第一篇：玻璃加工技術(shù)淺析

深加工玻璃生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)淺析

一、國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

隨著建筑、汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展和人們對(duì)生活空間環(huán)境要求的提高，對(duì)玻璃性能提出 了更高的要求。向著可控制光線、節(jié)約能源、安全可靠、調(diào)節(jié)溫度、減少噪音、凈化環(huán)境等多功能方向發(fā)展。普通玻璃已滿(mǎn)足不了這種要求，只有通過(guò)深加工技術(shù)對(duì)玻璃 進(jìn)行物理和化學(xué)加工，使之具有新的功能和優(yōu)異特性。因此工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家特別注重發(fā) 展玻璃深加工工業(yè)，深加工玻璃的年產(chǎn)量占６０％以上，產(chǎn)品的品種系列化。

深加工玻璃產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于建筑業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、電子工業(yè)、國(guó)防工業(yè)等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域。我國(guó)玻璃深加工工業(yè)，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展取得了很大進(jìn)步。但與國(guó)外先進(jìn)水平相比，有較大的差距。一是平板玻璃的深加工率不足１５％；二是品種少，國(guó)外已有數(shù)百種，而我國(guó)只有一、二十種；三是加工技術(shù)落后，應(yīng)用技術(shù)不配套、不規(guī)范；四是缺乏必要的配套應(yīng)用法規(guī)、條例和標(biāo)準(zhǔn)。以建筑、汽車(chē)為例，國(guó)外已普通采用輕質(zhì)、節(jié)能、高安全性的產(chǎn)品，如熱反射玻璃、低輻射玻璃、調(diào)光玻璃、憎水玻璃、薄型鋼化玻璃、深彎夾層玻璃、電熱玻璃等。許多高檔及特殊用途的深加工產(chǎn)品國(guó)內(nèi)尚屬空白，不得不依賴(lài)進(jìn)口。

提高深加工玻璃水平，滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，增加平板玻璃的附加值，需大力提高深加工玻璃的開(kāi)發(fā)力度，擴(kuò)大深加工玻璃的應(yīng)用范圍。

二、技術(shù)開(kāi)發(fā)的總體目標(biāo)和重點(diǎn)任務(wù)

研究開(kāi)發(fā)市場(chǎng)急需、國(guó)內(nèi)空白的深加工玻璃品種及生產(chǎn)新工藝、新技術(shù)、新裝備，使玻璃深加工率達(dá)到２５％。主要品種齊全配套，質(zhì)量達(dá)到國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的水平。

三、主要技術(shù)開(kāi)發(fā)內(nèi)容及指標(biāo)

（1）薄型浮法玻璃生產(chǎn)及加工；

（2）建筑用節(jié)能玻璃加工應(yīng)用；

（3）功能薄膜玻璃新產(chǎn)品生產(chǎn)加工及應(yīng)用；

（4）薄型防彈、防盜玻璃加工及應(yīng)用。

四、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益和市場(chǎng)前景

通過(guò)深加工玻璃品種的開(kāi)發(fā)，可以擴(kuò)大玻璃的應(yīng)用范圍，更新玻璃只能用來(lái)采光的傳統(tǒng)觀念，增加平板玻璃的需求量，提高其附加值。我國(guó)平板玻璃年產(chǎn)量為１.６億重箱，深加工率由１５％提高到２５％，將產(chǎn)生幾十億元的附加值。通過(guò)節(jié)能型建筑玻璃的開(kāi)發(fā)和使用，可以降低建筑中取暖和制冷的能耗，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益巨大。另外，深加工玻璃品種上的開(kāi)發(fā)，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，為玻璃企業(yè)提供廣闊的市場(chǎng)和競(jìng)爭(zhēng)實(shí) 力。

第二篇：玻璃加工項(xiàng)目資金申請(qǐng)報(bào)告

玻璃加工項(xiàng)目資金申請(qǐng)報(bào)告

第一部分 玻璃加工項(xiàng)目背景信息

一、玻璃加工項(xiàng)目概況

（一）項(xiàng)目名稱(chēng)

（二）項(xiàng)目的承辦單位

（三）承擔(dān)可行性研究工作的單位情況

（四）項(xiàng)目的主管部門(mén)

（五）項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容、規(guī)模、目標(biāo)

（六）項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)

二、項(xiàng)目承擔(dān)單位的基本情況和財(cái)務(wù)狀況

包括所有制性質(zhì)、主營(yíng)業(yè)務(wù)、近三年來(lái)的銷(xiāo)售收入、利潤(rùn)、稅金、固定資產(chǎn)、資產(chǎn)負(fù)債率、銀行信用等級(jí)、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人基本情況及主要股東的概況

第二部分 玻璃加工項(xiàng)目建設(shè)背景、必要性

這一部分主要應(yīng)說(shuō)明項(xiàng)目發(fā)起的背景、投資的必要性、投資理由及項(xiàng)目開(kāi)展的支撐性條件等等。

一、玻璃加工項(xiàng)目建設(shè)背景

（一）國(guó)家或行業(yè)發(fā)展規(guī)劃

（二）項(xiàng)目發(fā)起人以及發(fā)起緣由

（三）……

二、玻璃加工項(xiàng)目建設(shè)必要性

國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用與影響，產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度分析，市場(chǎng)分析；

（一）……

（二）……

（三）……

（四）……

三、玻璃加工項(xiàng)目建設(shè)可行性

（一）經(jīng)濟(jì)可行性

（二）政策可行性

（三）技術(shù)可行性

（四）模式可行性

（五）組織和人力資源可行性

第三部分 玻璃加工項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì)

一、組織優(yōu)勢(shì)

二、技術(shù)優(yōu)勢(shì)

涉及成果來(lái)源及知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況、已完成的研究開(kāi)發(fā)工作及中試情況和鑒定年限、技術(shù)或工藝特點(diǎn)以及與現(xiàn)有技術(shù)或工藝比較所具有的優(yōu)勢(shì)、該項(xiàng)技術(shù)的突破對(duì)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的重要意義和作用等。

三、市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)

四、模式優(yōu)勢(shì)

五、其他優(yōu)勢(shì)

第四部分 玻璃加工項(xiàng)目產(chǎn)品規(guī)劃

一、玻璃加工項(xiàng)目產(chǎn)品產(chǎn)能規(guī)劃方案

二、玻璃加工項(xiàng)目產(chǎn)品工藝規(guī)劃方案

（一）工藝設(shè)備選型

（二）工藝先進(jìn)性說(shuō)明

（三）工藝流程

三、玻璃加工項(xiàng)目產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)規(guī)劃方案

（一）營(yíng)銷(xiāo)戰(zhàn)略規(guī)劃

（二）營(yíng)銷(xiāo)模式

（三）促銷(xiāo)策略

……

第五部分 玻璃加工項(xiàng)目建設(shè)規(guī)劃

一、玻璃加工項(xiàng)目建設(shè)地

（一）玻璃加工項(xiàng)目建設(shè)地地理位置

（二）玻璃加工項(xiàng)目建設(shè)地自然情況

（三）玻璃加工項(xiàng)目建設(shè)地資源情況

（四）玻璃加工項(xiàng)目建設(shè)地經(jīng)濟(jì)情況

（五）玻璃加工項(xiàng)目建設(shè)地人口情況

二、玻璃加工項(xiàng)目土建總規(guī)

（一）項(xiàng)目廠址及廠房建設(shè)

（二）土建總圖布置

（三）場(chǎng)內(nèi)外運(yùn)輸

（四）項(xiàng)目土建及配套工程

（五）項(xiàng)目土建及配套工程造價(jià)

（六）項(xiàng)目其他輔助工程

三、玻璃加工項(xiàng)目建設(shè)環(huán)境保護(hù)方案

四、玻璃加工項(xiàng)目建設(shè)節(jié)能方案方案

五、玻璃加工項(xiàng)目建設(shè)消防方案

六、玻璃加工項(xiàng)目建設(shè)生產(chǎn)勞動(dòng)安全方案

七、各項(xiàng)建設(shè)條件落實(shí)情況

包括環(huán)境保護(hù)、資源綜合利用、節(jié)能措施、原材料供應(yīng)及外部配套條件落實(shí)情況等；其中節(jié)能分析章節(jié)按照《國(guó)家發(fā)展改革委關(guān)于加強(qiáng)固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估和審查工作的通知》(發(fā)改投資[2007]2787號(hào))要求進(jìn)行編寫(xiě)。

第六部分 玻璃加工項(xiàng)目組織實(shí)施情況

一、玻璃加工項(xiàng)目組織

（一）組織形式

（二）工作制度

二、玻璃加工項(xiàng)目勞動(dòng)定員和人員培訓(xùn)

（一）勞動(dòng)定員

（二）年總工資和職工年平均工資估算

（三）人員培訓(xùn)及費(fèi)用估算

三、玻璃加工項(xiàng)目實(shí)施的各階段

（一）建立項(xiàng)目實(shí)施管理機(jī)構(gòu)

（二）資金籌集安排

（三）技術(shù)獲得與轉(zhuǎn)讓

（四）勘察設(shè)計(jì)和設(shè)備訂貨

（五）施工準(zhǔn)備

（六）施工和生產(chǎn)準(zhǔn)備

（七）竣工驗(yàn)收

四、玻璃加工項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度表

第七部分 玻璃加工項(xiàng)目財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)分析

一、玻璃加工項(xiàng)目總投資估算

二、玻璃加工項(xiàng)目資金籌措

一個(gè)建設(shè)項(xiàng)目所需要的投資資金，可以從多個(gè)來(lái)源渠道獲得。項(xiàng)目可行性研究階段，資金籌措工作是根據(jù)對(duì)建設(shè)項(xiàng)目固定資產(chǎn)投資估算和流動(dòng)資金估算的結(jié)果，研究落實(shí)資金的來(lái)源渠道和籌措方式從中選擇條件優(yōu)惠的資金?？尚行匝芯繄?bào)告中，應(yīng)對(duì)每一種來(lái)源渠道的資金及其籌措方式逐一論述。

并附有必要的計(jì)算表格和附件。可行性研究中，應(yīng)對(duì)下列內(nèi)容加以說(shuō)明：

（一）資金來(lái)源

（二）項(xiàng)目籌資方案

三、玻璃加工項(xiàng)目投資使用計(jì)劃

（一）投資使用計(jì)劃

（二）借款償還計(jì)劃

四、項(xiàng)目財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)說(shuō)明&財(cái)務(wù)測(cè)算假定

（一）計(jì)算依據(jù)及相關(guān)說(shuō)明

（二）項(xiàng)目測(cè)算基本設(shè)定

五、玻璃加工項(xiàng)目總成本費(fèi)用估算

（一）直接成本

（二）工資及福利費(fèi)用

（三）折舊及攤銷(xiāo)

（四）工資及福利費(fèi)用

（五）修理費(fèi)

（六）財(cái)務(wù)費(fèi)用

（七）其他費(fèi)用

（八）財(cái)務(wù)費(fèi)用

（九）總成本費(fèi)用

六、銷(xiāo)售收入、銷(xiāo)售稅金及附加和增值稅估算

（一）銷(xiāo)售收入

（二）銷(xiāo)售稅金及附加

（三）增值稅

（四）銷(xiāo)售收入、銷(xiāo)售稅金及附加和增值稅估算

七、損益及利潤(rùn)分配估算

八、現(xiàn)金流估算

（一）項(xiàng)目投資現(xiàn)金流估算

（二）項(xiàng)目資本金現(xiàn)金流估算

九、不確定性分析

在對(duì)建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，所采用的數(shù)據(jù)多數(shù)來(lái)自預(yù)測(cè)和估算。由于資料和信息的有限性，將來(lái)的實(shí)際情況可能與此有出入，這對(duì)項(xiàng)目投資決策會(huì)帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。為避免或盡可能減少風(fēng)險(xiǎn)，就要分析不確定性因素對(duì)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響，以確定項(xiàng)目的可靠性，這就是不確定性分析。

根據(jù)分析內(nèi)容和側(cè)重面不同，不確定性分析可分為盈虧平衡分析、敏感性分析和概率分析。在可行性研究中，一般要進(jìn)行的盈虧平衡平分析、敏感性分配和概率分析，可視項(xiàng)目情況而定。

（一）盈虧平衡分析

（二）敏感性分析

第八部分 玻璃加工項(xiàng)目財(cái)務(wù)效益、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益評(píng)價(jià)

一、財(cái)務(wù)效益評(píng)價(jià)

內(nèi)部收益率、投資利潤(rùn)率、投資回收期、貸款償還期等指標(biāo)的計(jì)算和評(píng)估。

二、經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

（一）經(jīng)濟(jì)費(fèi)用效益或費(fèi)用效果分析

（二）行業(yè)影響分析

（三）區(qū)域經(jīng)濟(jì)影響分析

（四）宏觀經(jīng)濟(jì)影響分析

三、社會(huì)效益評(píng)價(jià)

（一）社會(huì)影響效果分析

（二）社會(huì)適應(yīng)性分析

（三）社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)策分析

第九部分 資金申請(qǐng)報(bào)告附件

企業(yè)營(yíng)業(yè)執(zhí)照

企業(yè)經(jīng)營(yíng)狀況相關(guān)文件(損益表、資產(chǎn)負(fù)債表、現(xiàn)金流量表)

銀行出具的貸款承諾(省級(jí)分行以上)文件或已簽訂的貸款協(xié)議或合同;

地方、部門(mén)配套資金及其它資金來(lái)源證明文件;

技術(shù)來(lái)源及技術(shù)先進(jìn)性的有關(guān)證明文件;

環(huán)境保護(hù)部門(mén)出具的環(huán)境影響評(píng)價(jià)文件的審批意見(jiàn);

節(jié)能、土地、規(guī)劃等必要文件;

項(xiàng)目核準(zhǔn)或備案文件(在有效期內(nèi)且未滿(mǎn)兩年);

已開(kāi)工項(xiàng)目需提供投資完成、工程進(jìn)度以及生產(chǎn)情況證明材料;

項(xiàng)目單位對(duì)項(xiàng)目資金申請(qǐng)報(bào)告內(nèi)容和附屬文件真實(shí)性負(fù)責(zé)的聲明。

第三篇：先進(jìn)加工技術(shù)

工程訓(xùn)練報(bào)告

先進(jìn)加工技術(shù)----3D打印

學(xué)院：機(jī)械與汽車(chē)工程學(xué)院

班級(jí)：機(jī)械13--4 姓名：姜暉

學(xué)號(hào)：201301011215

先進(jìn)加工技術(shù)--------3D打印

眾所周知，傳統(tǒng)的打印技術(shù)及其所配套的打印設(shè)備只能進(jìn)行簡(jiǎn)單或者稍微復(fù)雜的二維平面打印。然而，隨著時(shí)代的發(fā)展，特別是對(duì)于加工效率，加工精度的要求日益增長(zhǎng)的情況下，傳統(tǒng)的二維打印越來(lái)越力不從心，在一次次高科技革命的推動(dòng)下，3D打印應(yīng)運(yùn)而生。

3D打印，也稱(chēng)為3D立體打印技術(shù)，即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。

3D打印技術(shù)最早出現(xiàn)于20世紀(jì)90年代，是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的最新快速成型裝置。原理方面與傳統(tǒng)的二維打印機(jī)相同，打印盒內(nèi)裝有粉末等打印材料與電腦連接后，通過(guò)電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來(lái)，最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物的一種快速成型技術(shù)。

相對(duì)于傳統(tǒng)打印機(jī)，3D打印機(jī)所用原理基本相同，但是所用的原料并不相同，傳統(tǒng)打印機(jī)所用的材料是墨粉和各種紙張，而3D打印機(jī)內(nèi)裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是實(shí)實(shí)在在的原材料，當(dāng)打印機(jī)與電腦連接后，在電腦進(jìn)行控制下，按照設(shè)計(jì)人員設(shè)定的三維立體模型，將原材料一層一層疊加起來(lái)，將計(jì)算機(jī)的立體模型變?yōu)橐粋€(gè)實(shí)實(shí)在在的立體產(chǎn)品。

3D打印存在著許多不同的技術(shù)。它們的不同之處在于以可用的材料的方式，并以不同層構(gòu)建創(chuàng)建部件。3D打印常用材料有尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不銹鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類(lèi)材料。

介紹了3D打印技術(shù)，就不得不介紹3D打印的工作過(guò)程.3D打印最重要的一個(gè)過(guò)程就是設(shè)計(jì)過(guò)程，3D打印的設(shè)計(jì)過(guò)程是：先通過(guò)計(jì)算機(jī)建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區(qū)”成逐層的截面，即切片，從而指導(dǎo)打印機(jī)逐層打印。

其次便是相切面包一樣，對(duì)模型進(jìn)行切片處理：打印機(jī)通過(guò)讀取文件中的橫截面信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來(lái)，再將各層截面以各種方式粘合起來(lái)從而制造出一個(gè)實(shí)體。這種技術(shù)的特點(diǎn)在于其幾乎可以造出任何形狀的物品。

打印機(jī)打出的截面的厚度（即Z方向）以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi（像素每英寸）或者微米來(lái)計(jì)算的。一般的厚度為100微米，即0.1毫米，也有部分打印機(jī)如ObjetConnex 系列還有三維 Systems' ProJet 系列可以打印出16微米薄的一層。而平面方向則可以打印出跟激光打印機(jī)相近的分辨率。打印出來(lái)的“墨水滴”的直徑通常為50到100個(gè)微米。用傳統(tǒng)方法制造出一個(gè)模型通常需要數(shù)小時(shí)到數(shù)天，根據(jù)模型的尺寸以及復(fù)雜程度而定。而用三維打印的技術(shù)則可以將時(shí)間縮短為數(shù)個(gè)小時(shí)，當(dāng)然其是由打印機(jī)的性能以及模型的尺寸和復(fù)雜程度而定的。

傳統(tǒng)的制造技術(shù)如注塑法可以以較低的成本大量制造聚合物產(chǎn)品，而三維打印技術(shù)則可以以更快，更有彈性以及更低成本的辦法生產(chǎn)數(shù)量相對(duì)較少的產(chǎn)品。一個(gè)桌面尺寸的三維打印機(jī)就可以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)者或概念開(kāi)發(fā)小組制造模型的需要。

完成以上步驟后，便只剩下完成打印了：三維打印機(jī)的分辨率對(duì)大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠（在彎曲的表面可能會(huì)比較粗糙，像圖像上的鋸齒一樣），要獲得更高分辨率的物品可以通過(guò)如下方法：先用當(dāng)前的三維打印機(jī)打出稍大一點(diǎn)的物體，再稍微經(jīng)過(guò)表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。

有些技術(shù)可以同時(shí)使用多種材料進(jìn)行打印。有些技術(shù)在打印的過(guò)程中還會(huì)用到支撐物，比如在打印出一些有倒掛狀的物體時(shí)就需要用到一些易于除去的東西（如可溶的東西）作為支撐物。

現(xiàn)行的3D打印有多種成型方法，每項(xiàng)各有利弊：

電子束是3D金屬打印成型最快方法電子束快速成型技術(shù)目前還有一些技術(shù)難點(diǎn)尚待進(jìn)一步研究，比如成型過(guò)程中廢熱高，金屬構(gòu)件中金相結(jié)構(gòu)控制較為困難，特別是成型時(shí)間長(zhǎng)，先凝固的部分經(jīng)受的高溫時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)金屬晶態(tài)成長(zhǎng)控制困難，進(jìn)而引起大尺度構(gòu)件應(yīng)力復(fù)雜等等。

電子束成型對(duì)復(fù)雜腔體，扭轉(zhuǎn)體，薄壁腔體等成型效果不佳，他的成形點(diǎn)陣精度在毫米級(jí)，所以成型以后仍然需要傳統(tǒng)的精密機(jī)械加工，也需要傳統(tǒng)的熱處理，甚至鍛造等等。

但電子束快速成型速度快，是目前3D金屬打印類(lèi)打印速度最快的，可達(dá)15KG／小時(shí)，設(shè)備工業(yè)化成熟度高，基本可由貨架產(chǎn)品組合，生產(chǎn)線構(gòu)建成本低，具有很強(qiáng)的工業(yè)普及基礎(chǔ)，同時(shí)，電子束快速成型設(shè)備同時(shí)還能具有一定的焊接能力和金屬構(gòu)件表面修復(fù)能力，應(yīng)用前景廣泛。在發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，目前美國(guó)和中國(guó)在電子束控制單晶金屬近凈形成型技術(shù)方面正積極研究，一旦獲得突破，傳統(tǒng)的單晶渦輪葉片生產(chǎn)困難和生產(chǎn)成本高的問(wèn)題將獲得極大的改善，從而大大提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，并對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)研制改進(jìn)等提供了極大的助力。

由于電子束成形精度受到電子束聚焦和掃描控制能力的限制，激光作為更高精度的能量介質(zhì)引起高度重視，激光成形技術(shù)幾乎是和電子束成形技術(shù)同步起步發(fā)展，但是，由于穩(wěn)定的10KW以上級(jí)的大功率激光器到2008年才開(kāi)始逐步工業(yè)化，所以激光成形技術(shù)在最近才出現(xiàn)噴涌的盛況。

激光數(shù)字成型技術(shù)主要有兩個(gè)類(lèi)別，一是激光近凈成形制造（LENS）、金屬直接沉積（DMD），這個(gè)類(lèi)別的技術(shù)和電子束快速成型類(lèi)似，也是利用控制掃描區(qū)域形成控制的熔融區(qū)，用金屬絲或金屬粉同步掃描點(diǎn)添加，金屬熔融沉積，這項(xiàng)技術(shù)算電子束快速成型的高精度的進(jìn)化成果，激光的掃描點(diǎn)陣精度可以比電子束高一個(gè)數(shù)量級(jí)，可以得到更高精度的零件，從而進(jìn)一步減少材料的耗量和機(jī)械加工的需求，同時(shí)它還能保留電子束快速成型的打印速度快的優(yōu)勢(shì)。

這類(lèi)區(qū)域熔融的技術(shù)需要大尺度的腔體提供零件加工所需的真空環(huán)境，這限制了加工零件的尺寸，激光熔融區(qū)的大小和功率直接相關(guān)，越大形的構(gòu)件加工能力要求越高，由于電子束對(duì)金屬的熱效應(yīng)深度比較大，而激光熱效應(yīng)深度較小，激光成形時(shí)胚體受熱和散熱狀況要好于電子束，因此它能形成很薄的熔化區(qū)和更細(xì)密均勻的沉積構(gòu)造，凝固過(guò)程中的金相結(jié)構(gòu)更容易控制，熱應(yīng)力復(fù)雜度要低很多，可以制造更精確的形狀和更復(fù)雜零件，也能制造較薄壁的零件類(lèi)型。美DRAPA，洛克希德先進(jìn)制造技術(shù)中心，和飛利浦、賓州大學(xué)等于2013年演示的先進(jìn)制造

DM概念，就是基于這類(lèi)技術(shù)基礎(chǔ)。

激光3D打印幾乎可直接加工出工業(yè)零件

目前主流的激光打印機(jī)是利用硒鼓靜電吸附墨粉，激光掃描熔融墨粉形成圖像的，這種打印方式精度可達(dá)300PPI，利用激光打印和粉末冶金技術(shù)結(jié)合，新一代的最有希望的最精密成型的技術(shù)是以直接金屬激光燒結(jié)（Direct metal laser sintering，DMLS）和選區(qū)激光（selective laser sintering，SLS）為代表的激光精密數(shù)字成形。這兩者都是在基底鋪設(shè)金屬粉末，由激光掃瞄燒結(jié)，所不同的是，直接燒結(jié)是邊鋪粉邊燒，而選區(qū)燒結(jié)是先鋪整層粉末，然后激光掃描燒結(jié)，這種燒結(jié)每次沉積厚度約20－100微米，通過(guò)反復(fù)多次的沉積最終獲得三維立體的零件。

激光精密成形的優(yōu)點(diǎn)是精度高，成形點(diǎn)陣可以小于0.01毫米，可以得到近似平滑的表面，能夠處理空腔，薄壁等復(fù)雜空間扭轉(zhuǎn)體，和相互交叉穿透的復(fù)雜空腔和管路，幾乎可以加工出直接應(yīng)用的工業(yè)零件。

激光3D打印零件強(qiáng)度略小于鍛造機(jī)加件

高精度激光燒結(jié)對(duì)激光的功率要求中等，燒結(jié)點(diǎn)溫度雖然高，但是點(diǎn)陣小，每點(diǎn)陣金屬熔融凝固量很少，全過(guò)程熱釋放低，材料胚體溫度接近常溫區(qū)，較少形成復(fù)雜的熱應(yīng)力情況，金屬凝固形成的金相較為均勻細(xì)密，大多為細(xì)小的晶格態(tài)，類(lèi)似于經(jīng)過(guò)鍛造的金屬構(gòu)件，獲得金屬零件強(qiáng)度略小于鍛造機(jī)加件。

美國(guó)德州大學(xué)奧斯汀分院最早于1986年提出SLS的專(zhuān)利，由DTM公司提供商用設(shè)備，美國(guó)麻省理工1988年提出DMLS的概念和專(zhuān)利，但目前商用化設(shè)備主要的供應(yīng)商都來(lái)源于歐洲，德國(guó)EOS略占優(yōu)勢(shì)，MTT 公司和 Concept Laser 公司也具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。中國(guó)于1998年以后開(kāi)始開(kāi)展SLS方面的研究，2000年以后，隨著商品化光纖激光器的成熟，國(guó)內(nèi)在SLS方面取得一定成果，2004年起，有至少3家公司和單位提出SLS技術(shù)應(yīng)用化的專(zhuān)利，在航空領(lǐng)域因材料強(qiáng)度方面的問(wèn)題，早期的應(yīng)用主要在快速建立冶金應(yīng)用模具方面。

作為一種主流的高新技術(shù)，3D打印有著非常廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域：軍工，航天，醫(yī)學(xué)，甚至于建筑行業(yè)，均存在著3D打印技術(shù)的影子.3D打印技術(shù)目前在全球也是前沿技術(shù)和前沿應(yīng)用，最尖端的航空工業(yè)對(duì)這種技術(shù)最為關(guān)注也最嚴(yán)謹(jǐn)，美國(guó)90年代中期就獲得這類(lèi)技術(shù)的工業(yè)嘗試，但是他們一直稱(chēng)為近凈成型加工技術(shù)，F(xiàn)－22,F－35都有應(yīng)用，不過(guò)因?yàn)橐恍┘庸すに嚨仍?，美?guó)也沒(méi)有能大規(guī)模應(yīng)用，但美國(guó)將這一技術(shù)一直作為先進(jìn)制造技術(shù)而由美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DRAPA）牽頭，組織美國(guó)30多家企業(yè)對(duì)這一技術(shù)長(zhǎng)期研究。

美國(guó)如此重視，我國(guó)自然也不甘落后。最近幾年，中國(guó)航空工業(yè)捷報(bào)頻傳，先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)殲-20，殲-31，艦載機(jī)殲-15，運(yùn)輸機(jī)運(yùn)-20一大批高新機(jī)不斷誕生，接踵而出，最為引人關(guān)注的是，在2013年全球3D打印熱潮中，以北航和西工大兩個(gè)科研主體帶動(dòng)，沈飛、成飛、西飛等數(shù)家航空制造企業(yè)為主體，成為全球第二個(gè)能夠在實(shí)際應(yīng)用中利用3D打印技術(shù)制造飛機(jī)零件的國(guó)家。

與其他的高新技術(shù)一樣，3D打印技術(shù)也有著自身的缺點(diǎn)和不足之處。

3D打印零件強(qiáng)度還難以作為飛機(jī)受力構(gòu)件

3D打印概念的出現(xiàn)是一種制造工業(yè)領(lǐng)域革命性的新技術(shù)，目前的諸多成形手段和方法都有各自的具體優(yōu)點(diǎn)和缺陷，在航空領(lǐng)域，選擇燒結(jié)SLS技術(shù)看起來(lái)潛力最大，應(yīng)用前景最廣泛，它的材料適應(yīng)范圍最廣，從鋁合金、鈦合金、高強(qiáng)度鋼、高溫合金到陶瓷都能處理，但是它屬于微觀粉末冶金的范疇，快速成形中，粉末冶金技術(shù)中因熔融——凝固過(guò)程過(guò)快，成形體中容易夾雜空穴，未完全熔融的粉末，胚體缺陷還有可能包括激光掃描線方向形成的熔融——凝固不均勻金相微觀線狀晶格排列，這些都會(huì)嚴(yán)重影響了成形件的強(qiáng)度。

目前激光選區(qū)成形的構(gòu)件大多都只能達(dá)到同牌號(hào)金屬鑄造的強(qiáng)度水平，雖然這已經(jīng)能讓構(gòu)件進(jìn)入正常的應(yīng)用領(lǐng)域，但顯然要承擔(dān)象飛機(jī)這樣的主要結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件還是有很大限制的。

3D金屬打印零件表面還需進(jìn)一步機(jī)械加工直接金屬激光燒結(jié)DMLS技術(shù)因?yàn)橹苯佑眉す馊廴诮饘俳z沉積，金屬本身是致密體重熔，不易產(chǎn)生粉末冶金那樣的成形時(shí)的空穴，這個(gè)技術(shù)生產(chǎn)的構(gòu)件致密度可達(dá)99％以上，接近鍛造的材料胚體，目前國(guó)際國(guó)內(nèi)都主要利用這種技術(shù)制造高受力構(gòu)件，它能達(dá)到同牌號(hào)金屬最 高強(qiáng)度的90～95％左右的水平，接近一般鍛造構(gòu)件。

目前的金屬3D打印構(gòu)件都不能直接形成符合要求的零件表面，它都必須經(jīng)過(guò)表面的機(jī)械加工，去除表面多余的，不連續(xù)的，不光滑的金屬，才能作為最終使用的零件，因此，盡管3D打印可以獲得復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)和一些復(fù)雜的管路和腔體，但是這些管路和腔體的機(jī)械加工很有可能無(wú)法進(jìn)行，其零件的重量效率，管路流動(dòng)效率等方面不一定能夠滿(mǎn)足實(shí)際需求，因此，盡管3D打印可能能一步直接完成很多復(fù)雜零件的成形，但其還不具備直接取代傳統(tǒng)機(jī)械加工的能力。

3D打印對(duì)飛機(jī)大型構(gòu)件制造還存在問(wèn)題

直接成形的金屬零件在生產(chǎn)過(guò)程中因?yàn)榉磸?fù)經(jīng)受局部接近熔點(diǎn)溫度受熱，內(nèi)部熱應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜，在成形某些大型細(xì)長(zhǎng)體，薄壁體金屬構(gòu)件時(shí)，應(yīng)力處理和控制還不能滿(mǎn)足要求，實(shí)際上到目前為止一直影響3D打印在航空業(yè)的應(yīng)用也正是因?yàn)檫@個(gè)原因。

美國(guó)從1992年開(kāi)始就不斷利用這類(lèi)技術(shù)希望能夠直接生產(chǎn)飛機(jī)用的大型框架，粱絎，整體壁板等，正是因?yàn)閼?yīng)力復(fù)雜，大型構(gòu)件成形過(guò)程中或成形后會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重變形，嚴(yán)重到無(wú)法使用。所以3D打印技術(shù)盡管很早就出現(xiàn)了，但國(guó)外航空工業(yè)界還持有相當(dāng)?shù)谋Ｊ貞B(tài)度也是有原因的。激光3D打印工業(yè)化面臨精細(xì)度難題目前激光成形技術(shù)面臨工業(yè)化的兩個(gè)方向相互間有矛盾，一是打印精細(xì)度，目前的打印精細(xì)度SLS最高，基本在1～0.1毫米左右，而其他技術(shù)加工生成的零件表面精度則在0.8～5毫米之間，目前市場(chǎng)銷(xiāo)售的2D激光打印機(jī)點(diǎn)陣精度在1200DPI左右即0.02毫米，這個(gè)精度可以獲得近似光滑的曲面，提高精度受到打印耗材粉末的粒徑粗細(xì)和激光熔融金屬液態(tài)滴狀表面張力影響，要把精度提高到0.1毫米以下還有很大困難，不過(guò)鋪粉預(yù)處理、激光超快速融化——凝固等技術(shù)的出現(xiàn)會(huì)為提高激光成形的精度有很大幫助。

激光3D打印工業(yè)化面臨打印速度難題另一個(gè)發(fā)展方向則是提高打印速度，目前激光打印的速度還是較慢的，每小時(shí)印重量大多都在1公斤以下，最好水平也只有9公斤／小時(shí)左右，要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，特別是大規(guī)?；a(chǎn)，這個(gè)速度是不夠的，現(xiàn)在的激光成形基本還是單光頭單層鋪粉作業(yè)，未來(lái)為了提高打印速度和應(yīng)對(duì)超大型構(gòu)件打印，已經(jīng)有多光頭多層鋪粉同步打印的設(shè)計(jì)出現(xiàn)。

激光成形目前尚屬于單一技術(shù)應(yīng)用，但是在工業(yè)界，激光沖擊強(qiáng)化在冶金方面應(yīng)用已經(jīng)有10幾年的歷史了，激光打印成形實(shí)際上很有希望能夠直接集成激光沖擊強(qiáng)化，激光淬火等技術(shù)，它能讓激光成形的構(gòu)件更加致密，且具有高級(jí)別的強(qiáng)度，實(shí)際上激光3D打印機(jī)都能簡(jiǎn)單的通過(guò)軟件控制來(lái)實(shí)現(xiàn)激光沖擊強(qiáng)化的功能。

現(xiàn)在3D打印技術(shù)還只是露出第一縷曙光

新的制造方法需要新的一系列處理工藝配合，3D打印目前只能算一絲曙光，真正達(dá)到大規(guī)模應(yīng)用產(chǎn)生效益，還需要很長(zhǎng)的時(shí)間發(fā)展和積累。

3D打印技術(shù)的出現(xiàn)是信息革命在攻克傳統(tǒng)工業(yè)的最后堡壘的終結(jié)的沖鋒號(hào)，因而引發(fā)了一系列的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域研究的新課題，激光粉末冶金，微沉積金相學(xué)，微觀淬火、鍛造，激光沖擊強(qiáng)化等一系列機(jī)械制造，冶金等領(lǐng)域的課題將會(huì)讓已經(jīng)暮氣沉沉的傳統(tǒng)冶金科學(xué)，和制造科學(xué)領(lǐng)域重新充滿(mǎn)發(fā)展的動(dòng)力，在未來(lái)的數(shù)十年間，誰(shuí)在這些技術(shù)領(lǐng)域獲得應(yīng)用化的實(shí)際成果，可能會(huì)影響和顛覆現(xiàn)有的制造工業(yè)的基本面貌,未來(lái)可謂潛力無(wú)限。

第四篇：納米加工技術(shù)

納米加工技術(shù)及其應(yīng)用

江蘇科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院

學(xué)號(hào)：139020021

姓名：原旭全

納米尺度的研究作為一門(mén)技術(shù),是80年代剛剛興起的.它所研究的對(duì)象是一般研究機(jī)構(gòu)很難涉獵的即非宏觀又非微觀的中間領(lǐng)域,有人稱(chēng)之為介觀領(lǐng)域.所謂納米技術(shù)通常指納米級(jí)(0.1nm~l00nm)的材料、設(shè)計(jì)、制造、測(cè)量、控制和產(chǎn)品的技術(shù).納米技術(shù)主要包括納米級(jí)精度和表面形貌的測(cè)量;納米級(jí)表層物理、化學(xué)、機(jī)械性能的檢測(cè);納米級(jí)精度的加工和納米級(jí)表層的加工一一原子和分子的去除、搬遷和重組;納米材料;納米級(jí)微傳感器和控制技術(shù);微型和超微型機(jī)械;微型和超微型機(jī)電系統(tǒng);納米生物學(xué)等;納米加工技術(shù)是納米技術(shù)的一個(gè)組成部分.納米加工的含義是達(dá)到納米級(jí)精度(包括納米級(jí)尺寸精度,納米級(jí)形位精度和納米級(jí)表面質(zhì)量)的加工技術(shù).其原理使用極尖的探針對(duì)被測(cè)表面掃描(探針和被側(cè)表面不接觸),借助納米級(jí)的三維位移控制系統(tǒng)測(cè)量該表面的三維微觀立體形貌.材料制造技術(shù).著名的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者Feyneman在20世紀(jì)60年代曾預(yù)言:如果我們對(duì)物體微小規(guī)模上的排列加以某種控制的話,我們就能使物體得到大量的異乎尋常的特性,就會(huì)看到材料的性能產(chǎn)生豐富的變化.他說(shuō)的材料即現(xiàn)在的納米材料.納米材料是由納米級(jí)的超微粒子經(jīng)壓實(shí)和燒結(jié)而成的.它的微粒尺寸大于原子簇,小于通常的微粒,一般為l一100nm.它包括體積份數(shù)近似相等的兩部分:一是直徑為幾個(gè)或幾十個(gè)納米的粒子;二是粒子間的界面.納米材料的兩個(gè)重要特征是納米晶粒和由此產(chǎn)生的高濃度晶界.這導(dǎo)致材料的力學(xué)性能、磁性、介電性、超導(dǎo)性、光學(xué)乃至熱力學(xué)性能的改變.如:納米陶瓷由脆性變?yōu)?00%的延展性,甚至出現(xiàn)超塑性.納米金屬居然有導(dǎo)體變成絕緣體.金屬納米粒子摻雜到化纖制品或紙張中,可大大降低靜電作用.納米Tiq按一定比例加入到化妝品中,可有效遮蔽紫外線.當(dāng)前納米材料制造方法主要有:氣相法、液相法、放電爆炸法、機(jī)械法等.l)氣相法:1熱分解法:金屬撥基化合物在惰性介質(zhì)(N2或潔凈油)中熱分解,或在H沖激光分解.此方法粒度易控制,適于大規(guī)模生產(chǎn).現(xiàn)在用于Ni、Fe、W、M。等金屬,最細(xì)顆?？蛇_(dá)3一10nm.o真空

蒸發(fā)法:金屬在真空中加熱蒸發(fā)后沉積于一轉(zhuǎn)動(dòng)圓的流動(dòng)油面上;可用真空蒸餾使顆粒濃縮.此法平均顆粒度小于10nm.2)液相法:1沉積法:采用各種可溶性的化合物經(jīng)混合,反應(yīng)生成不溶解的氫氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽或有機(jī)鹽等沉淀.把過(guò)濾后的沉淀物熱分解獲得高強(qiáng)超純細(xì)粉.采用此工藝制備出均質(zhì)的玻璃和陶瓷.由于該法可制備超細(xì)(10nm一100nm)、化學(xué)組成及形貌均勻的多種單一或復(fù)合氧化物粉料.已成為一種重要的超細(xì)粉的制備方法.3)放電爆炸法:金屬細(xì)絲在充滿(mǎn)惰性氣體的圓筒內(nèi)瞬間通人大電流而爆炸.此法可制造Mo.W等難熔金屬的超細(xì)顆粒(25一350nm),但不能連續(xù)操作.4)機(jī)械法:利用單質(zhì)粉末在攪拌球磨(AttritorMill)過(guò)程中顆粒與顆粒間和顆粒與球之間的強(qiáng)烈、頻繁的碰撞粉碎.近幾年大量采用攪拌磨,即利用被攪拌棍攪拌的研磨介質(zhì)之間的研磨,將粉料粉碎粉碎效率比球磨機(jī)或振動(dòng)磨都高.(3)三束加工技術(shù):可用于刻蝕、打孔、切割、焊接、表面處理等.l)電子束加工技術(shù):電子束加工時(shí),被加速的電子將其能量轉(zhuǎn)化成熱能,以便除去穿透層表面的原子,因此不易得到高精度.但電子束可以聚焦成很小的束斑(巾0.1林m)照射敏感材料.用電子刻蝕,可加工出0.1林m線條寬度.而在制造集成電路中實(shí)際應(yīng)用.2)離子束加工技術(shù):因離子直徑為0.Inm數(shù)量級(jí).故可直接將工件表面的原子碰撞出去達(dá)到加工的目的.用聚焦的離子束進(jìn)行刻蝕,可得到精確的形狀和納米級(jí)的線條寬度.3)激光束加工技術(shù):激光束中的粒子是光子,光子雖沒(méi)有靜止質(zhì)量,但有較高的能量密度.激光束加工常用YAG激光器認(rèn)封.06林m)和Cq激光器位一10.63林m).激光束加工不是用光能直接撞擊去掉表面原子,而是光能使材料熔化、汽化后去掉原子.(4)LIGA(Lithographie,Galvanoforming,Abforming)技術(shù).這是最新發(fā)展的光刻、電鑄和模鑄的復(fù)合微細(xì)加工技術(shù).它采用深度同步輻射X射線光刻,可以制造最大高度為1000林m、高寬比為200的立體結(jié)構(gòu),加工精度可達(dá)0.1林m.刻出的圖形側(cè)壁陡峭,表面

光滑.加工微型器件可批量復(fù)制,加工成本低.目前,在LIGA工藝中再加入犧牲層的方法,使加工出的微器件一部分可脫離母體而能轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng).這在制造微型電動(dòng)機(jī)或其他驅(qū)動(dòng)器時(shí)極為有用.LIGA技術(shù)對(duì)微型機(jī)械是非常有用的工藝方法.1與常規(guī)精加工的比較

納米級(jí)加工中.工件表面的原子和分子是直接加工的對(duì)象.即需切斷原子間的結(jié)合.納米加工實(shí)際已到了加工的極限.而常規(guī)的精加工欲控制切斷原子間的結(jié)合是無(wú)能為力的,其局限性在于: l)高精度加工工件時(shí),切削量應(yīng)盡量小而常規(guī)的切削和磨削加工,要達(dá)到納米級(jí)切除量,切削刀具的刀刃鈍圓半徑必須是納米級(jí),研磨磨料也必須是超細(xì)微粉.目前對(duì)納米級(jí)刃口半徑還無(wú)法直接測(cè)量.2)工藝系統(tǒng)的誤差復(fù)映到工件,工藝系統(tǒng)的受力/熱變形、振動(dòng)、工件裝夾等都將影響工件精度.3)即使檢測(cè)手段和補(bǔ)償原理正確,加工誤差的補(bǔ)償也是有限的.4)加工過(guò)程中存在不穩(wěn)定因素.如切削熱,環(huán)境變化及振動(dòng)等.由此可見(jiàn).傳統(tǒng)的切削/磨削方法,一方面由于加工方法的局限或由于加工機(jī)床精度所限,顯示出在納米加工領(lǐng)域應(yīng)用裕度不足.另一方面,由于科技產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展,加工技術(shù)的極限不斷受到挑戰(zhàn).有研究表明,磨削可獲得o.35nm的表面粗糙度,但對(duì)如何實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、可靠的納米機(jī)加工以及觀察研究材料微加工過(guò)程力學(xué)性能則始終受到實(shí)驗(yàn)手段的限制.因此納米機(jī)加工必須尋求新的途徑即直接用光子、電子、離子等基本粒子進(jìn)行加工.例如,用電子束光刻加工超大規(guī)模集成電路.2.微納米加工技術(shù)的分類(lèi)

自人類(lèi)發(fā)明工具以來(lái),加工是人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)的主要內(nèi)容之一.所謂加工是運(yùn)用各種工具將原材料改造成為具有某種用途的形狀.一提到加工,人們自然會(huì)聯(lián)想到機(jī)械加工.機(jī)械加工是將某種原材料經(jīng)過(guò)切削或模壓形成最基本的部件,然后將多個(gè)基本部件裝配成一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng).某些機(jī)械加工也可以稱(chēng)為微納米加工.因?yàn)榫推浼庸ぞ榷?某些現(xiàn)代磨削或拋光加工的精度可以達(dá)到微米或納米量級(jí).但本文所討論的微納米加工技術(shù)是指加工形成的部件或結(jié)構(gòu)本身的尺寸在微米或納米量級(jí).微納米加工技術(shù)是一項(xiàng)涵蓋門(mén)類(lèi)廣泛并且不斷發(fā)展中的技術(shù).在2004年國(guó)際微納米工程年會(huì)上,曾有人總結(jié)出多達(dá)60種微納米加工方法.可見(jiàn)實(shí)現(xiàn)微納米結(jié)構(gòu)與器件的方法是多樣的.本文不可能將所有微納米加工技術(shù)一一介紹.對(duì)這些加工技術(shù)的詳細(xì)介紹目前已有專(zhuān)著出版.筆者在此僅將已開(kāi)發(fā)出的微納米加工技術(shù)歸納為三種類(lèi)型作概括性的介紹

（1）平面工藝

以平面工藝為基礎(chǔ)的微納米加工是與傳統(tǒng)機(jī)械加工概念完全不同的加工技術(shù).圖1描繪了平面工藝的基本步驟.平面工藝依賴(lài)于光刻(lithography)技術(shù).首先將一層光敏物質(zhì)感光,通過(guò)顯影使感光層受到輻射的部分或未受到輻射的部分留在基底材料表面,它代表了設(shè)計(jì)的圖案.然后通過(guò)材料沉積或腐蝕將感光層的圖案轉(zhuǎn)移到基底材料表面.通過(guò)多層曝光,腐蝕或沉積,復(fù)雜的微納米結(jié)構(gòu)可以從基底材料上構(gòu)筑起來(lái).這些圖案的曝光可以通過(guò)光學(xué)掩投影實(shí)現(xiàn),也可以通過(guò)直接掃描激光束,電子束或離子束實(shí)現(xiàn).腐蝕技術(shù)包括化學(xué)液體濕法腐蝕和各種等離子體干法刻蝕.材料沉積技術(shù)包括熱蒸發(fā)沉積,化學(xué)氣相沉積或電鑄沉積.圖1平面工藝的基本過(guò)程:在硅片上涂光刻膠、曝光、顯影,然后把膠 的圖形通過(guò)刻蝕或沉積轉(zhuǎn)移到其他材料

（2）探針工藝

探針工藝可以說(shuō)是傳統(tǒng)機(jī)械加工的延伸,這里各種微納米尺寸的探針取代了傳統(tǒng)的機(jī)械切削工具.微納米探針不僅包括諸如掃描隧道顯微探針,原子力顯微探針等固態(tài)形式的探針,還包括聚焦離子束,激光束,原子束和火花放電微探針等非固態(tài)形式的探針.原子力探針或掃描隧道電子探針一方面可以直接操縱原子的排列,同時(shí)也可以直接在基底材料表面形成納米量級(jí)的氧化層結(jié)構(gòu)或產(chǎn)生電子曝光作用.這些固體微探針還可以通過(guò)液體輸運(yùn)方法將高分子材料傳遞到固體表面,形成納米量級(jí)的單分子層點(diǎn)陣或圖形.非固態(tài)微探針如聚焦離子束,可以通過(guò)聚焦得到小于10nm的束直徑,由聚焦離子束濺射刻蝕或化學(xué)氣體輔助沉積可以直接在各種材料表面形成微納米結(jié)構(gòu).聚焦激光束已經(jīng)廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)加工工業(yè),作為切割或焊接工具.高度聚焦的激光束也可以直接剝蝕形成微納米結(jié)構(gòu),例如近年來(lái)出現(xiàn)的飛秒激光加工技術(shù).利用激光對(duì)某些有機(jī)化合物的光固化作用也可以直接形成三維立體微納米結(jié)構(gòu).只要加工的工具足夠小,即使傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)也有可能制作微米量級(jí)的結(jié)構(gòu).例如,利用聚焦離子束的微加工能力可以制造尖端小于10Lm的高速鋼銑刀.這種微型銑刀可以加工小于100Lm的溝槽或臺(tái)階結(jié)構(gòu).探針工藝與平面工藝的最大區(qū)別是,探針工藝只能以順序方式加工微納米結(jié)構(gòu).而平面工藝是以平行方式加工,即大量微結(jié)構(gòu)同時(shí)形成.因此平面工藝是一種適合于大生產(chǎn)的工藝.但探針工藝是直接加工材料,而不是像平面工藝那樣通過(guò)曝光光刻膠間接加工.3納米級(jí)加工的關(guān)鍵技術(shù)

(l)測(cè)量技術(shù)

納米級(jí)測(cè)量技術(shù)包括納米級(jí)精度的尺寸和位移的測(cè)量、納米級(jí)表面形貌的測(cè)量.納米級(jí)測(cè)量技術(shù)主要有兩個(gè)發(fā)展方向:1)光干涉測(cè)量技術(shù):可用于長(zhǎng)度、位移、表面顯微形貌的精確測(cè)量.用此原理測(cè)量的方法有雙頻激光干涉測(cè)量、光外差干涉測(cè)量、X射線干涉測(cè)量等.2)掃描探針顯微測(cè)量技術(shù):主要用于測(cè)量表面微觀形貌.用此原理的測(cè)量方法有掃描隧道顯微鏡(STM)和原子力顯微鏡(AFM)等.(5)掃描隧道顯微加工技術(shù)(sTM).掃描隧道顯微加工技術(shù)是納米加工技術(shù)中的最新發(fā)展,可實(shí)現(xiàn)原子、分子的搬遷、去除、增添和排列重組,可實(shí)現(xiàn)極限的精加工或原子級(jí)的精加工.近年來(lái)這方面發(fā)展迅速,取得多項(xiàng)重要成果.1990年美國(guó)Eigler等人,在低溫和超真空環(huán)境中,用STM將鎳表面吸附的xe(氛)原子逐一搬遷,最終以35個(gè)Xe原子排成IBM3個(gè)字母,每個(gè)字母高snm.Xe原子間最短距離約為Inm,以后他們又實(shí)現(xiàn)了原子的搬遷排列.在鉑單晶的表面上,將吸附的一氧化碳分子用sTM搬遷排列起來(lái),構(gòu)成一個(gè)身高snm的世界上最小人的圖樣.此“一氧化碳小人”的分子間距僅為0.snm.將STM用于納米級(jí)光刻加工時(shí),它具有極細(xì)的光斑直徑,可以達(dá)原子級(jí),可得到10nm寬的線條圖案.4微型機(jī)械和微型機(jī)電系統(tǒng)

(l)微型機(jī)械.現(xiàn)在微型機(jī)械的研究已達(dá)到較高水平,已能制造多種微型零件和微型機(jī)構(gòu).已研制成功的三維微型機(jī)械構(gòu)件有微齒輪、微彈簧、微連桿、微軸承等.微執(zhí)行器是比較復(fù)雜、難度大的微型器件,研制成功的有微閥、微泵、微開(kāi)關(guān)、微電動(dòng)機(jī)等.(2)微型機(jī)電系統(tǒng).MEMS是在微電子工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的多學(xué)科交叉的前沿研究領(lǐng)域.是納米加工技術(shù)走向?qū)嵱没?能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的主要領(lǐng)域.比如:l)微型機(jī)器人是一個(gè)非常復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng).美國(guó)正在研制的無(wú)人駕駛飛機(jī)僅有蜻蜓大小,并計(jì)劃進(jìn)一步縮小成蚊子機(jī)器人,用于收集情報(bào)和竊聽(tīng).醫(yī)用超微型機(jī)器人是最有發(fā)展前途的應(yīng)用領(lǐng)域.它可進(jìn)入人的血管,從主動(dòng)脈管壁上刮去堆積的脂肪,疏通患腦血栓病人阻塞的血管.日本制定了采用機(jī)器人外科醫(yī)生的計(jì)劃,并正在開(kāi)發(fā)能在人體血管中穿行、用于發(fā)現(xiàn)并殺死癌細(xì)胞的超微型機(jī)器人.2)微型慣性?xún)x表:慣性?xún)x表是航空、航天、航海中指示方向的導(dǎo)航儀器,由于要求體積小、重量輕、精度高、工作可靠.因此是微型機(jī)電系統(tǒng)應(yīng)用的理想領(lǐng)域.現(xiàn)在國(guó)外已有微型加速度幾何微型陀螺儀的商品生產(chǎn),體積和重量都很小,但尚需提高精度.由于MEMs的發(fā)展已初具基礎(chǔ),微型器件的發(fā)展也已達(dá)到一定水平,同時(shí)有微電子工業(yè)制造集成電路的經(jīng)驗(yàn)可借鑒,各產(chǎn)業(yè)部門(mén)又有使用MEMS的要求,因此現(xiàn)在MEMS的發(fā)展條件已具備.4.微納米加工技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

微納米加工技術(shù)是一項(xiàng)不斷發(fā)展中的技術(shù).新技術(shù)取代老技術(shù),先進(jìn)技術(shù)取代落后技術(shù)是客觀發(fā)展規(guī)律.加工技術(shù)本身從來(lái)都只是手段,其目的是服務(wù)于科學(xué)研究或工業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與生產(chǎn).因此新的科研課題或新的工業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)會(huì)不斷對(duì)加工技術(shù)提出新的要求.新的加工技術(shù)將會(huì)不斷出現(xiàn).5.參考文獻(xiàn)

[1]崔錚.為納米加工技術(shù)及其應(yīng)用.北京:高教出版社, 2005 [2]張?zhí)m娣,溫秀梅.納米加工技術(shù)及其應(yīng)用闡述.2006 [3]陳海峰等.利用 AFM在 Au-Pd合金膜上制備納米結(jié)構(gòu)[J].科學(xué)通報(bào),1998 [4]顧長(zhǎng)志等.微納米加工技術(shù)在納米物理與器件研究中的應(yīng)用[J].物理,2006 [5]郭佑彪等.納米加工技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀[J].安徽化工,2005 [6]陳寶欽.微光刻與微/納米加工技術(shù)[J].微納電子技術(shù),2011 [7] 朱團(tuán).新型納米加工技術(shù)的研究進(jìn)展[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014 [8] 李勇.納米級(jí)加工、測(cè)控技術(shù)及其應(yīng)用[J].儀器儀表學(xué)報(bào),1995 [9] 郭隱彪.微納米加工與檢測(cè)技術(shù)進(jìn)展[J].三明學(xué)院學(xué)報(bào),2006 [10]馮薇.精密與超精密磨削的發(fā)展現(xiàn)狀[J].集美大學(xué)學(xué)報(bào),2010 [11] 李德剛.基于分子動(dòng)力學(xué)的單晶硅納米加工機(jī)理及影響因素研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué),2008 [12] 梁迎春.納米加工過(guò)程中金剛石刀具磨損研究的新進(jìn)展[J].摩擦學(xué)學(xué)報(bào),2008 [13] 梁烈潤(rùn).新興納米加工技術(shù)簡(jiǎn)介[J].機(jī)電一體化,2006 [14]姚駿恩.納米測(cè)量?jī)x器和納米加工技術(shù)[J].中國(guó)工程科學(xué),2003 [15] 梁迎春.納米加工及納構(gòu)件力學(xué)特性的分子動(dòng)力學(xué)模擬[J].金屬學(xué)報(bào),2008

第五篇：食品加工技術(shù)

食品加工技術(shù)培訓(xùn)講座

黃國(guó)柱

[培養(yǎng)目標(biāo)]培養(yǎng)能從事食品生產(chǎn)加工、設(shè)備操作與維護(hù)、生產(chǎn)管理與品質(zhì)控制、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、工程設(shè)計(jì)等崗位高素質(zhì)高級(jí)技能型專(zhuān)門(mén)人才。

[主要課程] 食品生產(chǎn)技術(shù)（焙烤、肉制品、乳制品、飲料、方便休閑、果蔬制品）、食品安全與品質(zhì)控制、食品生物化學(xué)、食品微生物、食品加工原理、專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)及畢業(yè)實(shí)踐等。

[就業(yè)趨向]可直接從事食品生產(chǎn)企業(yè)的工藝員、技術(shù)員、品控員、質(zhì)檢員、管理員及食品的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)管理、質(zhì)量監(jiān)督、技術(shù)服務(wù)等工作。

食品藥品監(jiān)督管理

[培養(yǎng)目標(biāo)]培養(yǎng)掌握食品感官、理化、微生物檢驗(yàn)技術(shù)和質(zhì)量管理等方面的高素質(zhì)高級(jí)技能型專(zhuān)門(mén)人才。

[主要課程]食品理化檢驗(yàn)技術(shù)、儀器分析、食品安全與品質(zhì)控制、食品質(zhì)量管理、食品微生物、食品感官評(píng)定、專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)及畢業(yè)實(shí)踐等。

[就業(yè)趨向] 適合于海關(guān)、商檢、衛(wèi)檢、產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所、各類(lèi)食品生產(chǎn)企事業(yè)單位等，從事食品分析與檢驗(yàn)、質(zhì)量和安全的監(jiān)督與管理等工作。

食品營(yíng)養(yǎng)與檢測(cè)（食品營(yíng)養(yǎng)與保健方向）

[培養(yǎng)目標(biāo)]培養(yǎng)具備營(yíng)養(yǎng)健康指導(dǎo)、保健食品生產(chǎn)，能從事?tīng)I(yíng)養(yǎng)

保健食品生產(chǎn)操作、技術(shù)管理、品質(zhì)控制與營(yíng)銷(xiāo)，食品營(yíng)養(yǎng)與健康服務(wù)的高素質(zhì)高級(jí)技能型專(zhuān)門(mén)人才。

[主要課程] 基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)學(xué)、公共營(yíng)養(yǎng)、特殊人群營(yíng)養(yǎng)、功能食品生產(chǎn)、食品質(zhì)量管理、食品生物化學(xué)、專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)及畢業(yè)實(shí)踐等。

[就業(yè)趨向]從事?tīng)I(yíng)養(yǎng)健康指導(dǎo)、營(yíng)養(yǎng)配餐、保健食品生產(chǎn)、食品質(zhì)量安全與監(jiān)督等工作。

食品貯運(yùn)與營(yíng)銷(xiāo)

[培養(yǎng)目標(biāo)]培養(yǎng)掌握農(nóng)產(chǎn)品貯藏與保鮮、食品質(zhì)量控制、食品市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)、企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理等高素質(zhì)高級(jí)技能型專(zhuān)門(mén)人才。

[主要課程]食品貯藏與保鮮、農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)、食品商品學(xué)、市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)、食品質(zhì)量管理、食品包裝學(xué)、食品市場(chǎng)調(diào)查、專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)及畢業(yè)實(shí)踐等。

[就業(yè)趨向]可到各類(lèi)食品生產(chǎn)企事業(yè)單位和食品經(jīng)營(yíng)管理部門(mén)，從事食品貯藏保鮮、經(jīng)營(yíng)管理、產(chǎn)品銷(xiāo)售等工作。

食品生物技術(shù)

[培養(yǎng)目標(biāo)] 培養(yǎng)掌握發(fā)酵食品生產(chǎn)與管理、新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與研制、安全檢測(cè)、品質(zhì)控制等方面的高素質(zhì)高級(jí)技能型專(zhuān)門(mén)人才。

[主要課程] 食用菌生產(chǎn)技術(shù)、酶制劑生產(chǎn)與應(yīng)用、發(fā)酵調(diào)味品生產(chǎn)技術(shù)、食品理化檢驗(yàn)技術(shù)、食品微生物、專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)及畢業(yè)實(shí)踐等。

[就業(yè)趨向]可在食品、商檢、輕化工、衛(wèi)生防疫、環(huán)保等行業(yè)從事產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、檢疫檢驗(yàn)、生產(chǎn)與管理等工作。

飼料與動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)

[培養(yǎng)目標(biāo)]培養(yǎng)掌握動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)、飼料生產(chǎn)、動(dòng)物生產(chǎn)及動(dòng)物保健的基本知識(shí)和基本技能的高素質(zhì)高級(jí)技能型專(zhuān)門(mén)人才。

[主要課程] 動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)、配合飼料學(xué)、飼料企業(yè)管理、飼料營(yíng)銷(xiāo)學(xué)、飼料加工工藝與設(shè)備、飼料分析與質(zhì)量檢驗(yàn)、專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)及畢業(yè)實(shí)踐等。

[就業(yè)趨向]可在飼料生產(chǎn)企、事業(yè)單位從事生產(chǎn)與管理等工作。