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1、先进制造技术课程的论文 先进制造技术内涵广泛、学科交叉,并且不断地发展与完备,在激烈的国际市场竞争中,制造业要求生存和发展,必须掌握并科学运用最先进的制造技术。先进制造技术也是改造传统产业的有力武器。先进制造技术的发展与产业化,将对国民经济的发展产生越来越大的影响。本文主要分析了当今我国先进制造技术的特点及发展趋势,介绍了当今制造技术面临的问题,论述了先进制造的前沿科学,并展望了先进制造技术的发展前景。制造业在国家企业生产力构成中占很大比重,因此若想增强综合国力,大力发展制造技术是必由之路。 关键词:先进制造 特点 发展现状 趋势 0引言:先进制造技术(Advanced Manufacturi
2、ng Technology,简称为AMT)是指微电子技术、自动化技术、信息技术等先进技术给传统制造技术带来的种种变化与新型系统1。具体地说,就是指集机械工程技术、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、设备和系统的总称。主要包括:计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。AMT是制造业企业取得竞争优势的必要条件之一,但并非充分条件,其优势还有赖于能充分发挥技术威力的组织管理,有赖于技术、管理和人力资源的有机协调和融合。 1先进制造技术的特点: 1.1实用性: 首先先进制造技术应该能够为我们所用,是实用的,而不是观念上得东西,能够真正为人类造福的。其是一项面向工业应用并
3、且兼备有实用性的新技术, 它的发展是针对某一具体制造业的需求而发展起来的先进的、适用的制造技术 , 它有明确的需求导向的特征, 其应用特别注意产品最好的实际效果 , 以提高制造业的综合经济效益和社会效益为最终目的。 1.2先进性: 其次,从他的命名来看,他显然应当具有先进性,这符合社会的发展,能够带动社会的生产力的前进才是他的关键所在。它从传统的工艺发展而来 , 既保留了过去制造技术中的有效要素, 又吸收了各种高新技术的最新成果 , 并与新技术实现了局部或系统集成,先进制造技术的核心是优质、高效、低耗、清洁、灵活的工艺, 这些工艺也必须是经过优化的先进工艺 。 1.3 广泛性:再者,他应当具有
4、广泛的应用,而不是单单用于某个狭窄的方面或者是个狭窄的技术。他应当能够为现在生产制造的绝大部分所使用,这样才能体 现先进制造技术的存在价值,才能激发科学研究者去研究发展它的决心。 先进制造技术是由计算机技术、设计技术、自动化技术、系统管理技术组成, 渗透到产品的设计、制造、生产组织、市场营销及回收再生等所有领域及其全过程。 1.4动态特性: 而且先进制造技术是一类技术,而不是单指某项技术,拥有一定的目标。是一个技术群, 并且是针对一定的应用目标 , 不断地吸收各种高新技术逐渐形成的新技术 , 因此这个技术群是一个动态技术 , 不同时期有不同的特点 , 通过不同形式发展不同国家和地区的制造技术。
5、 1.5集成性: 先进制造技术由于专业、学科间的不断渗透、交叉、融合 , 界限逐渐淡化甚至消失 , 技术趋于系统化 , 已发展成为集机械、电子、信息、材料和管理技术于一体的新兴交叉学科 。 1.6效益、成本和质量的统一性: 先进制造技术能对市场变化作出敏捷的反应, 提出提高产品劳动生产率的有效途径 , 并且将其转变为以时间为核心的效率、成本、质量的有机结合, 使其达到高度的统一 ,最终在市场竞争中立于不败之地 2。 2先进制造技术目前的发展及几种常见的技术介绍: 我国现阶段正大力发展先进制造技术,但是与国外顶尖技术还是有一定的差距,把我国的制造技术提高上去才能真正增强国家的综合实力,才能真正提
6、高国家的科技竞争力,所以应当大力发展先进制造技术。 2.1主要的核心技术及发展情况: 2.1.1快速成形, 英文是Rapid Prototyping, 是当代先进制造技术的一种. 快速成形技术是计算机辅助设计及制造技术、逆向工程技术、分层制造技术(SFF)、材料去除成形(MPR)材料增加成形(MAP)技术以及它们的集成. 通俗一点说, 快速成形就是利用在三维造型软件中已经设计的数字三维模型, 通过快速成型设备(快速成形机), 制造实体的三维模型的技术。 快速成形技术有以下特点: (1)制造原型所用的材料不限,各种金属和非金属材料均可使用 (2) 原型的复制性、互换性高 (3) 制造工艺与制造原
7、型的几何形状无关,在加工复杂曲面时更显优越 3 (4) 加工周期短,成本低,成本与产品复杂程度无关,一般与传统加工模型的工艺相比, 快速成形在制造费用上可以降低80%,加工周期可以节约70%以上 (5) 高度技术集成,可实现了设计制造一体化 曾经和目前仍然为主流的快速成形技术有以下几种: 2.1.2立体光刻技术 (SL/SLA) SLA的工作原理是以液态光敏树脂 (例如一种特殊的环氧树脂)为造型材料,采用紫外激光器为能源:一种是氦一福激光器 (波长 325nm,功率1550MW),另一种是氨离子激光器(波长351365nm,功率 100500MW ),激光束光斑大小为0.053mm。由CAD设
8、计出三维模型后将模型进行水平切片,分成为成千上万个薄层,生成分层工艺信息,按计算机所确定的轨迹,控制激光束的扫描轨迹,使被扫描区域内的液态光敏树脂固化,形成一层薄固体截面后,升降机构带动工作台下降一层高度,其上复盖另一层液态光敏树脂,接着进行第二层激光扫描固化,新固化的一层牢固地粘在前一层上,就这样逐层叠加直到完成整个模型的制作。一般每个薄层的厚度0.070.4mm,模型从树脂中取出后,进行最终硬化处理加以打光、电镀、喷漆或着色等即可。 发展趋势:稳步发展. SL/SLA技术的缺点在于材料成本和设备维护成本十分高昂。因为紫外激光器的使用寿命只能维持在1年左右, 同时作为成形材料的光敏树脂也需要
9、每年更换, 仅此两项便需要每年50万人民币以上的维护成本. 此外, SL/SLA快速成形设备结构复杂, 零件众多, 日常的维护保养也十分不易. 但是, 由于SL/SLA技术的成形精度非常高, 可以制造十分细小的模型或表面特征, 这一项优势似的SL/SLA技术仍然具有十分广阔的应用前景. 2.1.3 薄材叠层成形技术 (LOM) 薄材叠层成形技术是通过 对原料纸进行激光切割与粘合的方式来形成零件的。其工艺是先将单面涂有热熔胶的纸通过加热辊加压粘结在一起,此时位于其上方的激光器按照分层CAD模型所获得的数据,将一层纸切割成所制零件的内外轮廓,然后新的一层纸再叠加在上面,通过热压装置,将下面已经切割
10、的层粘合在一起,激光再次进行切割。切割时工作台连续下降,切割掉的纸片仍留在原处,起支撑和固化作用,纸片的一般厚度为0.070.1mm。该方法特点是成形速率高,成本低廉。 发展趋势:已经淘汰. LOM技术是快速成形技术发展过程中曾今为了寻找成本相对低廉, 精度相对合理的解决方案的一种尝试性探索. 客观而言, LOM设备的成形精度适中, 可以制造一些具有表面纹路的模型, 同时, 成形速度也相对较快. 但是, 由于LOM技术的材料利用率很低(10%-20%), 使得实际的材料成本并不便宜. 此外, LOM设备的稳定性和安全性也存在严重隐患,在实际运行过程中, 纸质、木质和PVC材料在激光照射极易着火
11、, 引起事故. 因此, 目前LOM技术在全世界范围内已经几乎停止使用。 2.1.4选区激光粉末烧结技术 (SLS) 选择性激光烧结 (SLS)的成形方法是。在层面制造与逐层堆积的过程中,用激光束有选择地将可熔化粘结的金属粉末或非金属粉末 (如石蜡、塑料、树脂沙、尼龙等)一层层地扫描加热,使其达到烧结温度并烧结成形;当一层烧结完后,工作台降下一层的高度,铺下一层的粉末,再进行第二层的扫描,新烧结的一层牢固地粘结在前一层上,如此重复,最后烧结出与CAD模型对应的三维实体。选择性激光烧结 (SLS)突出的优点在于它是以粉末作为成形材料,所使用的成形材料十分广泛,从理论上来说,任何被激光加热后能够在粉
12、粒间形成原子间连接的粉末材料都可以作为SLS的成形材料。 展趋势:停滞不前。 2.1.5熔融沉积成形技术 (MEM) MEM的基本原理是:加热喷头在计算机的控制下,根据截面轮廓信息作X-Y平面运动和高度Z方向的运动,丝材 (如塑料丝、石腊质丝等)由供丝机构送至喷头,在喷头中加热、熔化,然后选择性地涂覆在工作台上,快速冷却后形成一层截面轮廓,层层叠加最终成为快速原型。用此法可以制作精密铸造用蜡模、铸造用母模等。 发展趋势:快速发展. MEM是在相对近期发展处的快速成形技术, 其有点在于安全性高, 设备稳定性高, 成形精度高而运行成本低. 因为含有特殊配方的ABS工程塑料本身的物理和化学性质, 使得MEM技术制作的模型具有很好的强度和韧度, 可以经受锻造、钻孔、打磨等高强度的测试. 加之ABS丝材成本相对低廉, 设备设计简洁, 维护方便等优势, 使得MEM技术目前后来居上, 成本工人的应用最广泛的快速成形技术。
