第一篇：先進(jìn)制造技術(shù)及其發(fā)展

先進(jìn)制造技術(shù)及其發(fā)展

Xxxx

（xx大學(xué) xx學(xué)院 江蘇xx xxxxx）

摘 要：對先進(jìn)制造技術(shù)的起源、內(nèi)涵進(jìn)行了介紹。概述了先進(jìn)制造技術(shù)(AMT)的體系結(jié)構(gòu)和分類。提出先進(jìn)制造技術(shù)向集成化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化、虛擬化、智能化、綠色化、制造全球化等方向的發(fā)展趨勢。[1]

關(guān)鍵詞: 先進(jìn)制造技術(shù) ；AMT；關(guān)鍵技術(shù)；發(fā)展；體系結(jié)構(gòu)

Advanced Manufacturing Technology and It's

Development Trend Abstract: Introduces the origin, connotation of advanced manufacturing technology.Briefly introduced the structure system, the classification,and the characteristic of Advanced.The paper predicts the tendency of AMT, which is developing toward the characteristics of integrated, flexible, latticing, informational, virtual, intelligent, green and global manufacturing.Key words: Advanced manufacturing technology;AMT;key technology;development;system structure 0 引言

先進(jìn)制造技術(shù)AMT(Advanced Manufacturing Technology)是集機(jī)械，電子，信息，材料，能源和管理等各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)而發(fā)展起來的高新技術(shù)，它是發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)技術(shù)之一。先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)為提高競爭力以適應(yīng)時代的要求而形成的一個高新技術(shù)群，經(jīng)過發(fā)展，已形成了完整的體系結(jié)構(gòu)。先進(jìn)制造技術(shù)是當(dāng)今生產(chǎn)力的主要構(gòu)成因素，是國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱。它擔(dān)負(fù)著為國民經(jīng)濟(jì)各部門和科學(xué)技術(shù)的各個學(xué)科提供裝備、工具和檢測儀器的重要任務(wù)，成為國民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)賴以生存和發(fā)展的重要手段。尤其是一些尖端科技，如航空、航天、微電子、光電子、激光、分子生物學(xué)和核能等等技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，如果沒有先進(jìn)制造技術(shù)作為基礎(chǔ)，是不可能實(shí)現(xiàn)的。自20世紀(jì)80年代末，國際上提出先進(jìn)制造技術(shù)(AMT)的概念以來，以CAD／CAM技術(shù)、快速原型制造技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)技術(shù)、計算機(jī)集成制造系統(tǒng)技術(shù)、虛擬制造、綠色制造、敏捷制造等為代表的一系列AMT在諸多國家和地區(qū)得到迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，逐步實(shí)現(xiàn)了柔性化、自動化、敏捷化與虛擬化。進(jìn)入21世紀(jì)后，以計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)等為代表的信息技術(shù)、生物技術(shù)及新材料技術(shù)，被應(yīng)用于制造業(yè)的各個領(lǐng)域，使制造技術(shù)發(fā)生質(zhì)的飛躍，制造生產(chǎn)模式發(fā)生了重大的改變。[2] 1 先進(jìn)制造技術(shù)的起源

“先進(jìn)制造技術(shù)”一詞源于美國。二戰(zhàn)結(jié)束之前的制造技術(shù)，可以統(tǒng)稱為傳統(tǒng)的制造技術(shù)，美國制造業(yè)在第二次世界大戰(zhàn)以后，在當(dāng)時的國際環(huán)境背景下得到了空前的發(fā)展，并形成了一支強(qiáng)大的研究開發(fā)力量，強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)科學(xué)研究的重要性，忽視制造技術(shù)的發(fā)展。至20 世紀(jì)70 年代，隨著日、德經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)，美國制造業(yè)遇到了強(qiáng)有力的挑戰(zhàn)，汽車業(yè)等行業(yè)的霸主地位，遇到了強(qiáng)有力的沖擊，出口產(chǎn)品的競爭力大大落后于日、德，美國經(jīng)濟(jì)滯脹，發(fā)展緩慢。而日本在過去幾十年內(nèi)不斷主動地采用制造新技術(shù)，已使其成為制造業(yè)公認(rèn)的世界領(lǐng)袖。在此背景下，美國反思了制造技術(shù)同國民經(jīng)濟(jì)、技術(shù)與國力的至關(guān)重要的相互依賴關(guān)系，強(qiáng)調(diào)了制造技術(shù)的重要性，明確了社會經(jīng)濟(jì)目標(biāo)的關(guān)鍵是技術(shù)的重要性，制定了國家關(guān)鍵技術(shù)計劃，并對其技術(shù)政策作了重大調(diào)整。[3]與此同時，以計算機(jī)為中心的新一代信息技術(shù)的發(fā)展，也全面推動了制造技術(shù)的飛躍發(fā)展。由于經(jīng)濟(jì)和增強(qiáng)國防的需要，在劇烈的市場競爭的刺激下，各個國家和地區(qū)紛紛將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與新發(fā)展起來的科技成就相結(jié)合，先進(jìn)制造技術(shù)的概念逐步形成并發(fā)展。先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵及特點(diǎn)

先進(jìn)制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造業(yè)不斷地吸收機(jī)械、信息、材料及現(xiàn)代管理技術(shù)等方面最新的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計、制造、檢測、管理及售后服務(wù)的制造全過程，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、敏捷制造，并取得理想技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的前沿制造技術(shù)的總稱。從本質(zhì)上可以說，先進(jìn)制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)等的有機(jī)融合與傳統(tǒng)的制造技術(shù)比較起來，當(dāng)代先進(jìn)的制造技術(shù)以其高效率、高質(zhì)量和對于市場變化的快速響應(yīng)能力為主要特征。它貫穿了從產(chǎn)品設(shè)計、加工制造到產(chǎn)品銷售及使用維修等全過程，成為“市場———產(chǎn)品設(shè)計———制造———市場”的大系統(tǒng)。而傳統(tǒng)制造工程一般單指加工過程。[4]先進(jìn)制造技術(shù)充分應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、自動化技術(shù)、新材料技術(shù)、管理技術(shù)等的最新成果，各專業(yè)、學(xué)科間不斷交叉、融合，其界限逐漸淡化甚至消失。它是技術(shù)、組織與管理的有機(jī)集成，特別重視制造過程組織和管理體制的簡化及合理化。先進(jìn)制造技術(shù)又可看作是硬件、軟件、人和支持網(wǎng)絡(luò)（技術(shù)的與社會的）綜合與統(tǒng)一。先進(jìn)制造技術(shù)并不追求高度自動化或計算機(jī)化，而是通過強(qiáng)調(diào)以人為中心，實(shí)現(xiàn)自主和自律的統(tǒng)一，最大限度地發(fā)揮人的積極性、創(chuàng)造性和相互協(xié)調(diào)性。先進(jìn)制造技術(shù)高度開放、具有高度自組織能力的系統(tǒng)，通過大力協(xié)作，充分、合理地利用全球資源，不斷生產(chǎn)出最具競爭力的產(chǎn)品。

先進(jìn)制造技術(shù)的目的在于能夠以最低的成本、最快的速度提供用戶所希望的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，并取得理想的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。[5] 先進(jìn)制造技術(shù)體系結(jié)構(gòu)

對先進(jìn)制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)認(rèn)識很不統(tǒng)一。機(jī)械科學(xué)研究院（AMST）提出的先進(jìn)制造技術(shù)由多層次技術(shù)群構(gòu)成的體系圖，強(qiáng)調(diào)了先進(jìn)制造技術(shù)從基礎(chǔ)制造技術(shù)、新型制造單元技術(shù)到先進(jìn)制造集成技術(shù)的發(fā)展過程，也表明了在新型產(chǎn)業(yè)及市場需求的帶動之下，在各種高新技術(shù)（如能源技術(shù)、材料技術(shù)、微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)以及系統(tǒng)工程和管理科學(xué)）的推動下先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展過程。先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)為了提高競爭力以適應(yīng)時代要求，對制造技術(shù)不斷優(yōu)化及推陳出新而形成的高新技術(shù)群。在不同的國家、不同的發(fā)展階段，先進(jìn)制造技術(shù)有不同的內(nèi)容及組成。我國目前屬于先進(jìn)制造技術(shù)范疇的技術(shù)是一個三層次的技術(shù)群。見圖 1。[6]

圖1 AMST提出的先進(jìn)制造體系結(jié)構(gòu)

第一個層次是優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔基礎(chǔ)制造技術(shù)。鑄造、鍛壓、焊接、熱處理、表面保護(hù)、機(jī)械加工等基礎(chǔ)工藝至今仍是生產(chǎn)中大量采用、經(jīng)濟(jì)適用的技術(shù)，這些基礎(chǔ)工藝經(jīng)過優(yōu)化而形成的優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔基礎(chǔ)制造技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的核心及重要組成部分。這些基礎(chǔ)技術(shù)主要有精密下料、精密塑性成形、精密鑄造、精密加工、精密測量、毛坯強(qiáng)韌化、精密熱處理、優(yōu)質(zhì)高效連接技術(shù)、功能性防護(hù)涂層及各種與設(shè)計有關(guān)的基礎(chǔ)技術(shù)、各種現(xiàn)代管理技術(shù)。[7]

第二個層次是新型的制造單元技術(shù)。這是在市場需求及新興產(chǎn)業(yè)的帶動下，制造技術(shù)與電子、信息、新材料、新能源、環(huán)境科學(xué)、系統(tǒng)工程、現(xiàn)代管理等高新技術(shù)結(jié)合而形成的嶄新制造技術(shù)，如制造業(yè)自動化單元技術(shù)、極限加工技術(shù)、質(zhì)量與可靠性技術(shù)、系統(tǒng)管理技術(shù)、CAD／CAM、清潔生產(chǎn)技術(shù)、新材料成形加工技術(shù)、激光與高密度能源加工技術(shù)、工藝模擬及工藝設(shè)計優(yōu)化技術(shù)等。[8]

第三個層次是先進(jìn)制造集成技術(shù)。這是應(yīng)用信息技術(shù)和系統(tǒng)管理技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫對上述兩個層次的技術(shù)集成而形成的，如 FMS、CIMS、IMS以及虛擬制造技術(shù)等。以上三層次都是先進(jìn)制造技術(shù)的組成部分，但其中每一個層次都不等于先進(jìn)制造技術(shù)的全部。[9] 先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展

進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國先進(jìn)制造技術(shù)借鑒了國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，得到了迅速發(fā)展，并且形成了自己的方向與目標(biāo)，具體如下所述：

(1)信息化。信息化是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的生長點(diǎn)，信息技術(shù)正在以人們難以想象的速度高速發(fā)展，同時促進(jìn)了先進(jìn)制造的大發(fā)展。

(2)精密化?，F(xiàn)代高新技術(shù)產(chǎn)品需要高精度的制造，社會的發(fā)展對機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量提出了越來越高的要求。這決定了發(fā)展精密加工、超精密加工技術(shù)是機(jī)械制造末來的一個重點(diǎn)。

(3)集成化?，F(xiàn)代制造業(yè)的方向并不只是計算機(jī)的集成，信息的集成，而是人、技術(shù)、組織的整體集成，包括功能集成、組織集成、信息集成、過程集成、知識集成和企業(yè)間的集成。

(4)柔性化。柔性化不僅是指企業(yè)的制造技術(shù)柔性化，還包括生產(chǎn)方式柔性化和管理模式的柔性化。

(5)動態(tài)化。由于先進(jìn)制造技術(shù)本身是針對一定的應(yīng)用目標(biāo)、不斷吸收各種高新技術(shù)逐漸形成、不斷發(fā)展的新技術(shù)，因而其內(nèi)涵不是絕對的和一成不變的。

(6)虛擬化。虛擬化是指在計算機(jī)內(nèi)對產(chǎn)品、工藝和整個企業(yè)的性能進(jìn)行仿真、建模和分析，在虛擬制造環(huán)境中生成軟產(chǎn)品原型，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬樣品進(jìn)行試驗(yàn)，對其性能和可制造性進(jìn)行預(yù)測和評價，從而縮短產(chǎn)品的設(shè)計與制造周期，降低產(chǎn)品的開發(fā)成本，提高對市場變化的響應(yīng)能力。

(7)智能化。智能制造是指綜合利用各個學(xué)科、各種先進(jìn)技術(shù)和方法，解決和處理制造系統(tǒng)中的各種問題。系統(tǒng)能領(lǐng)會設(shè)計人員的意圖，能夠檢測失誤，回答問題，提出建議方案等。

(8)綠色化。綠色制造技術(shù)是指在保證產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、成本的前提下，綜合考慮環(huán)境影響和資源利用的一種現(xiàn)代制造模式。

(9)快速化?？焖倩侵笇κ袌龅目焖夙憫?yīng)，對生產(chǎn)的快速重組。它要求生產(chǎn)模式有高度的柔性與高度敏捷性?？焖倩軓?qiáng)有力地推動著制造技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，它是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的“動力”。

(10)全球化。先進(jìn)制造技術(shù)的競爭正在導(dǎo)致制造業(yè)在全球范圍內(nèi)的重組，新的制造模式不斷出現(xiàn)，更加強(qiáng)調(diào)實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、清潔、靈活的生產(chǎn)。[10] 5 結(jié)束語

在市場全球化，競爭全球化的今天，消費(fèi)者對產(chǎn)品的性能和質(zhì)量要求更為挑剔、更具多樣性，產(chǎn)品的壽命周期更短。在要求對市場需求做出快速響應(yīng)的背景下，先進(jìn)制造應(yīng)運(yùn)而生是有其客觀基礎(chǔ)的。先進(jìn)制造技術(shù)是在新的市場環(huán)境下，增強(qiáng)企業(yè)市場競爭力、促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)繁榮、提高國家綜合實(shí)力的手段。

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第二篇：先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)關(guān)鍵制造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)關(guān)鍵制造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

一、輕量化、整體化新型冷卻結(jié)構(gòu)件制造技術(shù)1 整體葉盤制造技術(shù)整體葉盤是新一代航空發(fā)動機(jī)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新與技術(shù)跨越的關(guān)鍵部件，通過將傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的葉片和輪盤設(shè)計成整體結(jié)構(gòu)，省去傳統(tǒng)連接方式采用的榫頭、榫槽和鎖緊裝置，結(jié)構(gòu)重量減輕、零件數(shù)減少，避免了榫頭的氣流損失，使發(fā)動機(jī)整體結(jié)構(gòu)大為簡化，推重比和可靠性明顯提高。在第四代戰(zhàn)斗機(jī)的動力裝置推重比10 發(fā)動機(jī)F119 和EJ200上，風(fēng)扇、壓氣機(jī)和渦輪采用整體葉盤結(jié)構(gòu)，使發(fā)動機(jī)重量減輕20%~30%，效率提高5%~10%，零件數(shù)量減少50% 以上。目前，整體葉盤的制造方法主要有：電子束焊接法；擴(kuò)散連接法；線性摩擦焊接法；五坐標(biāo)數(shù)控銑削加工或電解加工法；鍛接法；熱等靜壓法等。在未來推重比15~20 的高性能發(fā)動機(jī)上，如歐洲未來推重比15~20 的發(fā)動機(jī)和美國的IHPTET 計劃中的推重比20的發(fā)動機(jī)，將采用效果更好的SiC 陶瓷基復(fù)合材料或抗氧化的C/C 復(fù)合材料制造整體渦輪葉盤。2 整體葉環(huán)（無盤轉(zhuǎn)子）制造技術(shù)如果將整體葉盤中的輪盤部分去掉，就成為整體葉環(huán)，零件的重量將進(jìn)一步降低。在推重比15~20 高性能發(fā)動機(jī)上的壓氣機(jī)擬采用整體葉環(huán)，由于采用密度較小的復(fù)合材料制造，葉片減輕，可以直接固定在承力環(huán)上，從而取消了輪盤，使結(jié)構(gòu)質(zhì)量減輕70%。目前正在研制的整體葉環(huán)是用連續(xù)單根碳化硅長纖維增強(qiáng)的鈦基復(fù)合材料制造的。推重比15~20 高性能發(fā)動機(jī)，如美國XTX16/1A 變循環(huán)發(fā)動機(jī)的核心機(jī)第3、4 級壓氣機(jī)為整體葉環(huán)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。該整體葉環(huán)轉(zhuǎn)子及其間的隔環(huán)采用TiMC 金屬基復(fù)合材料制造。英、法、德研制了TiMMC 葉環(huán)，用于改進(jìn)EJ200的3級風(fēng)扇、高壓壓氣機(jī)和渦輪。3 大小葉片轉(zhuǎn)子制造技術(shù)大小葉片轉(zhuǎn)子技術(shù)是整體葉盤的特例，即在整體葉盤全弦長葉片通道后部中間增加一組分流小葉片，此分流小葉片具有大大提高軸流壓氣機(jī)葉片級增壓比和減少氣流引起的振動等特點(diǎn)，是使軸流壓氣機(jī)級增壓比達(dá)到3 或3 以上的有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)。4 發(fā)動機(jī)機(jī)匣制造技術(shù)在新一代航空發(fā)動機(jī)上有很多機(jī)匣，如進(jìn)氣道機(jī)匣、外涵機(jī)匣、風(fēng)扇機(jī)匣、壓氣機(jī)機(jī)匣、燃燒室機(jī)匣、渦輪機(jī)匣等，由于各機(jī)匣在發(fā)動機(jī)上的部位不同，其工作溫度差別很大，各機(jī)匣的選材也不同，分別為樹脂基復(fù)合材料、鐵合金、高溫合金。樹脂基復(fù)合材料已廣泛用于高性能發(fā)動機(jī)的低溫部件，如F119 發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣道機(jī)匣、外涵道筒體、中介機(jī)匣。至今成功應(yīng)用的樹脂基復(fù)合材料有PMR-15（熱固性聚酰亞胺）及其發(fā)展型、Avimid（熱固性聚酰亞胺）AFR700 等，最高耐熱溫度為290℃ ~371℃，2020 年前的目標(biāo)是研制出在425℃溫度下仍具有熱穩(wěn)定性的新型樹脂基復(fù)合材料。樹脂基復(fù)合材料構(gòu)件的制造技術(shù)是集自動鋪帶技術(shù)（ATL）、自動纖維鋪放技術(shù)（AFP）、激光定位、自動剪裁技術(shù)、模壓成形、樹脂傳遞模塑成形（RTM）、樹脂膜浸漬成形（RFI）、熱壓罐固化成形等技術(shù)于一體的綜合技術(shù)。5 寬弦風(fēng)扇葉片制造技術(shù)英國羅· 羅公司成功開發(fā)出遄達(dá)系列的超塑成形-擴(kuò)散連接發(fā)動機(jī)寬弦風(fēng)扇轉(zhuǎn)子葉片，引起了國際航空界的高度重視，此類空心葉片的輕質(zhì)量、高結(jié)構(gòu)效率使航空發(fā)動機(jī)的綜合性能得到顯著提高。如今，寬弦、無凸臺、空心葉片是高性能發(fā)動機(jī)風(fēng)扇和第一級壓氣機(jī)葉片的發(fā)展方向。推重比10 一級發(fā)動機(jī)F119，EJ200 均采用了寬弦風(fēng)扇葉片，GE 公司的GE90，推重比15~20 高性能發(fā)動機(jī)都采用復(fù)合材料風(fēng)扇葉片?，F(xiàn)在寬弦風(fēng)扇葉片主要采用超塑成形-擴(kuò)散連接（Superplastic Forming/Diffusion Bonding，SPF/DB）技術(shù)。與傳統(tǒng)工藝制造的零件相比，SPF/DB 組合工藝技術(shù)具有重量輕、成本低、效益高、整體性好、成形質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)。目前國外正在研究的推重比15~20 高性能發(fā)動機(jī)的金屬基復(fù)合材料風(fēng)扇葉片，是一種空心的、用連續(xù)碳化硅纖維增強(qiáng)的鈦基復(fù)合材料（TiMMC）制造，采用超塑成形/ 擴(kuò)散連接工藝制出空心風(fēng)扇葉片。6 復(fù)合冷卻層板結(jié)構(gòu)制造技術(shù)多孔復(fù)合冷卻層板結(jié)構(gòu)是推重比10 以上發(fā)動機(jī)采用的先進(jìn)冷卻結(jié)構(gòu)，多用于燃燒室和渦輪葉片，它是一種帶有復(fù)雜冷卻回路的多孔層板，用擴(kuò)散連接方法連接成形的冷卻結(jié)構(gòu)，其關(guān)鍵制造技術(shù)是計算機(jī)輔助設(shè)計和繪制復(fù)雜冷卻回路，用“照相-電解法”制成冷卻回路，擴(kuò)散連接成多層多孔層板。由此可知，整體化結(jié)構(gòu)、新型冷卻結(jié)構(gòu)等新技術(shù)，使發(fā)動機(jī)諸多零件減輕了質(zhì)量、降低了成本、提高了效率，從而保證了發(fā)動機(jī)高推比、高性能的相關(guān)要求。

二、新材料構(gòu)件制造技術(shù)推重比15~20 一級的航空發(fā)動機(jī)要求材料具有耐高溫、高強(qiáng)度、高韌性等特性。高性能發(fā)動機(jī)已經(jīng)采用很多種類的新材料和新材料構(gòu)件，尤其是金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料、碳/ 碳復(fù)合材料是當(dāng)前高溫復(fù)合材料領(lǐng)域開發(fā)和應(yīng)用研究的熱點(diǎn)。與其同時進(jìn)行的高溫復(fù)合材料構(gòu)件制造技術(shù)正在深入地發(fā)展。1 金屬基復(fù)合材料構(gòu)件制造技術(shù)SiC 長纖維增強(qiáng)Ti 基復(fù)合材料（TiMMC）具有比強(qiáng)度高、比剛度高、使用溫度高及疲勞和蠕變性能好的優(yōu)點(diǎn)。例如德國研制的SCS-6 SiC/IMI834 復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度高達(dá)2200MPa，剛度達(dá)220GPa，而且具有極為優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，在700℃溫度暴露2000h 后，力學(xué)性能不降低。TiMMC 葉環(huán)代替壓氣機(jī)盤，可使壓氣機(jī)的結(jié)構(gòu)質(zhì)量減輕70%。美國制備的TiMMC 葉環(huán)已在P&W 的XTC-65 IHPTET 驗(yàn)證機(jī)上成功地進(jìn)行了驗(yàn)證，能夠滿足性能要求。英、法、德也研制了TiMMC 葉環(huán)，并成功地進(jìn)行了臺架試驗(yàn)。未來發(fā)動機(jī)的低壓壓氣機(jī)葉片和靜子葉片、整體葉環(huán)、機(jī)匣及渦輪軸將采用金屬基復(fù)合材料制造。TiMMC 關(guān)鍵制造技術(shù)有、纖維涂層法、等離子噴涂法、漿料帶鑄造法、箔-纖維法。2 陶瓷基復(fù)合材料構(gòu)件制造技術(shù)推重比15~20 高性能航空發(fā)動機(jī)的渦輪前溫度將達(dá)到2200K 以上，連續(xù)纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料（CMC）耐溫高，密度低，具有類似金屬的斷裂行為，對裂紋不敏感，不發(fā)生災(zāi)難性的損毀，可代替高溫合金作為熱端部件結(jié)構(gòu)材料。CMC 的應(yīng)用使發(fā)動機(jī)大幅度減重，節(jié)約冷卻氣或無需冷卻，從而確保發(fā)動機(jī)高推重比的有關(guān)性能。美、英、法等發(fā)達(dá)國家以推重比9~10 發(fā)動機(jī)（如F119、EJ200、F414 等）作為CMC 的驗(yàn)證平臺，主要驗(yàn)證的部件有SiC 基CMC 的燃燒室、渦輪外環(huán)、火焰穩(wěn)定器、矢量噴管調(diào)節(jié)片和密封片，甚至整體燃燒室和整體渦輪等構(gòu)件。SiC 基CMC 的關(guān)鍵制造技術(shù)包括纖維預(yù)制件的設(shè)計和制造、SiC 基體的致密化技術(shù)、纖維與基體間界面層和復(fù)合材料表面防氧化涂層的設(shè)計與制造以及構(gòu)件的精密加工等。3 碳/碳復(fù)合材料構(gòu)件制造技術(shù)碳/ 碳復(fù)合材料（C/C）的最顯著的優(yōu)點(diǎn)是耐高溫（1800℃ ~2000℃）和低密度（約1.9g/cm3），可能使發(fā)動機(jī)大幅度減重。美、法、俄等研制的C/C 復(fù)合材料部件有燃燒室噴嘴、加力燃燒室噴管、渦輪和導(dǎo)向葉片、整體渦輪盤、渦輪外環(huán)等。美國將整體渦輪盤在1760℃進(jìn)行了地面超轉(zhuǎn)試驗(yàn)。C/C 構(gòu)件的關(guān)鍵制造技術(shù)包括碳纖維預(yù)制體的設(shè)計與制備、C/C 的致密化技術(shù)和C/C 防氧化涂層的設(shè)計與制造。C/C 致密化方法有化學(xué)氣相浸透法（CVI）和液相浸漬法。液相浸漬法包括樹脂浸漬炭化法和瀝青浸漬炭化法，發(fā)展的方向是提高致密化速率，降低制造成本。由于航空發(fā)動機(jī)用C/C 構(gòu)件要滿足富氧燃?xì)猸h(huán)境下長壽命工作的要求，所以必須解決C/C 抗氧化的問題。通過設(shè)計和制備防氧化涂層是改善C/C 抗氧化性的主要途徑，也是國際研究的熱點(diǎn)，目前尚未取得突破性進(jìn)展。由上可見，與現(xiàn)行推重比8 的發(fā)動機(jī)相比，新材料構(gòu)件不管在結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造技術(shù)方面，還是在整體質(zhì)量方面，都有較大突破，因此可確保推重比15~20 等高性能的實(shí)現(xiàn)。

三、航空發(fā)動機(jī)制造技術(shù)新工藝1 新型結(jié)構(gòu)件精密制坯技術(shù)目前，先進(jìn)精密毛坯制造技術(shù)正在向近凈成形方向發(fā)展。先進(jìn)的精密制坯技術(shù)有定向凝固和單晶精鑄制坯、精密鍛造制坯和快速凝固粉末冶金制坯技術(shù)。高性能航空發(fā)動機(jī)采用了大量的新型結(jié)構(gòu)件，由于制坯技術(shù)的進(jìn)步將導(dǎo)致毛坯件發(fā)生重大變化。精鑄件、精鍛件、單晶和定向凝固精鑄件以及快速凝固粉末冶金制坯毛坯將取代傳統(tǒng)的大余量毛坯。傳統(tǒng)意義的鍛件將由77% 降至33%，精鑄件由18% 增至44% 以上，粉末冶金件由3% 增至8%，復(fù)合材料構(gòu)件由4% 增至15%。2 先進(jìn)的切削技術(shù)切削加工一直是航空發(fā)動機(jī)關(guān)重件的主要制造手段。隨著航空發(fā)動機(jī)推重比的不斷提高，特別是質(zhì)量的不斷減輕，發(fā)動機(jī)制造將越來越多地依賴于高比強(qiáng)度、低密度、高剛度和耐高溫能力強(qiáng)的鈦合金、高溫合金以及金屬基復(fù)合材料等新材料，而這些材料都屬于典型的難加工材料。同時發(fā)動機(jī)關(guān)重件往往型面復(fù)雜，對加工精度和表面完整性的要求極，因此在新一代航空發(fā)動機(jī)的切削加工中迫切需要采用新型刀具材料、刀具結(jié)構(gòu)以及高效的工藝方法，同時這種需求也大大推動了具有高剛度、高精度和大驅(qū)動功率的專用機(jī)床和通用機(jī)床的發(fā)展。數(shù)控加工技術(shù)在航空發(fā)動機(jī)的制造中主要用于壓氣機(jī)及渦輪機(jī)的各類機(jī)匣、壓氣機(jī)盤及渦輪盤、渦輪軸和壓氣機(jī)軸等復(fù)雜構(gòu)件的加工。高端數(shù)控裝備及技術(shù)作為國家戰(zhàn)略性物資，對提高發(fā)動機(jī)整體制造水平起著舉足輕重的作用，如美國洛克希德· 馬丁公司在研制JSF 聯(lián)合攻擊機(jī)時，采用五坐標(biāo)數(shù)控加工方法，將約1.5t 的鐵合金鍛鍛錠數(shù)控銑削加工成重約99kg 的大型升力風(fēng)扇整體葉盤，其切除率超過93%。高效精密切削、變形補(bǔ)償、自適應(yīng)加工，以及抗疲勞制造等技術(shù)的研究和應(yīng)用在新一代發(fā)動機(jī)的加工中需求迫切；同時，加工過程的知識積累對于提高加工效率、加工質(zhì)量和加工的自動化水平非常重要，應(yīng)圍繞發(fā)動機(jī)關(guān)重件和典型材料的高效數(shù)控加工建立相應(yīng)的切削數(shù)據(jù)庫。磨削在先進(jìn)的切削技術(shù)研究中占有重要地位。在磨削加工技術(shù)的研究中，為了獲得高加工效率，世界發(fā)達(dá)國家開始嘗試高速、強(qiáng)力磨削技術(shù)，如利用強(qiáng)力磨削可一次磨出渦輪葉片的榫頭齒形。目前，磨削技術(shù)的發(fā)展趨勢是：發(fā)展超硬磨料磨具，研究精密及超精密磨削、高速高效磨削機(jī)理并開發(fā)其新的磨削加工技術(shù)，研制高精度、高剛性的自動化磨床。3 特種加工技術(shù)以高能束流加工為代表的特種加工技術(shù)在難切削材料加工，復(fù)雜構(gòu)件的型腔、型面、型孔、微小孔、細(xì)微槽及縫的加工中具有顯著優(yōu)勢，解決了常規(guī)加工很難解決的問題。特種加工技術(shù)主要包括：激光加工、電子束加工、離子束加工、等離子加工、電火花加工、電解加工、超聲波加工、磨料流加工、高壓水射流切割等。通過電磁場、溫度場、化學(xué)場和力場（包括空間微重力場）等外加因素的綜合應(yīng)用以及激光、等離子束、微波等多種能量形式的結(jié)合，開辟材料加工成形技術(shù)創(chuàng)新的廣闊途徑。4 特種焊接技術(shù)先進(jìn)焊接連接技術(shù)作為確保航空發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)完整性不可缺少的手段，其研究、開發(fā)與應(yīng)用直接關(guān)系到新一代航空發(fā)動機(jī)的質(zhì)量、壽命和可靠性。特種焊接技術(shù)由于具有可明顯減輕結(jié)構(gòu)重量、降低制造成本、提高結(jié)構(gòu)性能等特點(diǎn)，滿足航空發(fā)動機(jī)輕質(zhì)化、長壽命、低成本、高可靠性制造的要求，已成為航空發(fā)動機(jī)制造中的一項(xiàng)重要技術(shù)。特種焊接技術(shù)主要包括：鎢極惰性氣體保護(hù)弧焊（GTAW）、活性焊劑焊接技術(shù)、自蔓延高溫合成焊接法、等離子弧焊（PAW）、電子束焊（EBW）、激光焊（LBW）、真空釬焊（VB）、擴(kuò)散焊（DB）、摩擦焊等。近年來，新型纖焊和擴(kuò)散焊、摩擦焊和高能束流焊接等先進(jìn)焊接技術(shù)在航空發(fā)動機(jī)制造中的發(fā)展和應(yīng)用越來越廣泛。在歐美已相繼用摩擦焊取代電子束焊用于發(fā)動機(jī)的粉末冶金等溫鍛造盤-盤及盤-軸一體化焊接。摩擦焊接技術(shù)在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子鼓筒、整體葉盤的焊接中得到和應(yīng)用，并逐漸發(fā)展成為航空發(fā)動機(jī)制造中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。5 熱障涂層技術(shù)先進(jìn)的高推重比發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)中將大量采用以熱障涂層技術(shù)為代表的先進(jìn)熱障涂層技術(shù)。涂層技術(shù)在航空發(fā)動機(jī)關(guān)鍵零部件的耐磨、高溫防護(hù)、隔熱、封嚴(yán)以及鈦合金零件的防微動磨損、阻燃等方面起了顯著的作用，應(yīng)用越來越廣泛。先進(jìn)的涂層方法主要包括：真空等離子噴涂、層流等離子噴涂、超音速火焰噴涂、電子束物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、真空離子濺射涂層（MAП 爐）等。熱端部件采用熱障涂層以提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，其中有陶瓷涂層和多層隔熱層。陶瓷熱障涂層需先在零件表面噴涂MCrALY底層以提高結(jié)合強(qiáng)度。多層復(fù)合隔熱涂層是在基體金屬表面釬焊一層柔性金屬纖維結(jié)構(gòu)（材料為HFe22.5Cr5.5SiO0.1C），可減少冷卻氣流80%。渦輪工作葉片和導(dǎo)向器的隔熱涂層采用低壓等離子噴涂涂敷，也可以采用電子束物理氣相沉積（EB-PVD）涂敷。發(fā)動機(jī)冷端部件均采用封嚴(yán)涂層、耐磨和防腐蝕涂層。6 快速原型/零件制造技術(shù)快速原型（Rapid Prototyping，RP）制造技術(shù)出現(xiàn)于20 世紀(jì)90 年代中期，這種基于“離散-堆積”原理和增材制造的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)高性能復(fù)雜結(jié)構(gòu)金屬零件的無模具、快速、近凈成形，具有高度柔性的制造思想已經(jīng)被企業(yè)界廣泛接受，其應(yīng)用已從最初的設(shè)計原型和測試原型制造向最終產(chǎn)品制造的方向發(fā)展?？焖僭? 零件制造技術(shù)為航空發(fā)動機(jī)復(fù)雜零件的設(shè)計實(shí)現(xiàn)實(shí)體化提供快速方便的手段，可實(shí)現(xiàn)精鑄復(fù)雜模具的制造，現(xiàn)在發(fā)展到直接快速成形零件，是一種很有發(fā)展前景的工藝方法。主要方法有：分層實(shí)體制造（LOM）、選擇性激光燒結(jié)（SLS）、熔化沉積制造（FDM）、三維立體印刷（SLA）和三維焊接法等?？焖僭椭圃旒夹g(shù)一經(jīng)出現(xiàn)，就成為先進(jìn)制造技術(shù)和激光加工領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，美國軍方對這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展給予了相當(dāng)?shù)年P(guān)注和支持，在其直接支持下，美國率先將這一先進(jìn)技術(shù)實(shí)用化，目前，F(xiàn)-22 和F/A-18E/F 上的幾個關(guān)鍵零件已經(jīng)采用了TC4 鈦合金激光快速成形件。該技術(shù)能顯著提高疲勞性能，降低成本40%，加工周期僅為傳統(tǒng)工藝的1/5。7 浮壁式火焰筒制造技術(shù)推重比10 一級發(fā)動機(jī)渦輪前溫度達(dá)到1500℃ ~1700℃。艾利遜公司研究了用Lamilloy 多孔層板加柔性金屬/ 陶瓷制造的浮壁式火焰筒結(jié)構(gòu)。普惠公司研究了用玻璃陶瓷基復(fù)合材料制造浮壁式火焰筒結(jié)構(gòu)。F119采用的浮壁式火焰筒結(jié)構(gòu)是用多環(huán)段連接而成。環(huán)段背向火焰一面對流散熱的凸環(huán)，并有縫隙形成冷卻隔熱氣膜，隔熱環(huán)是由浮動片組成，并用螺栓連接在外環(huán)段上。浮動片用精密鑄造而成，而冷卻隔熱環(huán)局部噴涂熱障涂層，以降低部件表面溫度。

四、航空發(fā)動機(jī)零部件的無損檢測技術(shù)無損檢測技術(shù)能為發(fā)動機(jī)產(chǎn)品提供內(nèi)部質(zhì)量信息，既可作為產(chǎn)品評價的依據(jù)，也為工藝分析提供參考信息，是確保發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)高可靠性的重要手段。對于航空發(fā)動機(jī)而言，在服役過程中難免會出現(xiàn)一些疲勞裂紋、損傷以及惡劣工作環(huán)境下組織狀態(tài)變化等問題，及時檢測到這些問題對于減少事故、提高零部件的使用壽命有重大意義。常用的檢測技術(shù)有超聲檢測、渦流檢測、工業(yè)CT無損檢測等。無損檢驗(yàn)技術(shù)發(fā)展的總趨勢仍是速度快，自動化程度高，分辨率高，易于解讀，可靠性高，以及成本低。例如，在傳統(tǒng)的超聲、電磁及聲學(xué)檢驗(yàn)中，廣泛引入移動式自動掃描，綜合應(yīng)用了多種技術(shù)，出現(xiàn)了自動掃描的超聲、電磁、傳感器系統(tǒng)，聲學(xué)-激光自動掃描系統(tǒng)。

五、面向零件制造過程的專業(yè)化成套制造技術(shù)作為單項(xiàng)數(shù)字化制造技術(shù)的集成，將信息技術(shù)與制造技術(shù)相結(jié)合而形成的數(shù)字化生產(chǎn)線技術(shù)的應(yīng)用成為航空發(fā)動機(jī)行業(yè)提高生產(chǎn)質(zhì)量和柔性的關(guān)鍵技術(shù)。GE、羅· 羅和普惠等主要航空發(fā)動機(jī)生產(chǎn)廠商應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，建成了一系列航空發(fā)動機(jī)典型零件自動化生產(chǎn)線，取得了良好的效果。（1）壓氣機(jī)葉片精密鍛造生產(chǎn)線目前航空發(fā)動機(jī)有33% 的工作量來自于葉片的制造，葉片精鍛生產(chǎn)線是解決葉片制造瓶頸的有效方法之一。生產(chǎn)線由葉片制坯、葉片精鍛成形、葉片型面化銑、葉片熱處理、葉片檢測５條子生產(chǎn)線組成，適合于高溫合金、鈦合金、鋁合金和不銹鋼等材料精鍛葉片的批量生產(chǎn)。（2）渦輪葉片精密鑄造生產(chǎn)線渦輪葉片制造質(zhì)量對航空發(fā)動機(jī)的性能有很大影響。由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造技術(shù)含量高，其精鑄質(zhì)量和尺寸精度與葉片研制過程中的設(shè)計、制造、冶金、化學(xué)、制模、爐工等人員密切相關(guān)。國外航空發(fā)動機(jī)制造公司花費(fèi)大量資金建立了發(fā)動機(jī)渦輪葉片精鑄生產(chǎn)線。（3）壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片電化學(xué)自動化加工生產(chǎn)線該生產(chǎn)線集拉削加工技術(shù)、高精度測量技術(shù)、電化學(xué)技術(shù)、電火花加工技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)以及無損檢測技術(shù)等眾多技術(shù)于一體，其關(guān)鍵技術(shù)為360°電化學(xué)加工技術(shù)。首先采用組合的垂直拉床將預(yù)切長度的棒材拉削加工出葉片的榫齒，然后利用根部來定位，從葉盆和葉背兩面進(jìn)行電化學(xué)加工，一次完成葉身型面加工。

六、以信息化技術(shù)為紐帶，建立數(shù)字化工廠信息化是振興及提升航空發(fā)動機(jī)制造業(yè)的必要途徑，必須將專業(yè)的制造技術(shù)與信息技術(shù)、管理技術(shù)相融合，運(yùn)用先進(jìn)的信息技術(shù)和現(xiàn)代管理思想，實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動機(jī)設(shè)計、試驗(yàn)、制造、檢測、管理、使用和維護(hù)等全過程的自動化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。在國外，航空發(fā)動機(jī)研制已利用信息化技術(shù)從傳統(tǒng)的大批量制造模式轉(zhuǎn)向現(xiàn)代先進(jìn)精益制造模式。例如，GE 公司發(fā)動機(jī)部GEAE 在1998 年制訂實(shí)施了航空發(fā)動機(jī)異地協(xié)同設(shè)計和制造的增量式發(fā)展規(guī)劃，取得了顯著的效益。羅· 羅公司建立了發(fā)動機(jī)典型零件的自動化生產(chǎn)線和協(xié)同的計算機(jī)工作環(huán)境，實(shí)施了并行工程，從整體上增強(qiáng)航空發(fā)動機(jī)的研制能力。普惠公司采用集成產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊的形式來管理發(fā)動機(jī)全生命周期內(nèi)的計劃、流程、技術(shù)、信息等經(jīng)濟(jì)技術(shù)活動，建立先進(jìn)的數(shù)字化工廠。免責(zé)聲明：本公眾號所載文章為本公眾號原創(chuàng)或根據(jù)網(wǎng)絡(luò)搜集編輯整理，文章版權(quán)歸原作者所有。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題，請跟我們聯(lián)系！文章內(nèi)容為作者個人觀點(diǎn),并不代表本公眾號贊同或支持其觀點(diǎn)。本公眾號擁有對此聲明的最終解釋權(quán)。

第三篇：特種加工技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望-先進(jìn)制造技術(shù)課程論文

先 進(jìn) 制 造 論 文

題目：先進(jìn)制造技術(shù)院系：周口科技機(jī)械工程數(shù)控

班級：數(shù)控

姓名：閆文磊

4班

時間：2010年12月251

日

先進(jìn)成型技術(shù)

摘要

一、特種加工技術(shù)在國際上被稱為21世紀(jì)的技術(shù)，對新型武器裝備的研制和生產(chǎn)，起到舉足輕重的作用。本文分別從激光加工技術(shù)、電子束加工技術(shù)、離子束及等離子加工技術(shù)、電加工技術(shù)幾方面介紹了國外的發(fā)展現(xiàn)狀，同時提出了國內(nèi)相應(yīng)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：特種加工；高能束流；激光技術(shù)；發(fā)展趨勢

特種加工亦稱“非傳統(tǒng)加工”或“現(xiàn)代加工方法”，泛指用電能、熱能、光能、電化學(xué)能、化學(xué)能、聲能及特殊機(jī)械能等能量達(dá)到去除或增加材料的加工方法。本文所述的特種加工技術(shù)主要是指激光加工技術(shù)、電子束加工技術(shù)、離子束及等離子加工技術(shù)和電加工技術(shù)等。

隨著新型武器裝備的發(fā)展，國內(nèi)外對特種加工技術(shù)的需求日益迫切。不論飛機(jī)、導(dǎo)彈，還是其它作戰(zhàn)平臺都要求降低結(jié)構(gòu)重量，提高飛行速度，增大航程，降低燃油消耗，達(dá)到戰(zhàn)技性能高、結(jié)構(gòu)壽命長、經(jīng)濟(jì)可承受性好。為此，上述武器系統(tǒng)和作戰(zhàn)平臺都要求采用整體結(jié)構(gòu)、輕量化結(jié)構(gòu)、先進(jìn)冷卻結(jié)構(gòu)等新型結(jié)構(gòu)，以及鈦合金、復(fù)合材料、粉末材料、金屬間化合物等新材料。

為此，需要采用特種加工技術(shù)，以解決武器裝備制造中用常規(guī)加工方法無法實(shí)現(xiàn)的加工難題，所以特種加工技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域是：

難加工材料，如鈦合金、耐熱不銹鋼、高強(qiáng)鋼、復(fù)合材料、工程陶瓷、金剛石、紅寶石、硬化玻璃等高硬度、高韌性、高強(qiáng)度、高熔點(diǎn)材料。

難加工零件，如復(fù)雜零件三維型腔、型孔、群孔和窄縫等的加工。低剛度零件，如薄壁零件、彈性元件等零件的加工。

以高能量密度束流實(shí)現(xiàn)焊接、切割、制孔、噴涂、表面改性、刻蝕和精細(xì)加工。1 先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn) 1.1 是面向21世紀(jì)的技術(shù)

先進(jìn)制造技術(shù)是制造技術(shù)的最新發(fā)展階段，是由傳統(tǒng)的制造技術(shù)發(fā)展起來的，既保持了過去制造技術(shù)中的有效要素，又要不斷吸收各種高新技術(shù)成果，并滲透到產(chǎn)品生產(chǎn)的所有領(lǐng)域及其全部過程。先進(jìn)制造技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生了一個完整的技術(shù)群，它是具有明確范疇的新的技術(shù)領(lǐng)域，是面向21世紀(jì)的技術(shù)。1.2 是面向工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)

先進(jìn)制造技術(shù)并不限于制造過程本身，它涉及到產(chǎn)品從市場調(diào)研、產(chǎn)品開發(fā)及工藝設(shè)計、生產(chǎn)準(zhǔn)備、加工制造、售后服務(wù)等產(chǎn)品壽命周期的所有內(nèi)容，并將它們結(jié)合成一個有機(jī)的整體。先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用特別注意產(chǎn)生最好的實(shí)際效果，其目標(biāo)是為了提高企業(yè)競爭和促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)和綜合實(shí)力的增長。目的是要提高制造業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。1.3 是駕馭生產(chǎn)過程的系統(tǒng)工程

先進(jìn)制造技術(shù)特別強(qiáng)調(diào)計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、自動化技術(shù)、新材料技術(shù)和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計、制造和生產(chǎn)組織管理、銷售及售后服務(wù)等方面的應(yīng)用。它要不斷吸收各種高新技術(shù)成果與傳統(tǒng)制造技術(shù)相結(jié)合，使制造技術(shù) 成為能駕馭生產(chǎn)過程的物質(zhì)流、能量流和信息流的系統(tǒng)工程。1.4 是面向全球競爭的技術(shù)

20世紀(jì) 80年代以來，市場的全球化有了進(jìn)一步的發(fā)展，發(fā)達(dá)國家通過金融、經(jīng)濟(jì)、科技手段爭奪市場，傾銷產(chǎn)品，輸出資本。隨著全球市場的形成，使得市場競爭變得越來越激烈，先進(jìn)制造技術(shù)正是為適應(yīng)這種激烈的市場競爭而出現(xiàn)的。因此，一個國家的先進(jìn)制造技術(shù)，它的主體應(yīng)該具有世界先進(jìn)水平，應(yīng)能支持該國制造業(yè)在全球市場的競爭力。1.5 是市場競爭三要素的統(tǒng)一

在20世紀(jì) 70年代以前，產(chǎn)品的技術(shù)相對比較簡單，一個新產(chǎn)品上市，很快就會有相同功能的產(chǎn)品跟著上市。因此，市場競爭的核心是如何提高生產(chǎn)率。到了20世紀(jì)80年代以后，制造業(yè)要贏得市場競爭的主要矛盾已經(jīng)從提高勞動生產(chǎn)率轉(zhuǎn)變?yōu)橐詴r間為核心的時間、成本和質(zhì)量的三要素的矛盾。先進(jìn)制造技術(shù)把這三個矛盾有機(jī)結(jié)合起來，使三者達(dá)到了統(tǒng)一。

研究現(xiàn)狀

新材料成形加工技術(shù)的研究開發(fā)，是近二、三十年來材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域最為活躍的方向之一。先進(jìn)制備與成型加工技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用，加上了新材料的研究開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用進(jìn)程，促成了諸如微電子和生物醫(yī)用材料等新興產(chǎn)業(yè)的形成，促進(jìn)了現(xiàn)代航天航空，交通運(yùn)輸，能源環(huán)保等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

先進(jìn)工業(yè)國家對材料制備與成型加工技術(shù)的研究開發(fā)十分重視。美國制定了“為了工業(yè)材料發(fā)展計劃”，其核心是開放先進(jìn)的制備與成型加工技術(shù)，提高材料性能，降低生產(chǎn)成本，滿足未來工業(yè)發(fā)展對材料的需求。德國開展的“21世紀(jì)新材料研究計劃”將材料制備與成型加工技術(shù)列為六個重點(diǎn)內(nèi)容之一。在歐盟的“第六框架”計劃中，先進(jìn)制備技術(shù)時新材料領(lǐng)域的研究重點(diǎn)之一。日本在20世紀(jì)90年代后期，先后實(shí)施了“超級金屬”、“超鋼鐵”計劃，重點(diǎn)是發(fā)展先進(jìn)的制備加工技術(shù)，精確控制組織，大幅度提高材料的性能，達(dá)到減少材料用量、節(jié)省資源和能源的目的。同時開展本科學(xué)領(lǐng)域色前沿和基礎(chǔ)研究，并綜合利用相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)理論和科技發(fā)展成果，提供預(yù)備新材料的新原理新方法，也是材料科學(xué)與工程學(xué)科自身發(fā)展的需求。

一大批先進(jìn)技術(shù)和工藝不斷發(fā)展和完善，并逐步獲得實(shí)際應(yīng)用，如快速凝固、定向凝固、連續(xù)鑄軋、連續(xù)鑄擠、精密鑄造、半固態(tài)加工、粉末注射成型、陶瓷膠態(tài)成型、熱等靜壓、無模成型、微波燒結(jié)、離子束制備、激光快速成型、激光焊接、表面改性等，促進(jìn)了傳統(tǒng)材料的升級換代，加速了新材料的研究開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用，解決了高技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展對特種高性能材料的制備加工與組織性能精確控制的急需。

現(xiàn)在將主要的先進(jìn)材料加工技術(shù)分別介紹如下： 1.快速凝固

快速凝固技術(shù)的發(fā)展，把液態(tài)成型加工推進(jìn)到遠(yuǎn)離平衡的狀態(tài)，極大地推動了非晶、細(xì)晶、微晶等非平衡新材料的發(fā)展。傳統(tǒng)的快速凝固追求高的冷卻速度而限于低維材料的制備，如非晶絲材、箔材的制備。近年來快速凝固技術(shù)主要在兩個方面得到發(fā)展：①利用噴射成型、超高壓、深過冷，結(jié)合適當(dāng)?shù)某煞衷O(shè)計，發(fā)展體材料直接成型的快速凝固技術(shù)；②在近快速凝固條件下，制備具有特殊取向和組織結(jié)構(gòu)的新材料。目前快速凝固技術(shù)被廣泛地用于非晶或超細(xì)組織的線材、帶材和體材料的制備與成型。2.半固態(tài)成型

半固態(tài)成型包括半固態(tài)流變成型和半固態(tài)觸變成形兩類：前者是將制備的半固態(tài)漿料直接用于成型，如壓鑄成型（稱為半固態(tài)流變壓鑄）；后者是對制備好的半固態(tài)坯料 進(jìn)行重新加熱，使其達(dá)到半熔融狀態(tài)，然后進(jìn)行成型，如擠壓成型（稱為半固態(tài)觸變擠壓）。

3.無模成型

為了解決復(fù)雜形狀或深殼件產(chǎn)品沖壓、拉深成型設(shè)備規(guī)模大、模具成本高、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、靈活度低等缺點(diǎn)，滿足社會發(fā)展對產(chǎn)品多樣性（多品種、小規(guī)模）的需求，20世紀(jì)80年代以來，柔性加工技術(shù)的開發(fā)受到工業(yè)發(fā)達(dá)國家的重視。典型的無模成型技術(shù)有增量成型、無摸拉拔、無模多點(diǎn)成型、激光沖擊成型等。4.超塑性成型技術(shù)

超塑性成型加工技術(shù)具有成型壓力低、產(chǎn)品尺寸與形狀精度高等特點(diǎn)，近年來發(fā)展方向主要包括兩個方面：一是大型結(jié)構(gòu)件、復(fù)雜結(jié)構(gòu)件、精密薄壁件的超塑性成型，如鋁合金汽車覆蓋件、大型球罐結(jié)構(gòu)、飛機(jī)艙門，與盥洗盆等；二是難加工材料的精確成形加工，如鈦合金、鎂合金、高溫合金結(jié)構(gòu)件的成形加工等。5.金屬粉末材料成型加工

粉末材料的成型加工是一種典型的近終形、短流程制備加工技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)材料設(shè)計、制備預(yù)成型一體化；可自由組裝材料結(jié)構(gòu)從而精確調(diào)控材料性能；既可用于制備陶瓷、金屬材料，也可制備各種復(fù)合材料。它是近20年來材料先進(jìn)制備與成型加工技術(shù)的熱點(diǎn)與主要發(fā)展方向之一。粉末材料成型加工技術(shù)的研究重點(diǎn)包括粉末注射成型膠態(tài)成型、溫壓成型及微波、等離子輔助低溫強(qiáng)化燒結(jié)等。6.陶瓷膠態(tài)成型

在圍繞著提高陶瓷胚體均勻性和解決陶瓷材料可靠性的問題，開發(fā)了多種原位凝固成型工藝，凝膠注模成型工藝、溫度誘導(dǎo)絮凝成形、膠態(tài)振動注模成形、直接凝固注模成形等相繼出現(xiàn)，受到嚴(yán)重重視。原位凝固成形工藝被認(rèn)為是提高胚體的均勻性，進(jìn)而提高陶瓷材料可靠性的唯一途徑，得到了迅速的發(fā)展，已逐步獲得實(shí)際應(yīng)用。7.激光快速成型

采用該技術(shù)的成形件完全致密且具有細(xì)小均勻的內(nèi)部組織，從而具有優(yōu)越的力學(xué)性能和物理化學(xué)性能，同時零件的復(fù)雜程度基本不受限制，并且可以縮短加工周期，降低成本。目前發(fā)達(dá)國家已進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段，主要應(yīng)用于國防高科技領(lǐng)域。激光加工技術(shù) 1.1 現(xiàn)狀

國外激光加工設(shè)備和工藝發(fā)展迅速，現(xiàn)已擁有100kW的大功率CO2激光器、kW級高光束質(zhì)量的Nd:YAG固體激光器，有的可配上光導(dǎo)纖維進(jìn)行多工位、遠(yuǎn)距離工作。激光加工設(shè)備功率大、自動化程度高，已普遍采用CNC控制、多坐標(biāo)聯(lián)動，并裝有激光功率監(jiān)控、自動聚焦、工業(yè)電視顯示等輔助系統(tǒng)。

激光制孔的最小孔徑已達(dá)0.002mm，已成功地應(yīng)用自動化六坐標(biāo)激光制孔專用設(shè)備加工航空發(fā)動機(jī)渦輪葉片、燃燒室氣膜孔，達(dá)到無再鑄層、無微裂紋的效果。

激光切割適用于由耐熱合金、鈦合金、復(fù)合材料制成的零件。目前薄材切割速度可達(dá)15m/min，切縫窄，一般在0.1～1mm之間，熱影響區(qū)只有切縫寬的10%～20%，最大切割厚度可達(dá)45mm，已廣泛應(yīng)用于飛機(jī)三維蒙皮、框架、艦船船身板架、直升機(jī)旋翼、4 發(fā)動機(jī)燃燒室等。

激光焊接薄板已相當(dāng)普遍，大部分用于汽車工業(yè)、宇航和儀表工業(yè)。激光精微焊接技術(shù)已成為航空電子設(shè)備、高精密機(jī)械設(shè)備中微型件封裝結(jié)點(diǎn)的微型連接的重要手段。

激光表面強(qiáng)化、表面重熔、合金化、非晶化處理技術(shù)應(yīng)用越來越廣，激光微細(xì)加工在電子、生物、醫(yī)療工程方面的應(yīng)用已成為無可替代的特種加工技術(shù)。

激光快速成型技術(shù)已從研究開發(fā)階段發(fā)展到實(shí)際應(yīng)用階段，已顯示出廣闊的應(yīng)用前景。

國內(nèi)70年代初已開始進(jìn)行激光加工的應(yīng)用研究，但發(fā)展速度緩慢。在激光制孔、激光熱處理、焊接等方面雖有一定的應(yīng)用，但質(zhì)量不穩(wěn)定。目前已研制出具有光纖傳輸?shù)墓腆w激光加工系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)光纖耦合三光束的同步焊接和石英表芯的激光焊接。完成了激光燒結(jié)快速成型原理樣機(jī)研制，并采用環(huán)氧聚脂和樹脂砂燒結(jié)粉末材料，快速成型出典型零件，如葉輪、齒輪。1.2 發(fā)展趨勢

激光加工技術(shù)今后幾年應(yīng)結(jié)合已取得的預(yù)研成果，針對需求，重點(diǎn)開展無缺陷氣膜小孔的激光加工及實(shí)時檢控技術(shù)、高強(qiáng)鋁(含鋁鋰、鋁鎂)合金的激光焊接技術(shù)、金屬零件的激光粉末燒結(jié)快速成型技術(shù)、激光精密加工及重要構(gòu)件的激光沖擊強(qiáng)化等項(xiàng)目的研究。實(shí)現(xiàn)高溫渦輪發(fā)動機(jī)氣膜孔無缺陷加工，可使葉片使用壽命達(dá)2000小時以上；以焊代替數(shù)控加工飛機(jī)次承力構(gòu)件，以及帶筋壁板的以焊代鉚；實(shí)現(xiàn)重要零部件的表面強(qiáng)化，提高安全性、可靠性等，從而使先進(jìn)的激光制造技術(shù)在軍事工業(yè)中發(fā)揮更大的作用。1）無再鑄層、無微裂紋渦輪葉片氣膜孔激光高效加工技術(shù)研究；

2）鋁合金、超強(qiáng)鋼、鈦合金、異種材料構(gòu)件以及大型空間曲面零件的激光焊接工藝研究；

3）三維激光切割工藝規(guī)范及表面質(zhì)量控制技術(shù)和在線測量控制技術(shù)研究； 4）提高高溫合金、鋁合金等重要部件抗疲勞性能的激光沖擊技術(shù)研究； 5）激光快速成型技術(shù)研究； 電子束加工技術(shù) 2.1 現(xiàn)狀

電子束加工技術(shù)在國際上日趨成熟，應(yīng)用范圍廣。

國外定型生產(chǎn)的40kV～300kV的電子槍(以60kV、150kV為主)，已普遍采用CNC控制，多坐標(biāo)聯(lián)動，自動化程度高。電子束焊接已成功地應(yīng)用在特種材料、異種材料、空間復(fù)雜曲線、變截面焊接等方面。目前正在研究焊縫自動跟蹤、填絲焊接、非真空焊接等，最大焊接熔深可達(dá)300mm，焊縫深寬比20：1。電子束焊已用于運(yùn)載火箭、航天飛機(jī)等主承力構(gòu)件大型結(jié)構(gòu)的組合焊接，以及飛機(jī)梁、框、起落架部件、發(fā)動機(jī)整體轉(zhuǎn)子、機(jī)匣、功率軸等重要結(jié)構(gòu)件和核動力裝置壓力容器的制造。如：F-22戰(zhàn)斗機(jī)采用先進(jìn)的電子束焊接，減輕了飛機(jī)重量，提高了整機(jī)的性能；“蘇-27”及其它系列飛機(jī)中的大量承力構(gòu)件，如起落架、承力隔框等，均采用了高壓電子束焊接技術(shù)。

國內(nèi)多種型號的飛機(jī)及發(fā)動機(jī)和多種型號的導(dǎo)彈殼體、油箱、尾噴管等結(jié)構(gòu)件均已采用了電子束焊接。因此，電子束焊接技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，對電子束焊接設(shè)備的需求量也越來越大。

國外的電子束焊機(jī)，以德國、美國、法國、烏克蘭等為代表，已達(dá)到了工程化生產(chǎn)。其特點(diǎn)是采用變頻電源，設(shè)備的體積、噪聲、高壓性能等方面都有很大提高；在控制系統(tǒng)方面，運(yùn)用了先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)，采用了先進(jìn)的CNC及PLC技術(shù)，使設(shè)備的控制更可靠，操作更簡便、直觀。

國外真空電子束物理氣相沉積技術(shù)，已用于航空發(fā)動機(jī)渦輪葉片高溫防腐隔熱陶瓷涂層，提高了涂層的抗熱沖擊性能及壽命。電子束刻蝕、電子束輻照固化樹脂基復(fù)合材料技術(shù)正處于研究階段。2.2 發(fā)展趨勢

電子束加工技術(shù)今后應(yīng)積極拓展專業(yè)領(lǐng)域，緊密跟蹤國際先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，針對需求，重點(diǎn)開展電子束物理氣相沉積關(guān)鍵技術(shù)研究、主承力結(jié)構(gòu)件電子束焊接研究、電子束輻照固化技術(shù)研究、電子束焊機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究等。1）150kV、15kW高壓電子槍及高壓電源的技術(shù)研究； 2）電子束物理氣相沉積技術(shù)的研究；

3）大厚度變截面鈦合金的電子束焊接技術(shù)研究及質(zhì)量評定； 4）典型復(fù)合材料飛機(jī)構(gòu)件的電子束固化工藝研究及其工程化研究； 5）多功能電子束加工技術(shù)研究。離子束及等離子體加工技術(shù) 3.1 現(xiàn)狀

表面功能涂層具有高硬度、耐磨、抗蝕功能，可顯著提高零件的壽命，在工業(yè)上具有廣泛用途。

美國及歐洲國家目前多數(shù)用微波ECR等離子體源來制備各種功能涂層。等離子體熱噴涂技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入工程化應(yīng)用，已廣泛應(yīng)用在航空、航天、船舶等領(lǐng)域的產(chǎn)品關(guān)鍵零部件耐磨涂層、封嚴(yán)涂層、熱障涂層和高溫防護(hù)層等方面。等離子焊接已成功應(yīng)用于18mm鋁合金的儲箱焊接。配有機(jī)器人和焊縫跟蹤系統(tǒng)的等離子體焊在空間復(fù)雜焊縫的焊接也已實(shí)用化。微束等離子體焊在精密零部件的焊接中應(yīng)用廣泛。我國等離子體噴涂已應(yīng)用于武器裝備的研制，主要用于耐磨涂層、封嚴(yán)涂層、熱障涂層和高溫防護(hù)涂層等。

真空等離子體噴涂技術(shù)和全方位離子注入技術(shù)已開始研究，與國外尚有較大差距。等離子體焊接在生產(chǎn)中雖有應(yīng)用，但焊接質(zhì)量不穩(wěn)定。3.2 發(fā)展趨勢

離子束及等離子體加工技術(shù)今后應(yīng)結(jié)合已取得的成果，針對需求，重點(diǎn)開展熱障涂層及離子注入表面改性的新技術(shù)研究，同時，在已取得初步成果的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開展等離子體焊接技術(shù)研究。

1）復(fù)雜零件“保形”離子注入與混合沉積技術(shù)研究，獲得高密度等離子體方法研究； 2）空間結(jié)構(gòu)焊接工藝參數(shù)自適應(yīng)控制及焊縫自動跟蹤系統(tǒng)研究，以及等離子弧焊過程中變形控制技術(shù)研究；

3）等離子噴涂陶瓷熱障涂層結(jié)構(gòu)、工藝及工程化研究； 4）層流湍流自動轉(zhuǎn)換技術(shù)及軸向送粉、三維噴涂技術(shù)研究； 5）層流等離子體噴涂系統(tǒng)的研制及其噴涂技術(shù)的研究。4 電加工技術(shù) 4.1 發(fā)展現(xiàn)狀

國外電解加工應(yīng)用較廣，除葉片和整體葉輪外已擴(kuò)大到機(jī)匣、盤環(huán)零件和深小孔加工，用電解加工可加工出高精度金屬反射鏡面。目前電解加工機(jī)床最大容量已達(dá)到5萬安培，并已實(shí)現(xiàn)CNC控制和多參數(shù)自適應(yīng)控制。電火花加工氣膜孔采用多通道、納秒級超高頻脈沖電源和多電極同時加工的專用設(shè)備，加工效率2～3秒/孔，表面粗糙度Ra0.4μm，通用高檔電火花成型及線切割已能提供微米級加工精度，可加工3μm的微細(xì)軸和5μm的孔。精密脈沖電解技術(shù)已達(dá)10μm左右。電解與電火花復(fù)合加工，電解磨削、電火花磨削已用于生產(chǎn)。

參 考 文 獻(xiàn)

【1】張遼遠(yuǎn) 現(xiàn)代加工技術(shù) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002【2】劉晉春 特種加工 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004【3】張建華 精密與特種加工技術(shù) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003【4】主編白基成, 郭永豐, 劉晉春 特種加工技術(shù) 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2006【5】郭東明, 趙福令 面向快速制造的特種加工技術(shù) 北京：國防工業(yè)出版社，2009 7

第四篇：先進(jìn)制造技術(shù)

先進(jìn)制造技術(shù)

定義:先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)不斷吸收信息技術(shù)及現(xiàn)代化管理等方面的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務(wù)乃至回收的全過程，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，提高對動態(tài)多變的產(chǎn)品市場的適應(yīng)能力和競爭能力的制造技術(shù)的總稱。特點(diǎn): 1.動態(tài)性2.廣泛性3.實(shí)用性4.集成性5.系統(tǒng)性6.高效靈活性7.先進(jìn)性

構(gòu)成: 從內(nèi)層到外層分別為基礎(chǔ)技術(shù)、新型單元技術(shù)、集成技術(shù)。

分類:（1）現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)（2）先進(jìn)制造工藝技術(shù)（3）自動化技術(shù)（4）產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù) 發(fā)展趨勢: 1.集成化2.智能化3.網(wǎng)絡(luò)化4.信息化5.自動化6.柔性化7.數(shù)字化8.虛擬化

9.極端制造10.精密化11.綠色制造

自動化技術(shù)

制造技術(shù)的自動化包括產(chǎn)品設(shè)計自動化、企業(yè)管理自動化、加工過程自動化和質(zhì)量控制過程自動化。制造系統(tǒng)的自動化 突出特點(diǎn)是采用信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期中的信息集成，人、技術(shù)和管理三者的有效集成。

問: 制造自動化技術(shù)的研究現(xiàn)狀?

答: 1）制造系統(tǒng)中的集成技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)已成為制造自動化研究中熱點(diǎn)問題；

2）更加注重研究制造自動化系統(tǒng)中人的作用的發(fā)揮；

3）單元系統(tǒng)的研究仍然占有重要的位置；

4）制造過程的計劃和調(diào)度研究十分活躍，實(shí)用化的成果不多；

5）柔性制造技術(shù)的研究向著深度和廣義發(fā)展；

6）適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)模式的制造環(huán)境的研究正在興起；

7）底層加工系統(tǒng)的智能化和集成化研究越來越活躍。

柔性制造系統(tǒng)定義: 我國國家軍用標(biāo)準(zhǔn) “柔性制造系統(tǒng)是由數(shù)控加工設(shè)備、物料運(yùn)儲裝置和計算機(jī)控制系統(tǒng)組成的自動化制造系統(tǒng),它包括多個柔性制造單元,能根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速進(jìn)行調(diào)整,適用于多品種、中小批量生產(chǎn)。”

柔性制造系統(tǒng)的特點(diǎn)：（柔性和自動化）

（1）適應(yīng)市場需求，以利于多品種、中小批量生產(chǎn)。

（2）提高機(jī)床利用率，縮減輔助時間，以利于降低生產(chǎn)成本。

（3）縮短生產(chǎn)周期，減少庫存量，以利于提高市場響應(yīng)能力。

（4）提高自動化水平，以利于提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低勞動強(qiáng)度、改善生產(chǎn)環(huán)境。柔性制造系統(tǒng)一般由三個子系統(tǒng)組成：加工系統(tǒng)、物流系統(tǒng)和控制與管理系統(tǒng)。加工系統(tǒng)的配置

互替形式（并聯(lián)）、互補(bǔ)形式（串聯(lián)）和混合形式（并串聯(lián)）三種。常見的物料存儲裝置有立體倉庫、水平回轉(zhuǎn)型自動料架、垂直回轉(zhuǎn)型自動料架和緩沖料架。柔性制造系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流,實(shí)質(zhì)上就是信息的流動.數(shù)據(jù)類型:基本數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)。

柔性制造技術(shù)是在自動化技術(shù)、信息技術(shù)及制造技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的.計算機(jī)集成制造

定義:基于企業(yè)資源的一種先進(jìn)制造模式是計算機(jī)集成制造系統(tǒng)，簡稱CIMS。信息集成和總體優(yōu)化是集成制造系統(tǒng)與一般制造系統(tǒng)的最主要區(qū)別之一。

組成: 人與機(jī)構(gòu)、經(jīng)營、技術(shù)三要素。

從功能角度看，一般可以將CIMS分為四個功能分系統(tǒng)和兩個支撐分系統(tǒng)。

四個功能系統(tǒng): 1）工程設(shè)計自動化分系統(tǒng)

2）管理信息分系統(tǒng)（MIS）

3）CIMS制造自動化分系統(tǒng)(MAS)

4)CIMS質(zhì)量保證分系統(tǒng) 質(zhì)量保證分系統(tǒng)的目標(biāo): a.保證用戶對產(chǎn)品的需求；

b.使這些要求在實(shí)際生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)得到實(shí)現(xiàn)。兩個支撐分系統(tǒng): 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng) , 數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫：就是以一定的組織方式將相關(guān)的數(shù)據(jù)組織在一起存放在計算機(jī)存儲器上形成的、能為多個用戶共享的、與應(yīng)用程序彼此獨(dú)立的一組相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。

先進(jìn)制造工藝技術(shù)

特點(diǎn): 具有優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、潔凈和靈活五個方面的顯著特點(diǎn) 特種加工技術(shù)

定義：是用非常規(guī)的切削加工手段，利用電、磁、聲、光、熱等物理及化學(xué)能量直接施加于被加工工件部位，達(dá)到材料去除、變形以及改變性能等目的的加工技術(shù)。

特種加工與傳統(tǒng)切削加工的不同特點(diǎn)主要有：

①不是主要依靠機(jī)械能，而是用其他的能量（如電能、熱能、光能、聲能以及化學(xué)能等）去除工件材料；

②工具的硬度可以低于被加工工件材料的硬度，有些情況下，例如在激光加工、電子束加 工、離于束加工等加工過程中，根本不需要使用任何工具； 激光加工

定義：激光加工是利用材料在激光聚焦照射下瞬時急劇熔化和氣化，并產(chǎn)生很強(qiáng)的沖擊波，使被熔化的物質(zhì)爆炸式地噴濺來實(shí)現(xiàn)材料去除地加工技術(shù)。

基本原理和特點(diǎn)：利用光能經(jīng)過透鏡聚焦后達(dá)到很高的能量密度，依靠光熱效應(yīng)加工各種材料?；驹O(shè)備包括：激光器、電源、光學(xué)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及機(jī)械系統(tǒng)等。

激光加工技術(shù)的應(yīng)用：（1）激光打孔（2）激光切割(3)激光焊接(4)激光表面處理等加工制造領(lǐng)域。

電子束加工

離子束加工分為離子刻蝕、離子濺射沉積、離子鍍及離子注入 4類。

激光加工、電子束加工、離子束加工都是利用高能量密度的束流作為熱源，對材料或構(gòu)件進(jìn)行加工的技術(shù)，又稱為高能束加工。

超聲波加工 主要是磨粒的撞擊作用

超聲波加工 適合于加工硬脆材料，尤其是不導(dǎo)電的非金屬材料。(玻璃、陶瓷、石英、硅、瑪瑙、寶石)微細(xì)加工技術(shù) 是指微小尺寸零件的生產(chǎn)加工技術(shù)。

包括三級：微米級

亞微米級

納米級

快速原型制造技術(shù) 原理：基于“材料逐層堆積”的制造理念，將復(fù)雜的三維加工分解為簡單的材料二維添加的組合。

RPM技術(shù)的特點(diǎn)：（1）可以制造任意復(fù)雜的三維幾何實(shí)體，不受傳統(tǒng)機(jī)械加工中刀具無法達(dá)到某些型面的限制。

（2）成形過程中無人干預(yù)或較少干預(yù)，大大減少了對熟練技術(shù)工人的需求。

（3）任意復(fù)雜零件的加工只需在一臺設(shè)備上完成，也不需要專用的工裝、夾具和模具。

快速堆積成形

快速成形系統(tǒng)根據(jù)切片的輪廓和厚度要求，用片材、絲材、液體或粉末材料制成所要求的薄片，通過一片片的堆積，最終完成三維實(shí)體原型的制備。

選擇性激光燒結(jié)則使用粉末材料。

超高速加工技術(shù)

常用的刀具材料有：涂層刀具 金屬陶瓷刀具 立方氮化硼（CBN）刀具

聚晶金剛石（PCD）刀具 超高速切削機(jī)床 電主軸采用陶瓷滾動球軸承 磁懸浮軸承

PDM技術(shù)的發(fā)展可以分為以下三個階段：配合CAD工具的PDM系統(tǒng)、專業(yè)PDM系統(tǒng) 產(chǎn)生和PDM的標(biāo)準(zhǔn)化階段。

PDM系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化包括:管理對象的標(biāo)準(zhǔn)化和管理過程的標(biāo)準(zhǔn)化

第五篇：先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域

附件7 “十二五”國家科技計劃先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域

2012預(yù)備項(xiàng)目征集指南

為深入貫徹《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》、科技發(fā)展“十二五”規(guī)劃和國家科技計劃管理改革的總體精神，促進(jìn)科技支撐傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，有效地組織實(shí)施“十二五”先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域國家科技計劃，做好2012年先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域預(yù)備項(xiàng)目庫建設(shè)工作，特制定本指南。

一、指南內(nèi)容

（一）基礎(chǔ)研究

1、綠色制造基礎(chǔ)理論與共性技術(shù)（1）綠色制造基礎(chǔ)理論

（2）產(chǎn)品壽命預(yù)測與安全服役基礎(chǔ)理論

2、智能制造

（3）智能裝備產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計理論（4）精密與超精密加工技術(shù)

3、服務(wù)機(jī)器人

（5）仿生材料與結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計（6）高功率密度能源動力理論

（7）腦生肌電認(rèn)知與智能假肢控制理論

（二）前沿技術(shù)研究

1、綠色制造

（1）綠色制造基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫與標(biāo)準(zhǔn)

（2）基于全生命周期的產(chǎn)品設(shè)計工具應(yīng)用（3）綠色生產(chǎn)工藝關(guān)鍵技術(shù)與裝備（4）制造過程碳效優(yōu)化技術(shù)

（5）產(chǎn)品壽命預(yù)測與安全服役關(guān)鍵技術(shù)（6）低碳烯烴及衍生物關(guān)鍵工藝、技術(shù)及裝備

2、智能制造

（7）微納制造技術(shù)與應(yīng)用

（8）基于系統(tǒng)與裝備功能安全的新型控制系統(tǒng)（9）箱體類精密工作母機(jī)（10）新型太陽能產(chǎn)品制造成套裝備（11）半導(dǎo)體照明產(chǎn)品制造成套裝備（12）智能化工程機(jī)械成套裝備（13）高端傳感器、儀器儀表

3、服務(wù)機(jī)器人（14）仿人機(jī)器人

（15）機(jī)器人模塊化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)、平臺、標(biāo)準(zhǔn)與測試規(guī)范

4、面向制造業(yè)的核心軟件產(chǎn)品開發(fā)（16）產(chǎn)品設(shè)計平臺技術(shù)與系統(tǒng)（17）制造過程平臺技術(shù)與系統(tǒng)（18）經(jīng)營管理平臺技術(shù)與系統(tǒng)

（19）復(fù)雜產(chǎn)品全生命周期監(jiān)測與服務(wù)支持系統(tǒng)

（三）應(yīng)用開發(fā)及集成示范

1、綠色制造

（1）行業(yè)、區(qū)域綠色制造產(chǎn)業(yè)應(yīng)用示范

2、智能制造

（2）高端制造裝備重點(diǎn)行業(yè)技術(shù)集成與應(yīng)用示范（3）支撐區(qū)域支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的裝備與自動化生產(chǎn)線

3、服務(wù)機(jī)器人

（4）公共安全與救援機(jī)器人（5）醫(yī)療機(jī)器人

4、制造業(yè)信息化

（6）集團(tuán)企業(yè)數(shù)字化應(yīng)用示范（7）中小企業(yè)服務(wù)支撐平臺開發(fā)與應(yīng)用（8）RFID技術(shù)開發(fā)與系統(tǒng)集成應(yīng)用（9）制造過程物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用

（10）支撐行業(yè)、地方支柱產(chǎn)業(yè)的制造業(yè)信息化綜合應(yīng)用示范

5、機(jī)械產(chǎn)品數(shù)控化

（11）數(shù)控機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)工藝技術(shù)及應(yīng)用

（12）機(jī)械設(shè)備專用數(shù)控系統(tǒng)與驅(qū)動裝置的研發(fā)及應(yīng)用

（13）機(jī)床、紡織、建材、印刷、包裝、木工機(jī)械行業(yè)設(shè)備數(shù)控化應(yīng)用示范（包括服務(wù)平臺、培訓(xùn)平臺和標(biāo)準(zhǔn)體系）（14）數(shù)控機(jī)械設(shè)備產(chǎn)業(yè)集群區(qū)域應(yīng)用示范

二、具體要求

（一）指南發(fā)布

預(yù)備項(xiàng)目推薦工作自本通知發(fā)布之日起開始，指南可從科技部網(wǎng)站（http://004km.cn