先进制造工艺技术是把各种原材料、半成品加工成为产品的方法和过程。先进制造工艺技术可以划分为以下几类:
(1)先进高效切削加工工艺技术 它包括精密与超精密加工技术、微细加工技术、高速或超高速切削技术和磨削加工技术及复杂型面的数控切削加工技术等,此类技术主要是以先进制造装备为依托,采用新的快速响应控制技术,结合先进刀具、加工工艺等使传统切削加工技术焕发了新的生机,出现了许多新的研究方向和加工工艺。
(2)先进高效或精密成形技术 包括少无余量成形技术、增量制造技术、精密洁净铸造以及塑性成形工艺、优质高效焊接及切割技术、生物制造成形技术及快速成型制造技术等,它是生产局部或全部无余量或少余量半成品工艺的统称,既有以传统去除余量为主的成型技术,也有以3D打印、快速原型制造等增量为主的成型技术,还有结合生物技术,以控制约束生长或者刻蚀成形为主的新技术。
(3)特种加工技术 它是指那些不属于常规加工范畴的加工工艺,如激光加工、高能束(电子束、离子束)加工、电加工(电解和电火花)、高压水射流加工、超声波加工、多种能源的复合加工及纳米加工技术等。
(4)表面改性、涂层技术 它指采用物理、化学、金属学、高分子化学、电学和机械学等技术及其组合,使表面具有耐磨、耐蚀、耐(隔)热、耐辐射和抗疲劳等特殊功能,从而达到提高产品质量,延长寿命,赋予产品新性能的新技术统称,是表面工程的重要组成部分,可以采用化学镀、非静态合金技术、节能表面涂装技术、表面强化处理技术、热喷涂技术、激光表面熔敷处理技术和等离子化学气相沉积技术等。(www.daowen.com)
从先进制造工艺技术的内涵和发展,可以清晰地看出,先进制造工艺技术具有绿色低耗、优质高效、柔性灵活等方面的显著特点。
(1)绿色低耗 随着人类制造水平的提高,对制造所产生的负面效应也得到了应有的关注,先进制造工艺技术应该在满足人类需求的同时,尽量减少对资源的消耗和环境的影响。先进制造工艺技术应满足节省原材料、降低能源消耗、提高能源重复利用率的要求,以减少对于资源的浪费;先进制造工艺技术还应做到少排放或零排放,生产过程不污染环境,符合日益增长、逐渐严苛的环境保护要求。
(2)优质高效 以先进制造工艺和加工制造出的产品应具有产品质量高、性能好、加工精度高、表面处理好、内部组织致密、无缺陷杂质等特点,最终产品零件具有使用性能好、使用寿命长和可靠性高的性能。与传统制造工艺技术相比,先进制造工艺技术还应具有高效加工的特征,即极大地缩短加工时间,提高劳动生产率,降低生产成本和操作者的劳动强度,加工过程具有优良的可操作性和易维护性。
(3)柔性灵活 它指加工方法能够快速变化、灵活适应。快速变换的市场需求对下游产品的加工也提出了快速反应的要求,即能够快速地变换生产过程和种类,以及对产品设计内容进行灵活更改,可进行多品种的柔性生产,适应多变的产品消费市场需求。
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