破零部件的结构几何约束,制造出传统方法无法加工的非常规结构特征,这种工艺能力对于实现零部件轻量化,优化性能有极其重要的意义。同时,3D打印制造技术通过与传统制造工艺(如铸造、金属冷喷涂、硅胶模、机加等工艺)相结合,能够极大提升工艺制造能力。此外,由于3D打印制造所需的模具、工装、刀具等工艺资源较少,能够显著降低工艺准备周期及制造成本。

其次,发展3D打印制造技术是提升我国制造业产品创新能力,实现从“中国制造’走向“中国创造”的重要途径。设计人员不再受传统工艺和制造资源约束,专注于产品形态创意和功能创新,在‘设计即生产”“设计即产品。理念下,追求‘创造无极限’,同时,在制造环节,由于简化了工艺准备、试验等环节,使得基于产品三纬模型的设计、制造、分析高度一体化技术能够得到广泛应用,显著缩短了新产品开发、定型周期。此外,设计人员在设计过程中,可以设计出空心/多孔结构,异质材料功能梯度结构,并配合合金/复合材料等高性能材料的使用,可以实现产品结构轻量化和高性能,提升产品质量。

再次,发展3D打印制造技术能够变革传统制造模式,促进制造与服务融合发展,对我国制造业发展方式的转变和产业结构的升级提供新的思路。3D打印制造技术能够极大降低定制化成本,促使我国制造业从粗放的大规模生产方式,向向“按需定制”“因人定制。的个性化定制方式发展,激发个性化制造市场活力。同时.3D打印制造技术便于设计、工艺知识传递,为“社会化制造”“泛在制造”提供了技术基础,能够均衡、有效地利用社会化制造资源。此外,3D打印制造技术的发展还将催生和培育新型专业化创新服务模式,如众包创意设计、专业产品设计,委托加工,数据服务等制造服务业,促进产业向价值链高端的两头拓展,实现制造业与服务业融合发展。也将进一步推动众包创意设计,个性化定制,专业化服务和绿色制造等新兴制造模式,促进产业升级和结构优化。

二、我国3D打印制造技术发展情况

我国对3D打印制造技术的研究,已经有了长达20多年的探索和积累。在科技部、国防科工局、教育部、发改委、总装等部委以及一些地方政府的支持和重大工程需求的拉动下,我国3D打印制造技术尤其是工艺装备得到了长足的发展。我国3D打印制造技术水平与发达国家差距不大,一些技术领域已经达到国际领先水平,形成了体系结构基本完整的3D打印制造技术研发与服务体系,研制了一批先进的工艺装备,并得到了初步应用。

在3D打印制造基础技术方面,华中科技大学、北京航空航天大学,西北工业大学和北京航空625所相继开展了熔融沉积制造,电子束融合技术、选择性激光烧结等技术研究。这些研究成果在航空发动机叶片制造、飞机承力件制造、汽车车型开发、个性化骨科植入、颌骨重建和义齿加工等方面得到了应用。

在3D打印制造装备研制方面,我国已成功研制了一批先进光固化、激光选区烧结、激光选区熔化,激光近成形、熔融沉积、电子束制造等工艺装备。

在3D打印制造产业化发展方面,我国已经涌现出30多家3D打印制造技术设备制造与服务企业。并在上海,深圳、宁波等地相继出现了一批3D打印制造技术服务中心与公共服务平台,辅助当地企业的新产品快速开发,为个陛化的家电、数码等产品的快速研发与更新换代提供了技术支撑。

三、我国3D打印制造技术面临的瓶颈问题

虽然我国在3D打印制造技术研发和产业发展方面取得了长足进步或者局部领先,但总体上仍面临巨大挑战。一是在材料成形机理、关键技术,装备开发,工业标准等方面还面临大量基础理论和关键技术尚未突破,未能形成原创技术源泉。材料特性研究及材料体系构建、材料制备装备、成形过程与性能控制、缺陷检测与控制、先进工艺装备研发等方面还需要进一步开展研究。3D打印制造装备所需的大功率激光器、工业喷头和高精度控制器等核心零部件目前还没有突破。二是我国尚未形成3D打印制造公共技术平台,创新资源集中度低。当前,科研机构各自为战,合作研究的动力不足,缺乏对技术兼容性研究和相关标准的制定,开放式的集成创新体系尚未形成。三是我国3D打印制造产业化尚处于萌芽阶段,金融资本参与度不高,产业缺乏资金支持。在我国,直接从事3D打印业务的企业多属于典型的中小企业,产值普遍处于千万量级以下,多数企业处于生存边缘,盈利艰难。从全产业链的角度来看,尚未形成精细化分工,总体呈现产业发展初期的“作坊式”生产模式,劣质产品多,知识产权意识弱,缺乏产品标准和客观权威的评测。四是工程化应用技术研究不够,尚未形成具有广泛工程意义的完备技术体系,工程领域和产业界对3D打印制造技术需求不够迫切,技术发展缺乏市场的强大牵引。

四、3D打印制造技术发展与应用趋势

国外3D打印制造技术发展与应用趋势,主要可分为五大方面:

一是从快遵原型、工艺辅助等间接制造向零部件直接制造转变。2012年奥巴马政府重振美国制造业实施的“国家制造创新网络计划”首项内容就是组建“国家增材制造创新中心”,重点研究用3D打印制造技术直接生产最终零件备的发展,3D打印制造已从快速原型和工艺辅助等间接制造向金属,陶瓷、复合材料等零部件直接制造转变,

二是多学科交又融合发展,应用领域不断扩大。3D打印制造技术不仅与装备制造进行深度交叉融合,与生物医疗、电子制造等学科交叉发展趋势明显,并逐步应用到航空航天、汽车、模具、生物制造、电子、个人消费品等行业。

三是装备向产品化、系列化和专业化方向发展,增材制造技术的核心之一是成形装备。欧美及日本在该领域处于世界领先水平,并已形成了众多专业化和规模化增材制造装备生产企业。据《WohlersRepmt2010》统计,2009年世界范围内生产和销售增材制造装备的知名企业达35家,欧美占29家之多·

四是形成了相对完整的集装备、材料、软件,服务于一体的产业链,并形成了一定的产业规模和市场销售。欧美国家现已形成了包含材料制备,相关软件,工艺、装备、管理,创意服务和应用等相对完整的产业链,消费产品/电子产品是最主要的应用行业,汽车其次,医疗/牙科行业已经确定了其重要地位,处于第三位,其他如工业、航空航天、学术机构,政府/军队、建筑等也获得相应应用。

五是3口打印制造装备从高端型走向普及型。3D打印产品从航空航天、汽车、模具等高端领域延伸到与人们生活息息相关的日用品(如首饰、衣服、自行车等)。3D打印装备产品价格和技术门槛越来越低,3D打印产品逐渐由科研和工业等高端领域走向办公、个人消费等大众化领域。

五,我国3D打印制造技术产业化发展建议

我国3D打印制造技术产业化发展距国外发达国家差距咀显,在持续加大对基础理论研究、关键共性技术攻关、新型装备及特色工艺研发的同时,要进一步完善3D打印制造技术产业链(从产品设计、原材料、关键元器件、装备,应用、服务等环节)的发展,以重点产业应用示范为主线以提升3D打印制造的科技创新能力为核心,前瞻布局、突出重点、整合资源,积极右序地推动3D打印制造技术发展,突破3D打印制造技术产业瓶颈,建立完备的技术创新、产业化与服务支撑体系,掌握产业发展主动权。

第一,行业示范带动,分类引导产业发展,探索新的产业化模式。在以技术密集特征的高端应用领域(航空航天,生物制造等)建设相对集中的高科技创新应用中心,集中发展具有特定应用对象的3D打印制飯术,形成一系列高端应用产业;在以应用密集特征的工业原型制造领域(如产品椭模具等)依托3D打印制造技术联盟,或依托政府建立3D打印制造技术服务中心,形成产品设计、原材料、关键元器件、装备、工业应用服务等完整产业链条,与传统制造业向融合进行系统创新发展:在具有大众普及特征的个性化消费、创意产业领域(动漫、礼品、日常消费品等)依托互联网、云服务技术,建立3D打印制造云服务平台,实现集创意,设计,制造、销售为一体的公共创新体系,支撑产品的创新应用、产业的可持续创新发展。

第二,加强人才队伍建设,注重多层次人才培养。加强创新团队建设,培养造就一批支撑创新发展的高素质人才队伍。建立和完善人才激励机制,面向高层次创新科技人才,努力造就一批世界水平的科技领军人才,工程师和高水平创新团队,同时培养一批产品设计相关的应用创新型人才和技术操作型人才,促进3D打印制造技术产业的持续发展。

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