【正文】 硅微加速度計（圖 613/14。 犧牲層技術 /分離層技術 外延技術 /生長的外延層保持與襯底相同的晶向，制得微型 3維結構。 Dalian University of Technology 微機械的研發(fā)內容 理論基礎：與尺寸有關的慣性力，電磁力，等作用相對減??；而粘性力，彈性力，表面張力，靜電力等作用增大；同時，表面積與體積之比增大，熱傳導、化學反應加速和表面建摩擦力顯著增大。 應用領域 ：大批量生產(chǎn) /汽車工業(yè)；剛度不足零件 /薄壁件；復雜曲面 /模具、工具制造；難加工材料；超精密微細切削加工 /FUNAC公司研制的超精密銑床：主軸轉速達 55000rpm。 CBN砂輪 300mm。 要求刀具刃口半徑越小越好：日本大阪大學與美國的 LLL實驗室合作研究：超精密切削極限，用鋒利刀具和性能最佳的機床，實現(xiàn)切削厚度為納米級的穩(wěn)定連續(xù)切削。 超精密加工刀具 天然單晶金剛石 （ 刃磨質量 ：晶面選擇， 最小刃口半徑 ）替代品 CBN 和 金剛石 （ 砂輪質量 ：磨料品級、粒度均勻、耐磨性、分布均勻、修整） Dalian University of Technology 超精密加工設備 1）主軸及其驅動裝置 圓度基準 回轉精度： 剛性高 溫度恒定控制等 采用空氣靜壓軸承，皮帶卸載驅動、磁性聯(lián)軸節(jié)驅動主軸系統(tǒng) 2）導軌及進給驅動裝置 直線性基準 直線精度： 采用空氣靜壓導軌、液體靜壓導軌， 3）微量進給裝置 尺寸精度 分辨率 /基準 彈性變形微量進給裝置、熱變性微量進給裝置、電致伸縮微量進給裝置、磁致伸縮微量進給裝置、流體膜變形微量進給裝置 Dalian University of Technology 超精密加工的工作環(huán)境 恒溫、超凈、防振 恒溫 20+ 超凈 生產(chǎn) 256K芯片 1立方尺大于 10個。 Dalian University of Technology 第六節(jié) 發(fā)達國家制造業(yè)的 發(fā)展戰(zhàn)略 美國： 68%財富來源于制造業(yè) /面臨的問題 立法、政策和資金投入、教育、目標 日本：精益生產(chǎn)； 注重滿足客戶需求；培訓 西歐 /德國：歐共體；創(chuàng)新 中國：政策、專項基金、聯(lián)合攻關 Dalian University of Technology 第二章 高能束加工與復合加工技術 第一節(jié) 概述 背景 材料、成本、效率 特點與發(fā)展 個性、競爭、全球 材料 難加工（ 硬度、韌性、脆性 ） Dalian University of Technology 第二節(jié) 激光加工技術 激光的產(chǎn)生 與特點 產(chǎn)生的條件、三要素、波長、能量 /功率，特點 激光加工 基本原理 與特點 吸收與反射、能量密度、溫度控制，特點 激光加工設備 組成、運行控制 激光加工技術的應用 打孔、切割、焊接、改性、清洗、快速成型、直寫等 Dalian University of Technology 課堂練習 1 本課程包含的主要內容（ 3個模塊， 6章節(jié)） 2 設想手機的新功能與對應技術方案 Dalian University of Technology 第三節(jié) 電子束加工技術 電子束 加工原理 和特點 產(chǎn)生的條件、能量 /功率，特點 電子束 加工裝置 電子束加工應用 打孔 /型孔、切割、焊接、光刻、刻蝕、改性等 第四節(jié) 離子束加工技術 加工原理 、分類和特點 離子束 加工裝置 離子束加工應用 打孔、切割、焊接、刻蝕、鍍膜、改性、注入等 Dalian University of Technology 第五節(jié) 復合加工技術 機械復合加工 (機械與其它方法復合，超聲、化學、熱） 電化學復合加工 (電化學與其它方法復合，超聲、 EDM） 電火花復合加工 (電火花與其它方法復合，超聲、 EDM、磨削） 超聲復合加工 （超聲與其它方法復合；應用：清洗、檢測、硬脆材料拷貝成型） 磨料水射流加工（ AWJ） 化學機械拋光（ CMP） Dalian University of Technology 第三章 精密與超精密加工技術 概述 成形方式分類 ：去除成形；受迫成形；堆積成形；生成成形。 （ 6） 信息技術 ：把信息轉化為知識，進而決策的技術。 （ 9） CIM及新一代 CIMS—適應市場機制的新概念與先進技術的融合。 （ 4） CAPP—承接 CAD數(shù)據(jù)，處理轉換成 CAM加工信息。（ 3）生產(chǎn)組織方法，包括：虛擬公司理論與組織，企業(yè)組織與變革，以人為本的團隊建設，企業(yè)重組工程。 Dalian University of Technology 3 自動化技術 ：（ 1）數(shù)控技術，（ 2）工業(yè)機器人，（ 3）柔性制造系統(tǒng) FMS : 包括： FMS加工系統(tǒng)， FMS物流系統(tǒng)， FMS調度與控制系統(tǒng)， FMS的故障診斷。 (3) 競爭創(chuàng)建設計技術 : 包括：快速響應設計，智能設計，仿真與虛擬設計，工業(yè)設計，價值工程設計，模塊化設計。 Dalian University of Technology 第二節(jié) 先進制造技術的概念，特點與分類 先進制造技術 : 是制造業(yè)不斷吸收機械、電子、信息 (包括控制論 ,人工智能等 )、能源及現(xiàn)代系統(tǒng)管理等方面 成果 ，將其綜合應用于產(chǎn)品設計，制造，檢測，管理，銷售，使用，服務以及回收的制造 全過程 ，以實現(xiàn)優(yōu)質，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 適應能力和 競爭能力 的制造技術的總稱。 2） 工具 ：指切削刀具和必要的夾具、模具，測量工具和輔助工具等。 典型生產(chǎn)系統(tǒng) ：決策級；經(jīng)營管理級；設計制造級。 Dalian University of Technology 課程簡介 ? 單項技術 ? 制造自動化技術 ? 先進制造模式 Dalian University of Technology 單項技術 ? 精密與超精密加工技術 ? 超高速加工技術 ? 高能束流加工與復合加工技術 ? MEMS技術 ? RPM技術 ? 生物制造技術 Dalian University of Technology 制造自動化技術 ? GT ? CAD/CAPP/CAM ? NC/CNC ? FMS ? CIMS Dalian University of Technology 先進制造模式 ? 智能制造 ? 敏捷制造 ? 并行工程 ? 虛擬制造 ? 綠色制造 ? 精益制造 Dalian University of Technology 討論 1 ? 先進？ ? 機械？ ? 材料制備、成型、切削、加工、制造、生產(chǎn)？ Dalian University of Technology ? Mechanical Engineering deals with anything which moves. ? Advanced Technology means any technique or method that relate leading edge or high quality. Dalian University of Technology 討論 2 零件？ 產(chǎn)品？ 質量？ Dalian University of Technology 第一章 概述 (BI) 基本概念 ：生產(chǎn)方式，品種與批量，規(guī)模 /系列， 質量 ， 成本 ， 時間 ， 服務 ，制造技術 /先進制造技術 產(chǎn)品特點 ：品種 多樣化 需求的個性化、多樣化，時尚化； 制造者：搶先占領市場，制造裝備系統(tǒng) / 競爭。 先進制造技術概論 (AMT) 課程編號 ： 5601090 學 分 ： 2 學生班級 ：材料 05050507班 課程性質 ：專業(yè)大類課、限選課 基本要求 ：鞏固制造技術基礎知識；了解先進制造技術的最新研究成果；掌握 12項先進制造技術 /方法；開闊視野；培養(yǎng)創(chuàng)新意識 /能力。 生產(chǎn)方式： 單件 /小批；大批大量；“中等”批量。 設計制造級：包括開發(fā)和設計；生產(chǎn)工藝和調度；制造三個子系統(tǒng) 技術裝備形式 ： 制造業(yè) —機械制造 /先進機械制造 —機械加工 /先進機械加工 先進機械制造技術典型代表： CIMS 局部自動化 A —整體自動化 A ； 制造過程自動化 A 設計過程自動化 A 生產(chǎn)過程自動化 A和經(jīng)營管理過 程自動化 A 用 系統(tǒng)工程 的原理和方法組織生產(chǎn)使工廠的生產(chǎn)和管理科學化。 3） 制造過程 ：包括輸入材料或毛坯的加工、中間的熱處理、探傷檢驗等轉換過程 /生產(chǎn)流程和管理等。 傳統(tǒng)制造技術特點 ：設計獨立性強；生產(chǎn)連續(xù)穩(wěn)定；以產(chǎn)品為對象組織生產(chǎn)；準備、生產(chǎn)、裝配周期長；生產(chǎn)結構剛性強。 (4) 全壽命周期設計技術，并行設計，面向制造設計，全壽命周期設計。（ 4）計算機集成制造系統(tǒng) CIMS，（ 5）傳感技術，（ 6）自動檢測及信號識別技術，（ 7）過程設備工況監(jiān)測與控制。 Dalian University of Technology 第三節(jié) 先進制造技術發(fā)展趨勢 面臨 /適應挑戰(zhàn) （ 1）新技術革命的挑戰(zhàn) （ 2）信息時代的挑戰(zhàn) （ 3）有限資源與日益增長的環(huán)保壓力的挑戰(zhàn) （ 4）制造全球化和貿易自由化的挑戰(zhàn) （ 5）消費觀念變革的挑戰(zhàn) 發(fā)展趨勢：柔性化、智能化、集成化、全球化、綠色制造 Dalian University of Technology 第四節(jié) 先進制造技術 —自動化制造技術 (1)成組技術 (GT)特點 :集中處理 ,規(guī)范化 , 信息的重復使用 (2)數(shù)控技術 （ NC)：用數(shù)字量及字符發(fā)布指令，實現(xiàn)自動控制的技術。 （ 5） CAM—類型：直接應用：物流 /生產(chǎn) /質量 –控制 間接應用：支持 CAPP/工裝設計 /作業(yè)計劃等 （ 6） 仿真技術 (ST)步驟：定義被建模系統(tǒng)，建立系統(tǒng)模型，收集數(shù)據(jù)，驗證模型，運行模型，維護模型。 Dalian University of Technology 第五節(jié) 先進制造技術的 技術前沿 （ 1） 可重組制造技術 ：研究階段內容：基礎理論；建模于仿真；新的系統(tǒng)；控制與通信 （ 2） 無浪費工藝 ：無切削加工 /廢棄物可利用，低消耗工藝 /室溫代替高溫環(huán)境 （ 3） 新的材料工藝 ：指超物理性能的新材料，微型化產(chǎn)品，原子級 /納米制造，屬于基因鏈接，生物工藝。 （ 7）增強型人 機界面：例如：語音輸入。 先進制造工藝技術的 發(fā)展現(xiàn)狀 ： 1）加工精度不斷提高 從第一臺蒸汽機 1mm， 20世紀中的 ， 近年來達到 108mm, 逐步進入原子級的加工。 生產(chǎn) 4M芯片 1立方尺大于 10個。 國內金剛石刀具刃口半徑 , 最高水平 . 超精密磨削和磨料加工： 包括 : 砂輪 /砂帶 /ELID/研磨與拋光 /磁流體拋光 /復合拋光 /精密特種加工（三束等） /硅片磨、拋、檢測 /創(chuàng)造性加工（三平板等） Dalian University of Technology 第四章 超高速加工技術 概述 超高速加工的 內涵和范圍 超高速加工的機制 (Salomon Curve) 超高速加工技術的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 超高速切削 /超高速磨削 超高速加工技術的 優(yōu)越性 (效率、 F、精度與質量、穩(wěn)定性、節(jié)省工序、技術經(jīng)濟效益 ) 超高速切削 /超高速磨削 超高速加工技術 的應用（ 航天、汽車、模具、難加工材料、超精密微細加工 ） 超高速切削 /超高速磨削 Dalian University of Technology 不同加工工藝的切削速度范圍 加工工藝 速度范圍 / m/min ? 車削 7007000 ? 銑削 3006000 ? 鉆削