先進制造技術的發(fā)展背景(編輯修改稿)
2025-02-08 02:36 本頁面
【文章內容簡介】 ? (5) 高度技術集成，可實現(xiàn)了設計制造一體化； RP技術產生背景 ? (1)隨著全球市場一體化的形成，制造業(yè)的競爭十分激烈，產品的開發(fā)速度日益成為主要矛盾。在這種情況下，自主快速產品開發(fā) (快速設計和快速工模具 )的能力 (周期和成本 )成為制造業(yè)全球競爭的實力基礎。 ? (2)制造業(yè)為滿足日益變化的用戶需求，要求制造技術有較強的靈活性，能夠以小批量甚至單件生產而不增加產品的成本。因此，產品的開發(fā)速度和制造技術的柔性就十分關鍵。 ? (3)從技術發(fā)展角度看，計算機科學、 CAD技術、材料科學、激光技術的發(fā)展和普及為新的制造技術的產生奠定了技術物質基礎。 RP技術基本原理 ? 快速成形技術是在計算機控制下，基于離散、堆積的原理采用不同方法堆積材料，最終完成零件的成形與制造的技術。從成形角度看，零件可視為 “ 點 ” 或 “ 面 ” 的疊加。從 CAD電子模型中離散得到 “ 點 ” 或 “ 面 ”的幾何信息，再與成形工藝參數(shù)信息結合，控制材料有規(guī)律、精確地由點到面，由面到體地堆積零件。從制造角度看，它根據(jù)CAD造型生成零件三維幾何信息，控制多維系統(tǒng)，通過激光束或其他方法將材料逐層堆積而形成原型或零件。 RP技術的類型 ? 近十幾年來，隨著全球市場一體化的形成，制造業(yè)的競爭十分激烈。尤其是計算機技術的迅速普遍和 CAD/CAM技術的廣泛應用，使得 RP技術得到了異乎尋常的高速發(fā)展，表現(xiàn)出很強的生命力和廣闊的應用前景?？焖俪尚渭夹g發(fā)展至今，以其技術的高集成性、高柔性、高速性而得到了迅速發(fā)展。目前，快速成形的工藝方法已有幾十種之多，其中主要工藝有四種基本類型：光固化成型法、分層實體制造法、選擇性激光燒結法和熔融沉積制造法。 虛擬技術 虛擬現(xiàn)實技術 ? 虛擬現(xiàn)實（ VRvirtual reality） ,也稱虛擬實境或靈境，是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機系統(tǒng)，它利用計算機技術生成一個逼真的、具有視、聽、觸等多種感知的虛擬環(huán)境，用戶通過使用各種交互設備，同虛擬環(huán)境中的實體相互作用，使之產生身臨其境感覺的交互式視景仿真和信息交流，是一種先進的數(shù)字化人機接口技術。與傳統(tǒng)的模擬技術相比，其主要特征是：操作者能夠真正進入一個由計算機生成的交互式三維虛擬環(huán)境中，與之產生互動，進行交流。因此，虛擬現(xiàn)實是指用計算機生成的一種特殊環(huán)境，人可以通過使用各種特殊裝置將自己 “ 投射 ” 到這個環(huán)境中，并操作、控制環(huán)境，實現(xiàn)特殊的目的，即人是這種環(huán)境的主宰。虛擬現(xiàn)實的本質是人與計算機的通信技術，它幾乎可以支持任何人類活動，適用于任何領域。 虛擬制造技術（ VM） 虛擬制造 技術（ virtual manufacturing technology，VMT）是以虛擬現(xiàn)實和仿真技術為基礎，對產品的設計、生產過程統(tǒng)一建模，在計算機上實現(xiàn)產品從設計、加工和裝配、檢驗、使用整個生命周期的模擬和仿真。這樣，可以在產品的設計階段就模擬出產品及其性能和制造過程，以此來優(yōu)化產品的設計質量和制造過程，優(yōu)化生產管理和資源規(guī)劃，以達到產品開發(fā)周期和成本的最小化，產品設計質量的最優(yōu)化和生產效率最高化，從而形成企業(yè)的市場競爭優(yōu)勢。如波音 777，其整機設計、部件測試、整機裝配以及各種環(huán)境下的試飛均是在計算機上完成的，其開發(fā)周期從過去的 8年縮短到 5年；Chrycler公司與 IBM合作開發(fā)在虛擬制造環(huán)境用于其新型車的研制，在樣車生產之前，即發(fā)現(xiàn)其定位系統(tǒng)及其他許多設計有缺陷，從而縮短了研制周期。盡管虛擬制造技術的出現(xiàn)只有短短的幾年時間，虛擬制造的應用將會對未來制造業(yè)的發(fā)展產生深遠的影響。 三項核心技術 1 建模技術 2 仿真技術 3 虛擬現(xiàn)實技術 VM 可以在不使用原材料，也沒有生產出真實產品之前，對新產品及其全生產過程進行仿真，以達到一次性生產成功，減少了材料的浪費，優(yōu)化了生產過程，它為綠色制造提供了一 種實現(xiàn)手段 虛擬制造技術有巨大的應用潛力。 基于產品的數(shù)字化模型，實現(xiàn)了從產品的設計、加工、制造到檢驗全過程的動態(tài)模擬。虛擬制造的關鍵技術是對產品與制造過程的擬實仿真。目前軟件的開發(fā)是虛擬制造的重要研究內容。 激光加工技術 ? ? 激光加工技術是利用激光束與物質相互作用的特性對材料 (包括金屬與非金屬 )進行切割、焊接、表面處理、打孔、微加工等的一門技術。激光加工作為 先進制造技術 已廣泛應用于汽車、電子、電器、航空、冶金、機械制造等國民經(jīng)濟重要部門，對提高產品質量、勞動生產率、自動化、無污染、減少材料消耗等起到愈來愈重要的作用。 ? 激光技術是涉及到光、機、電、材料及檢測等多門學科的一門綜合技術，傳統(tǒng)上看，它的研究范圍一般可分為： ? 。
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