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電子制造技術范文1
關鍵詞: 塑料電子技術;柔性顯示器;有機半導體
中圖分類號:TN949.199文獻標識碼:B
Flexible Displays Made with Plastic Electronics
Seamus Burns
(Display Engineering, Plastic Logic, Ltd., Cambridge, UK)
Abstract: Plastic Logic has designed and constructed a full-scale manufacturing facility for flexible display modules fabricated using organic semiconductors ("plastic electronics"). These display modules are lightweight, flexible, and robust and are used in the QUEproReader, an e-reader device for mobile business professionals that was introduced in January 2010.
Keywords:plastic electronics; flexible display; organic semiconductors
引 言
許多年來,因為柔性顯示器輕薄、堅固,使可折疊彎曲的顯示器成為現實,所以具有良好的市場前景。這些產品和相關技術經歷了長時期發展后終于開始進入主流,有些顯示器技術,如電子墨水(E-ink)公司的那些技術以及SiPix成像技術,是在前6年成熟的,現已成為柔性顯示的關鍵技術。通常提到的如電子紙(e-paper),這些技術的確包含了許多紙的屬性,其反光、可彎曲,在圖像更新期間不消耗能源(所謂圖像穩定性)。由于其穩定的電、光特性,以及易于將此箔狀的顯示媒介(media)直接層壓到顯示器底板上實現集成,而大批量商業化。雖然這些顯示技術主要用于硬質玻璃顯示器,但是它們也打開了高分辨率柔性顯示器應用之門。
除電子紙顯示媒介之外,另一類復雜的部件,就是為制造高分辨率柔性顯示器所必須的柔性有源矩陣。對于大多數快速刷新的高分辨率顯示器,有源矩陣是不可或缺的:它是一種由電極和微電子開關構成的陣列,通常由一系列真空沉積和圖形加工工藝制備而成。這些沉積薄膜、形成圖形的工藝在玻璃上都能良好完成――的確,幾乎所有手機、掌上電腦、液晶電視以及許多其它電子產品的顯示器,采用的都是在玻璃基板上制備有源矩陣的工藝。然而,這些沉積工藝難以轉移到柔性的塑料襯底上,這就成為實現柔性顯示的一個障礙。
1柔性原型
自從1999年斯圖加特大學的Ernst Lueder教授和他的團隊在聚苯醚砜襯底上制造了柔性有源矩陣液晶顯示器(AMLCD)以來,一些大學實驗室和公司研發部相繼推出柔性有源矩陣顯示器的概念型產品。盡管對柔性有源矩陣產品已進行了大量研發,也存在著強烈的市場需求,然而該技術的產業化并非易事。柔性顯示商用產品的個案非常少,不過,近幾年一些技術正趨于成熟,因而有可能在不久的將來實現柔性顯示的商品化。
近來,荷蘭Polymer Vision公司出品了一種稱之為“Readius”的產品,這是一款包含可卷曲的柔性電子紙顯示器的美觀新穎的電子閱讀器。這個獨特的產品當它的5英寸顯示器卷起時只有口袋大小,這也是首臺使用了有機物薄膜晶體管(TFT)的電子商品。然而,遺憾的是Readius尚未能與消費者見面。
另一種典型的接近商品化的方法是在硅基顯示制造中所采用的工藝的再版。電子紙顯示組件的先驅制造商――Prime View International,發明了一種被稱之為EPLaR(Electronics on Plastic by Laser Release)的、基于激光照射的柔性顯示工藝技術。一層十分薄的聚合物膜沉積在硬質襯底上,之后使用傳統硅基工藝制造有源矩陣顯示器,然后采用激光工藝將那層聚合物薄膜從硬質襯底上剝離下來。另一個正在開發柔性顯示技術的公司是LG顯示(LG Display),他們的柔性顯示制造工藝采用了薄而柔性的不銹鋼金屬箔,這種材料能經受住硅沉積所需的溫度,且掩模對準十分穩定。幾年來,LG Display已經出品了外形尺寸不同的柔性電子顯示組件,包括1,600×1,200分辨率、174ppi(pixel per inch)的12in顯示器。此外值得一提的是AUO(友達光電)于2009年10月出品的使用SiPix電泳顯示媒介的6in柔性顯示組件,從而例證了柔性電子紙顯示器,然而該公司對所用底層技術避而不談。
2有機半導體
2000年從劍橋大學剝離出來而創立的Plastic Logic公司,一直致力于有機半導體技術的商業化,力圖使TFT能印刷到柔性塑料上,以開創柔性電子學的新徑。有機半導體實現柔性電子學依靠兩點:第一,與硅不同,有機半導體能通過溶液法在室溫下沉積,因而可使用柔性塑料作襯底材料,而相對于硅沉積,所需溫度則會使塑料襯底熔化或變形;第二,有機半導體器件無需掩模對準亦能形成。傳統的硅電子學要求一系列掩模板的序列對版工藝,這對于塑料襯底不是一個能簡易實現的方法,溫度偏移和溶劑吸收會造成不同掩模步驟之間襯底的變形。對于有機材料,采用印刷工藝則能克服塑料襯底的形變,從而能避免上述模板對準的問題。這是通過在每執行一步印刷,印刷頭都在進行局部對準,因而能不斷補償失真。有機材料用于柔性電子學,更明顯的優勢則在于其內在的柔韌性。
Plastic Logic公司的工藝特色是有能力在柔性襯底上沉積高分辨率的電子元器件。其工藝溫度等于或接近室溫,所以所用工藝與廉價的塑料襯底材料是完全兼容的。其采用的典型的襯底材料是聚對苯二甲酸乙二酯,或稱PET,PET是一種非常普通的塑料,可用于食物飲料容器的制造以及合成光纖。其沉積工藝的最小尺寸達到2μm,層對層對準精確度典型值為±5 μm,如圖1所示。
超高分辨率的有源矩陣顯示器,通常具有相當少量的連線。有源矩陣是由一些行電極和列電極圍成的交叉格子,在每個交叉點上設置一個電子開關,通常為TFT(薄膜晶體管)。該晶體管用來給由顯示媒介構成的電容器進行充、放電,以改變跨接在顯示媒介兩端的電壓,繼而改變該顯示器件的光學狀態。有源矩陣顯示器具有理想的對各個顯示媒介直接選址的能力,因而它能夠達到最適宜的對比度和刷新率(仿佛顯示媒介被立即驅動似的)。
對電子紙器件,為了達到這些要求,需要滿足若干電學標準。TFT的“開態”電流要求足夠高,以使在線選址期間內該像素都保持在開狀態,即使關斷該像素。此開態能力由晶體管的遷移率決定。TFT的“關態”電流要求盡可能的低,以便一旦柵極被關閉時仍能保持像素電壓不變。達到低的關態電流要求穩定的TFT閾值,這由有機半導體和絕緣材料的純度決定。所以工藝條件的控制是至關重要的。柵極泄漏,連同所有其它寄生的極間泄漏路徑(例如源極到柵極的泄漏,源極到公共極的泄漏)都必須降至極小。具有高電絕緣擊穿電壓的無針孔的絕緣層是絕對必要的,它可以避免這些漏電路徑。需要再次重申的是,嚴格控制工藝條件以及使用潔凈的工藝環境是先決條件。柵線和源線需要充分“快”地傳輸電壓的變化,這就要求柵線和源線具有高電導和低電容。正如前面討論過的,為使電容最小化,這就要求尺寸精細、圖形邊緣清晰。另一個期望的特性是所有像素上具有低的、而且一致的跳變電壓,這個跳變電壓是當柵線關閉時引入的像素電極電壓與數據線電壓之差,它來源于柵電極和漏電極之間面積交疊而引起的寄生電容,為減小該參量再次要求精細的圖形加工工藝。
上述工藝有能力制造面積足夠大、分辨率足夠高的用于電子紙顯示的柔性有源顯示器,其使用的有機半導體是一種聚芴基材料,可由溶液法生成,典型遷移率為 0.03cm2/Vs,它可使開態電流接近1μA。用此工藝制備的器件開關比達105~106,柵極漏電流小于10-11A。Plastic Logic制造廠生產的首臺商用顯示器,分辨率為1,280×960,尺寸為10.7in,像素密度為150ppi,足以滿足具有灰度級的單色電子閱讀器的應用要求。使用的顯示媒質是電子墨水公司的Vizplex電泳箔,這種顯示器被設計用來開發全對比度、快速響應的媒介,以適用于單色和具有灰度級的組件。圖2所示為此種工藝制造的顯示器的照片。
3一座新建的柔性顯示器工廠
Plastic Logic公司在德國的德累斯頓建立了擁有全套制造設施的工廠,以便大批量生產高性價比的顯示組件。德累斯頓是德國的高科技中心之一,坐落有大量的電子公司,其中許多為硅晶圓公司。這些公司的存在確保了對制造電子器件(如顯示組件)必需的基礎支持,同時提供了教育良好、經驗豐富的勞動力。全自動化生產線的設備主要來自遠東,通常但不完全來自平板顯示產業。在許多情況下,公司有現貨供應或僅少量需要定制。生產線設置在百級無塵操作間內,柔性PET襯底先綁定在硬質的玻璃載體上,通過批處理(batch process)方式完成產品所需的圖形制作。襯底尺寸相當于3.5代線的母版尺寸,受一系列圖形加工步驟的限制,每塊母版上僅生產9枚有源矩陣顯示器。在將顯示面板分割之前,對這些有源矩陣的像素和連線進行測試,之后對這些顯示器產品進行封裝,使其在產品壽命期間,一直維持在恒定的濕度水平,并且確保其工作的一致性。柔性封裝是可行的,因為有機TFT不像OLED或PLED器件那樣,對氧和濕氣不是非常敏感。接下來將高壓顯示驅動芯片與外部引線連結起來,這里的連接由各向異性導電膜(ACF)完成。最后再將觸摸傳感器壓制于已含有光學涂層和紫外阻擋層的顯示組件之上。
4QUEproReader閱讀器
電子閱讀器的出現能追溯到SonyLIBRIé,其于2004年,這是第一臺帶有電泳顯示屏的電子閱讀器,它被認為是奠基者而贏得了2005年SID顯示器產品的年度獎項。自此以后,很多種不同尺寸、重量、用戶界面和專用型電子閱讀器陸續推出,其中多數主要用于圖書閱讀,通常附加有諸如存儲、購買、下載等功能,用以輔助閱讀。
圖3所示為由Plastic Logic公司生產的QUEproReader的照片。QUE是專門為商務人士設計的閱讀器,支持PDF、GIF、JPEG、PNG、BMP、ePub、txt文件格式和可打印格式,如Microsoft Office(2003/2007)、E-mail、日歷、HTML(如地圖)和RTF,進而具有能夠使客戶生成文件的文件柜的價值。它還配備有功能強大的工具,這些工具能夠對內容實施交互與管理。此外,QUE店鋪允許用戶購買和下載商業的、專業的報紙、雜志和電子書,有權使用Barnes & Noble上超過100萬本電子書,書和報紙內容能通過無線或蜂窩網絡(3G版本)下載。
QUE被設計成區別于其它閱讀器而瞄準商務市場,由于它不易打碎而成為獨一無二的,超薄且質輕的塑料顯示器。它的尺寸為8.5×11in,厚約1/3in,質量約為1磅。對于摔落或將物體墜落到顯示器上的可靠性測試已經驗證,它比玻璃基板產品具有更好的彈性。QUE也具有業界最大的電容式觸摸屏。
5技術前景
未來的產品將要求更加尖端的顯示器,這些尖端顯示器充分發揮電子紙快速進化的特性,而這些未來產品正在由Plastic Logic和其它公司進行著研發。大多數公司都在攻克擴展該產品的彩色化性能,2011年全彩色電子閱讀器將有望出臺。目前Plastic Logic公司正致力于全彩色電子閱讀器的柔性顯示平臺的建設工作。
彩色顯示器比單色顯示器有更高的ppi,這就要求其具有更優良的性能和更高的分辨率。反過來對有源選址器件就要求其具有更高導電率的柵線,更高性能的TFT,以及更精細的圖形加工水平。Plastic Logic公司正在英國劍橋的研發線上進行著針對下一代顯示器的工藝開發,主要研究工作在于改善背板性能和滿足這些更高性能的要求。下一代TFT器件正采用一種新型有機半導體材料,其遷移率可達到接近非晶硅的水平。采用改進的工藝,可在每英寸上制造出更多像素,同時滿足彩色化和TFT性能要求的顯示屏。一旦在研發線上得到充分驗證,這些材料和工藝將被轉移到制造廠,在那里它們將通過擴產、檢驗,最終納入顯示器制造過程。
柔性顯示當前還是處于一種相對初期階段的技術,從開發有機TFT的可能性到運用于更常規電子產品的制造,尚存在著巨大的潛在發展空間。塑料襯底能用于制作日益增多的系統級電子元件,無論是通過直接連接分立元件,還是通過印刷電子電路去替代硅基高壓顯示驅動芯片。后者已于2004年被Polymer Vision(之后的荷蘭飛利浦研究所)從概念上予以證實,他們把柵驅動顯示電路部分集成到柔性顯示器的周邊。這預示著,有機TFT最終將有望具有足夠的能力去穩定地驅動電流驅動型的顯示器件,例如商品中的OLED和PLED,不久,采用全印刷工藝制造出帶有周邊集成高壓驅動器的柔性發光型顯示器將成為可能。為了實現這種可能性,需要克服巨大的挑戰。然而,由該領域已留下的發展印記來看,不難設想在近十年內即可實現。
這就更不用說在非顯示應用領域也可能使用的印刷電子技術。RFID是期望應用的方向之一,此處僅需少量的驅動柵線,使用硅電路就顯得很不經濟。柔性塑料傳感器是另一個可能的應用方向,其結構類似于有源矩陣顯示器。其它更多的應用可能是一些“一次性”用完即可丟棄的電子產品或可動態配置的電子元件。
6結論
十年前塑料電子技術還是一塊初開墾的處女地,只集中在一批大學和公司研究所里進行著材料研究。而今,這種技術已呈現出有可能制備出尖端顯示產品的趨勢。要不了幾年,我們能切實期望在該領域的商品化方面,會有進一步的重大進展。
作者簡介:Seamus Burns,Plastic Logic公司顯示工程部主任,E-mail:。
(南開大學光電子所楊明
電子制造技術范文2
關鍵詞:技術創新能力;因子分析法;產業創新系統
1.前言
近年來,陜西省的電子及通信設備制造業發展迅速,先后引進華為、三星、中興等國內外著名的電子及通信設備制造商,這為陜西省提升電子及通信設備制造業的技術創新能力注入了新的力量。陜西省整體科研水平處于全國領先水平,同時依托于西安交通大學、西北大學、西安電子科技大學等國內著名高校,為陜西省電子及通信設備制造業培養了大批科研人才,也使得從事該產業的技術人員非常富足。陜西省也在不斷探索轉型之路,著力發展包括電子及通信設備制造業在內的高新技術產業,政策導向性十分明顯。陜西省每年的專利申請數量也在突飛猛進的增長。在這諸多利好的條件下,陜西省電子及通信設備制造業的技術創新綜合能力卻稍顯不足,這到底是什么原因導致的呢?本文正是立足于該產業技術創新能力的影響因素,通過建立指標評價體系,運用因子分析法提取出影響因子,利用回歸分析法算出陜西省電子及通信設備制造業在全國范圍內的排名,再逐項指標對比四川省的情況,分析出陜西省的不足之處,最后提出對策建議,對陜西省提升電子及通信設備制造業的技術創新能力獻計獻策。
2.分析方法
因子分析法的問世最早是對與智力測驗相關的統計分析研究。至今,因子分析法已經成功的應用于經濟學、氣象學、醫學、地質學、心理學等領域實踐研究中,這也使得因子分析法的理論得到了進一步的豐富和發展。
因子分析法得以在諸多學科中得到廣泛的應用,其關鍵點在于它是對被研究對象的指標信息的綜合分析,并在此基礎之上提取出能夠充分反映出原有指標信息的因子,再用所提取出來的因子進行數據建模和研究分析。但是,因子的提取也是有其特定的前提條件的,他要求原有的指標信息要盡可能的全面,這才能使分析結果更加準確和實用。因子分析方法以研究對象極少的信息丟失為前提,對原有指標進行重組后提取少數因子,將提取出來的因子作為數學建模的基礎,繼而生成分析結果的統計分析方法。
因子分析法的步驟可以概括為一下幾點:第一步,檢驗(對原有指標進行信度和效度檢驗,判斷該問題是否可以采用因子分析法來分析)。第二步,提取(利用SPSS軟件對原有指標進行重組,并提取出少數幾個能夠代表原始指標絕大部分信息的因子)。第三步,解釋(根據因子提取結果,對因子進行命名,來解釋這個因子所代表的原始指標信息)。第四步,計算(運用提取出來的因子構建數學模型,并且計算出因子得分)。第五步,評價(根據提取出的因子得分計算出綜合得分)。第六步,比較分析,得出最終評價結果。
3.結論
根據以上分析得出如下研究結論:
一是陜西省電子及通信設備制造業技術創新能力不強。陜西省該產業的技術創新綜合能力得分為負值,排在全國第十一位。其中投入能力和產出能力得分為負值,只有支持環境得分能排進全國前十位。
二是與該產業的傳統強?。ㄊ校┫啾龋罹嘁廊惠^大。除去東部沿海發達省份,陜西省在西部地區該產業的技術創新綜合能力得分只比同處這一地區四川省低,排在西部地區的第二位。
三是將陜西省該產業的技術創新綜合能力得分,在全國范圍內各省份間進行對比分析,可以看出陜西省該產業的技術創新綜合能力整體水平剛剛達到平均水平線,深入挖掘不難發現:拉低該產業整體技術創新綜合能力使其剛剛達到平均水平線的主要因素是R&D活動產出能力因子。
綜上所述,陜西省該產業整體技術創新綜合能力水平與先進省份差距較大,但是陜西省該產業在西部地區的按因子分別進行的排名中占據絕對優勢。陜西省該產業的技術創新能力整體水平的提升空間還有很大。
4.提升對策
近年來,陜西省不斷的進行招商引資,使得諸如三星、華為、中興等一大批電子及通信企業入駐陜西省投資建廠,這對陜西省該產業的發展、優化、升級無疑不是利好消息。在這大好形勢下積極促進整個產業的技術創新綜合實力的提升具有前瞻性和戰略性。這正是陜西省比較欠缺的地方。要把提高電子及通信設備制造業的整體產業技術創新能力上升到省級政府的重大戰略性腳步加以嚴肅對待。
第一,鼓勵R&D活動主體增加投入。產業中的技術創新主體是企業,其R&D能力決定了企業能否在優勝劣汰的競爭法則中生存下去。從產業層面上講,只有不斷的研發出新的產品、技術、管理體系才能使整個產業保持活力。
第二,重視產出成果的保護。創新產出保護的強度深度影響著產業內主體的R&D活動的積極性,只有技術成果得以密切保護,企業能單獨享受到技術成果為其帶來的好處,企業才有開展技術創新活動的動力。它是產業整體技術創新能力提升的重要保障和主要推動力。對于技術創新成果的保障措施主要有申請專利和商業秘密兩種,在電子及通信設備制造業應用廣泛的還是專利保護這一部分。
第三,構建新型產業技術創新系統。產業創新系統是近年來比較流行的說法,其實質就是為產業整體的創新營造和諧的創新環境,國際上目前比較流行的是一種官、產、學、研、用(用戶)相結合的產業技術創新系統。該系統能夠充分調動每一個社會成員參與到技術創新活動中。(作者單位:西安財經學院)
參考文獻:
[1] 魏曼.企業技術創新能力評價研究[J].經濟研究導刊,2013,(4).
[2] 王秀義.山西省技術創新能力評價研究[D].碩士論文.太原理工大學,2012.
[3] 董治宏.裝備制造業技術創新能力及效率評價研究[D].碩士論文.河北科技大學,2011.
電子制造技術范文3
關鍵詞:機械制造;自動化技術;特點與發展趨勢
中圖分類號:G718文獻標識碼:B文章編號:1672-1578(2017)06-0224-01
我們都知道,機械制造是一門致力于機械設計、加工、生產、維修等工程的項目,而他的主要作用就是為了提高產品的質量與工作的效益。所以機械制造自動化技術是發展我國經濟最重要的條件,更是推動工業發展的動力。所謂機械制造技術,就是通過機械加工的形式,讓成本能夠最少到最低,且還不會影響產品的質量與效率。隨著科技技術的發展,機械制造技術也有了很大的提升,并且在某些領域中已經完成超越了西方國家。改革之后,不斷的引進先進技術,加強機械制造的自動化技術,發展重工業,才能促進我國的社會經濟發展。反正,最終的目標都是為了提高生產的效率與產品的質量。由此可見,機械制造自動化對我國經濟發展有著多么重要的地位。
1.機械制造自動化技術的特點
1.1生產能力高、質量好。由于機械制造自動化具有精度高、系統性能強的特點,使得給產品減少了很多不必要的麻煩。在機械制造中應用自動化技術進行控制設計與設備,不僅能夠避免人工操作誤差,還能夠提高產品的合格率。所以在進行加工的時候,相關的工作人員只需啟動自動化系統,機器就會按照設置的程序開始加工,最大程度的使加工的效率與效益提高了,同時還保證了產品的質量。
1.2操作安全,系統穩定。我們都知道,機械制造自動化技術包含在很多的技術,如計算機技術、自動化技術等等。在進行機械產品設計與銷售的時候,通常也會運用現代化的技術。因此,機械自動化技術將傳統技術與高科技技術合二為一,真正的實現了自動化技術貫穿整個機械加工的目標,加強了機械設備的使用安全與壽命,進而最大化的節約了成本。目前,多數的機械加工都是利用的電子,與傳統的機械設備相比較,不但沒有磨損問題,還提高了使用壽命,讓機械更加穩定、可靠。
1.3全新的勞動形式。對于機械制造自動化技術最明顯的特點就是自動化的表現,伴隨著機械的自動化,傳統的模式已經完全無法滿足現代經濟發展的需求了,只有利用高科技技術,才能最好的減少人力、物力、財力。因此機械制造自動化不僅改變了傳統的勞動,同時還推動了工業的發展。所以機械自動化技術是我國可持續發展的方針,合理的應用自動化技術,不管是在人力上還是能源上都帶來了很大的好處,對利用率更是有很大的益處。
2.機械制造自動化技術中存在的問題
目前機械制造自動化技術中最為明顯的問題就是:工藝水平不高,不夠重視自動化技術等,進而給產品效率造成了影響。同時,和發達的國家相比較,我國的納米技術還停留在初期,由此機械工藝就非常的不好。所以,在機械制造的時候,首先應該重視這些問題,從而找出解決的措施,使其讓機械自動化技術得到提高。隨著機械制造技術的不斷進步,很多的制造行業的管理還存在著很多的問題,阻礙了自動化技術的進程,最終導致了制造的管理工作無法落實到實處,進而影響了自動化技術的應用。
3.機械制造自動化技術的發展趨勢
與網絡相融合。根據目前網絡的影響,想要實現機械自動化技術的可持續發展,就一定要加強自身的能力,讓機械制造自動化技術與網絡真正的相融合,從而為機械設備營造良好的環境,并對機械制造進行科學的管理,對發現問題進行及時的解決。同時,網絡信息系統的加入,讓人工誤差的問題也得到了解決,最終讓生產效率達到了最佳狀態。
以智能為依托。智能技術必然會是未來發展的趨勢,如果要讓機械制造站穩自己的腳跟,需要結合實際發展情況來確定產品生產的任務。所以將智能化技術融入到機械產品生產中,最好的打造出人工智能模擬環境,提高生產效率,改善傳統腦力勞力的不足。反正不管如何,智能化的應用決定了機械制造的效率,只有將智能化技術落實到實處,才能真正的發揮出機械制造自動化技術的作用。
4.結束語
總而言之,機械制造自動化技術就是我國經濟發展的主要產業,也是反映我國科技水平的重要條件。所以機械制造自動化技術有著重要的作用,只有嚴格掌握自動化技術的特點,才能正確的清楚我國發展的趨勢,進而促進我國工業行業的健康發展。
參考文獻:
[1]杜鐵成. 機械制造自動化技術特點及其發展趨勢[J]. 城市建設理論研究:電子版, 2015(20).
電子制造技術范文4
【關鍵詞】機械制造;自動化技術;特點;發展
一、概念
自動化是機器系統或裝置系統在無人操控的情況下,按自身預定程序數據或者自身存儲的指令自動完成操作自身系統或控制自身系統的過程。那么機械制造自動化就是指系統采取機械的方式實現自動化控制自身或者自身運作的過程。機械制造自動化這一概念自從21世紀20年代出現以來,經歷了剛性機械制造自動化、柔性機械制造自動化以及綜合機械制造自動化,發展到當今時代主要以綜合機械制造自動化為主。
二、機械制造自動化的特點
(一)控制方案便于進行優化和傳播
在傳統控制領域中,控制方法和控制方案的確定通常需要結合實際的工作情況,并將環境因素的影響、人為因素的影響都考慮到具體的控制方案中。對于數控技術領域而言,由于控制過程全程采用數字控制的方式來實現,因此這種控制方式可以方便地進行移植和傳播,這會有利于整個控制行業的發展。同時,由于控制方案最后要抽象成數字代碼額形式,而數字代碼可以應用計算機技術方便進行查看、修改和優化,這就使得方案能夠進行進一步的研究和優化,有利于整個控制行業的發展。
(二)更安全可靠
傳統的機械產品出現問題的時候,很可能需要停機維修,而且優勢機械會因為故障自動停機,這樣很容易造成安全事故,安全性不高[1],而機械自動化產品的安全性大大提高了,當機械產品出現問題的時候,機械本身會自動的分析和處理問題,并且還能夠采取行之有效的措施避免生產安全事故的發生,從而降低生產安全事故的發生率,自動分析和自動處理故障的功能還有利于提高生產效率。
(三)可以實現對誤差的計算
在理想的控制方式中,可以實現對被控對象的完美控制。然而,在實際的操作過程中,由于種種因素的存在(包括人為因素、設備的精度等),導致被控對象的動作方案與預定控制方案存在一定的偏差。這種偏差的存在這工程實際中是允許的。然而,在工程中雖然允許控制誤差的存在,但通常需要給出控制的誤差范圍。這一方面有利于控制方案的改進,另一方面也有利于對誤差的控制。當采用傳統控制方案來對被控對象進行控制時,由于控制的過程中有很多的不確定控制因素,導致了不能用科學的方法給出控制方案的誤差。通常,在傳統控制方案中誤差的給出采用結果測試法與經驗法相結合的方式。然而,在數控技術領域中,由于控制的每一步都是由計算機來實現,并都處于計算機的監控中,因此控制方案設計人員可以給出控制方案每一步的誤差范圍。
(四)更節能
機械設計制造的自動化發展使生產出來的機械產品體積更小,能夠節省一定的資源,而且機械產品所采用的驅動機構具有低耗能的優點,這樣從整體上看有利于降低生產耗能,實現環保的目的,因此,機械自動化更為環保。
三、機械制造自動化技術的發展趨勢
當前機械設計制造的自動化,已經得到廣泛應用,有效地提高了機械生產效率、優化了生產過程,革新了生產方式。但是科技的發展和研究還在不斷進行中,自動化技術水平也會不斷地改進和更新,在機械設計制造中自動化技術、設備的應用,會朝著多元化等方向發展。
(一)機電一體化趨勢
根據目前機械設計制造自動化和相關技術的現狀,筆者認為未來機械制造設計自動化將會朝著機電一體化方向發展,將來,機械設計制造自動化生產模式將會是半機械半自動,利用數控設備體系,有效的將機械生產與電子科技相融合,從而實現機電一體化,使機械制造的功能更為強大,結構體系更為完善,從而提高整個機械制造業的生產效率,并且同時不斷提高產品的生產質量,不斷滿足社會發展的需求,并帶動機電行業的發展。
(二)虛擬化
傳統的機械設計制造需要先進行圖紙設計,然后根據圖紙設計進行成品試驗,最終進行成品的制造。當前隨著電子技術、網絡技術、信息技術等的不斷發展,虛擬操作技術得到廣泛應用,人們已經可以借助網絡技術實現虛擬化操作。所以,在機械設計制造的自動化發展中,虛擬化發展會成為它的一個方向。
(三)網絡化
現階段,雖然機械設計制造自動化在一定程度上是利用了現代網絡技術,但是在實際的生產控制中,卻沒有真正的實現網絡化[4],例如,利用機械設計制造和自動化來設計產品以及生產產品的時候,如果其中出現了問題,就會影響生產運作,而且由于實現了自動化生產,通常情況下專業的技術人員不會在生產現場,設計人員更不會在生產現場,而管理人員又缺乏處理相關問題的能力,所以,管理人員只有將機械設備停機,這樣會嚴重影響生產效率,造成這種情況的重要原因就是沒有實現網絡化的控制生產過程,因此,為了避免這種情況的發生提高生產力,在未來,機械設計制造及其自動化一定會實現網絡化,進一步結合各種技術實現生產控制的網絡化,這樣,當機械設計制造及其自動化在設計生產中出現問題時,及時相關的專業人員不在,也可以通過網絡來及時處理問題,從而恢復生產,保證生產效率。
(四)綠色化
從當前的環境污染現狀進行分析,大部分的污染源來自工業生產。機械設計制造是工業產生的組成部分,當然在生產的過程中,也會產生污染。雖然當前在機械設計制造中實施了自動化發展,自動化技術、設備得到有效利用,污染得到了有效降低。但是,隨著自動化設備和技術的應用,機械設計制造生產的工作量增加,污染依然沒有得到完全控制。所以,綠色化發展是機械設計制造自動化未來的一個發展方向。
(五)高精密度
現在追求高技術已經成為了機械制造業的首要發展方向,當然,其也繼承了傳統的生產方式。在吸收傳統生產方式中的優點的同時,也不斷的引進新的技術。并且在不斷的努力將高科技技術應用到生產中。自 20 世紀納米技術出現以來,就標志著機械制造技術有進入到了一個新的階段,其對機械制造技術也有著深遠的影響,比如納米精度加工等等。我國也正朝著更精細的方面發展。
結語
結合本文通過分析得出,在經濟持續增長發展的今天,我國的機械制造自動化行業面臨著嚴峻的挑戰,但同樣這也是一次前所未有的發展機會。我國的機械自動尚處于初步階段,雖然與世界上的發達國家相比,仍然有著不小的差距,但還是取得了不小的進步,只要相關科研技術人員繼續不斷努力,相信這個差距會越來越小。同樣要想提高我國的機械自動化水平,進以推動社會的進步,我們就需要對自動化技術在機械制造中的應用進行高度重視,只有將機械自動化技術和機械制造的相關技術進行融合,才能真正推動我國機械制造行業的穩定持續發展。
參考文獻
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[2]趙剛. 探析機械制造自動化技術特點與發展趨勢[J]. 裝備制造技術,2014,02:202-204.
電子制造技術范文5
[關鍵詞] 數據包絡分析效率分析回歸分析
一、數據包絡分析(DEA)模型
數據包絡分析(DEA)是非參數度量方法中的典型代表,通過構建效率前沿面來衡量生產決策單位的相對有效性。假定要研究的問題是:設共有I家企業(或更一般的稱為決策單元、樣本),每家企業有N種投入x=(x1,x2,……,xN)’和M種產出y=(y1,y2,……,ym)’,要度量這I家企業各自的技術效率。隨著DEA的不斷發展,它有多種不同模型,下面僅討論最為常用的模型:BCC模型,即規模報酬可變下的模型:該模型的完整形式如下:
(1)
在BCC模型中考慮了規模效率,它實質是將技術效率TECRS分解為兩部分:一部分是規模效率(SE),另一部分是剔除規模效率以后的純技術效率(TEVRS),并有如下關系:TECRS=TEVRS?SE,當且僅當純技術效率值TEVRS和規模效率SE都有效時,TECRS才有效。
二、效率測算
當采用規模報酬可變(VRS)假設時,各地區效率的描述統計如下:
從計算結果可以看出,在VRS假設下,總技術效率的平均值為0.387,純技術效率平均值為0.555,而規模效率平均值為0.729,整體而言,純技術效率對總技術效率的影響更大??偧夹g效率為38.7%,平均來講還有61.3%的改進余地,說明提高該行業效率的任務非常繁重,可從增加Y值、提高資產利用率,從而減少K、裁減多余人員從而減少L等方面入手。天津、內蒙古的總技術效率為1,北京,山東,廣西等地區的效率相對較高,接近1。天津是我國北方最大的沿海對外開放城市,是渤海地區的經濟中心。內蒙古的高新技術產業發展較快,于“十五”以來增速在30%以上,電子及通信設備制造業在內蒙古高技術產業總產量中比重超過50%,對內蒙古高技術產業發展速度有較大的影響。山西,黑龍江,甘肅等地區較為落后。
廣東,山東,海南的純技術效率達到了100%,規模報酬可變。上海的規模效率為100%,北京和廣西的規模效率也位居前列。在純技術效率方面:山西,陜西,甘肅為后三名,而廣東,云南,新疆為規模效率后三名。
三、回歸分析
以上分析僅限于對產業的內部因素的分析,而一個產業的發展受到相關產業發展程度、政府的政策、各項基礎設施和本地的科技競爭力等外部環境的制約。因此在對產業發展的內部因素進行分析的同時對其外部影響因素進行分析就顯得格外重要。為此首先假定我國各省市電子及通信設備制造業各年生產效率受到以下因素的影響:各相關產業的發展狀況;地區開放程度;環境污染情況;科技競爭能力和基礎設施的完善程度等因素的影響。其中各指標的具體數據引用肖紅葉主編的2005中國區域競爭力發展報告》中對我國各省的綜合評分。運用EVIWS可得到如下的回歸方程:
效率=0.227106+0.004388科技競爭力+0.011326對外開放+0.002058產業競爭力-0.008747基礎設施-0.001158環境因素
(8.899906)* (5.064984)* (21.89102)* (2.288)*(-15.27405)* (-4.928551)*
(0.000)(0.000)(0.000)(0.03)(0.000)(0.000)
adj-R2=0.9998,DW=1.95,F=598,sig=0.000
括號中的數據為t值,其中*表示在0.05水平下通過檢驗。
回歸方程中的F值、R2值和回歸系數顯著性檢驗t值顯示了回歸方程的顯著性和擬合優度檢驗均明顯。說明,我國電子及通信設備制造業的生產效率主要受到開放程度,科技競爭,產業競爭,基礎設施和環境因素的影響,其中,開放程度對效率的影響最大。因此,加大對外開放程度可以提高我國電子及通信設備制造業的效率。
四、結論
本文使用數據包絡分析(DEA)建立我國電子及通信設備制造業規模報酬不變和規模報酬可變模型,得到:天津,內蒙古的效率達到100%,北京,山東,廣西等地區的效率相對較高,而甘肅,河南,江西等地區效率較低,廣東,山東,海南的純技術效率達到了100%,規模報酬可變。上海的規模效率為100%,北京和廣西的規模效率也位居前列。在純技術效率方面:山西,陜西,甘肅為后三名,而廣東,云南,新疆為規模效率后三名。在此基礎上,對影響生產效率的外部因素進行回歸分析,發現效率受地區開放程度,科技競爭力,產業競爭,基礎設施和環境因素影響,其中對外開放程度對生產效率的影響最大。
參考文獻:
電子制造技術范文6
Abstract: This paper introduced the stator coil manufacturing technology of GE390H gas turbine generator. HEC has improved the equipments, tools and the manufacture technology, so we can succeed in manufacturing the GE390H gas turbine generator. This achievement has raised the insulating of HEC technique level further, it can make foundation with the aftertime machine, and it also can increase the market competition ability of HEC product.
關鍵詞:燃氣輪發電機;定子線圈;制造工藝
Key words: gas turbin generator;stator coil;manufacturing technology
中圖分類號:TM31 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2011)03-0302-02
0引言
隨著人們對生態環境保護意識的加強,以及燃機聯合循環技術的快速發展,以設計簡單、運行及維護方便為特點的燃氣輪發電機成為了國內電力開發的重點。哈爾濱電機廠有限責任公司與美國GE公司簽訂了390H燃氣輪發電機聯合制造合同。定子線棒作為電機制造的核心技術,是非轉讓項目。線棒只能從GE公司購買,極大地增加了電機制造成本,產品核心競爭力下降。為提高公司核心競爭力,公司確定燃機線棒國產化課題,在課題確定后,哈電進行了細致的前期準備工作,并從設備、工裝工具和工藝方面進行了大量的創新與改進,保證了燃機線棒的順利完成,產品性能達到設計要求。
1GE390H燃機定子線棒的結構特點
GE390H燃機定子線棒,電壓等級高、絕緣?。▎蚊娼^緣厚度3.65mm,額定電壓19kV),國外都是采用少膠云母帶VPI進行生產,對于我公司現有的多膠模壓制造水平將是一個嚴峻的考驗。
而且由于線棒截面尺寸高寬比大(上層達4.5:1),長度長(總長:6964.17mm,鐵芯長:5308.6mm),在冷卻、轉運、吊裝過程中容易造成變形或機械損傷。手工制造模具精度低且模壓操作屬于手工操作,模壓質量存在分散性。其電性能要求極高,試驗電壓57kV/min,起暈電壓>40kV。
2線棒直化工藝技術研究
2.1 填充材料的確定為防止壓制后導線側面有縫隙,影響線圈模壓后質量,必須保證填充飽滿,還要有足夠的強度,避免后序出現開裂,影響產品質量。在前期的試驗線圈中我們進行了墊制各種墊條的試驗,并最終確定了外側一層0.9mmHDJ-9,里側2層1.0厚HDJ-8的墊制方法,壓制后完全滿足要求。
2.2 固化工藝的確定根據以往類似產品的壓制工藝,確定外加熱、初壓4-6MPa、全壓8-12MPa、每模立式壓制2支的工藝。
3導線予彎、成型工藝研究
由于其線規較?。?.35×6.45),且線匝多,在成型過程中極易出現串線問題,經過多次試驗后確定在端部排間間隔插入紅鋼紙有效解決了串線問題,在彎制引線轉角時采用了月牙塊形上壓結構,在彎制的過程中不斷擰緊上壓,避免了由于引線位置由不去絲向去絲過渡高度方向變化而引起瓢線現象。
4鏟頭、封焊工藝的確定
參照空冷135MW定子線圈鏟頭工具結構及焊接工藝,確定了燃機定子線圈的鏟頭工具結構,其鏟頭工具具有長度及節距定位功能,可有效保證其空間形狀。封焊采用三片0.4mm厚的銀焊片,焊后進行打磨,封焊處光滑平整。
5導線固化工藝的研究
由于該產品絕緣薄,為保證有效絕緣厚度,導線尺寸要更加嚴格,為保證導線尺寸及壓制后平整,在提制工具時要求采用鐵襯板。并經過試驗,確定了最佳的加熱電流為1.5-1.6kA,壓制后的導線尺寸完全符合要求。且采用鐵襯板不僅有利于保證導線尺寸和外觀,還較同類產品加熱電流低1kA以上,可節約大量能源。
6線棒絕緣模壓工藝的確定
6.1 導線處理導線處理的好壞直接影響線圈的電性能,為保證處理質量,直線部位使用機械倒角,根據窄面墊條填充情況,選用R3倒角刀倒角,端部采用刀具配合專用倒角工具進行,并制作R樣板對角度進行檢查,保證了倒角符合要求,刷漆前用砂紙砂光并用裸手檢查,保證導線無毛刺和突出點,保證了導線清理的質量。
6.2 絕緣包扎采用數控包帶機包扎,并根據線棒不同位置確定不同的包扎方法,如直線轉角剪內R工藝,引線轉角去絲位置大面墊云母帶的包扎方法,保證不同位置的絕緣層數和厚度均勻性,并確定了既不拔絲、又無褶皺的最佳包扎張力,保證了絕緣包扎的質量。并對包扎層數進行了試驗,最終確定了最佳的包扎層數。
6.3 防暈處理由于該線圈電壓等級高,必須保證足夠的下線間隙,以避免線圈間放電。因此,該線圈防暈段為不增厚設計,即防暈尺寸占主絕緣量。而該產品主絕緣厚度只有3.65mm,如果使用以往常用防暈材料及結構,所占主絕緣厚度將過多,將影響線圈的電性能。最后使用了減薄設計的主絕緣防暈結構,即保證了主絕緣的厚度,且起暈電壓穩定在40kV以上,達到了產品設計要求。
6.4 線棒主絕緣固化工藝模壓質量直接決定線圈質量的好壞,而該線圈絕緣薄,剛性差,對模壓設備、工裝、工藝要求就更加嚴格,必須進行創新與改進才能滿足產品性能要求。
6.4.1 設備改進。為保證線棒外形尺寸和加壓順序,減小操作分散性,在新提的模壓設備中,技術要求更加詳細,功能更加強大,如圖3。
①能夠完成手動/半自動/全自動三種控制方式。②手動方式:能夠完成6路液壓油缸的獨立進/退控制,4級壓力,泵站電機的啟動/停止,工件加熱啟動/停止,溫度補償(四路)啟動/停止等各種動作控制。加熱電流無級穩定數字調節。③半自動方式:能完成對加熱工件溫度補償控制和壓力補償控制。④全自動方式:通過編程可按制造工藝及設備狀況完成整個工件加熱成型過程。⑤報警信息:通過觸摸屏顯示,同時聲光報警。⑥報警同時停機:接地、超溫、加熱過電流、電機保護、電源故障等。⑦報警指示:補償加熱故障、壓差故障。⑧可通過外部設置對檢測溫度進行補償。⑨自動控制的要求:能夠顯示和打印溫度、壓力曲線,對工況、操作情況、報警信息等進行控制、顯示,并按工藝要求自動實現模壓線圈加工全過程的監控。
以上功能的實施,不但提高了設備的智能功能和對操作過程的監測,而且實現了直線油缸從中間向兩邊逐一加壓,可有效保證線圈直線尺寸。而4級壓力控制可實現側壓和上壓壓力不同,從而可解決單位面積壓強不同的問題。
6.4.2 工裝改進。工裝工具是保證線圈幾何尺寸和空間形狀的關鍵所在,為提高線圈的制造質量,工具結構等方面進行了改進,其中對重要的熱壓模進行了以下改進:①提高端部動側板厚度,可有效減小變形,有利于保證端部尺寸。②增加直線定側板導磁槽,提高動側板溫度,使線圈截面溫度更加均勻。③襯板采用鐵質材料,不但節省用電,還保證了導線壓制的均勻性。④端部上壓鐵采用兩體結構,即止口和上壓鐵分為兩塊,可有效保證端部高度尺寸符合要求。⑤端部鉸鏈位置改為防暈段之外,同時增加蘸火軸套,而插銷不蘸火,同時采用平口接縫,以上措施既避免防暈段損傷,又有效地將鉸鏈接縫減小。⑥制作R規,對導線倒角進行檢查,提高倒角一致性。
6.4.3 工藝技術的研究。由于該線圈較長、剛性差、為防止上卸模時扭傷線圈、改進了吊裝工具、實現了使用吊車上卸模的工藝,并對端部活動壓板進行定位、為防止鉸鏈位置過于靠后上卸模時磕傷線圈、制作了防磕傷樣板等改進。根據壓制過程中的溫差確定了最佳的升溫速度,并根據每批次主絕緣材料的性能參數進行批次首件壓制,確定最佳的加壓溫度,保證了模壓線圈的質量。
同時購進擠膠機,定期抽查每批云母帶膠化時間。
通過以上措施的改進與實施壓制的線圈外形尺寸和電氣性能完全達到和經濟要求,與GE公司線圈對比如表1: