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先進制造技術論文范文1
關鍵詞機械制造特點發展現狀趨勢
機械制造技術是研究產品設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科,是以提高質量、效益、競爭力為目標,包含物質流、信息流和能量流的完整的系統工程。隨著社會的發展,人們對產品的要求也發生了很大變化,要求品種要多樣、更新要快捷、質量要高檔、使用要方便、價格要合理、外形要美觀、自動化程度要高、售后服務要好、要滿足人們越來越高的要求,就必須采用先進的機械制造技術。
1先進制造技術的特點
1.1是面向21世紀的技術
先進制造技術是制造技術的最新發展階段,是由傳統的制造技術發展起來的,既保持了過去制造技術中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術成果,并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。先進制造技術與現代高新技術相結合而產生了一個完整的技術群,它是具有明確范疇的新的技術領域,是面向21世紀的技術。
1.2是面向工業應用的技術
先進制造技術并不限于制造過程本身,它涉及到產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容,并將它們結合成一個有機的整體。先進制造技術的應用特別注意產生最好的實際效果,其目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長。目的是要提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。
1.3是駕馭生產過程的系統工程
先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合,使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。
1.4是面向全球競爭的技術
20世紀80年代以來,市場的全球化有了進一步的發展,發達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場,傾銷產品,輸出資本。隨著全球市場的形成,使得市場競爭變得越來越激烈,先進制造技術正是為適應這種激烈的市場競爭而出現的。因此,一個國家的先進制造技術,它的主體應該具有世界先進水平,應能支持該國制造業在全球市場的競爭力。
1.5是市場競爭三要素的統一
在20世紀70年代以前,產品的技術相對比較簡單,一個新產品上市,很快就會有相同功能的產品跟著上市。因此,市場競爭的核心是如何提高生產率。到了20世紀80年代以后,制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的矛盾。先進制造技術把這三個矛盾有機結合起來,使三者達到了統一。
2先進機械制造技術的發展現狀
近年來,我國的制造業不斷采用先進制造技術,但與工業發達國家相比,仍然存在一個階段性的整體上的差距。
(1)管理方面。工業發達國家廣泛采用計算機管理,重視組織和管理體制、生產模式的更新發展,推出了準時生產(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生產(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技術。我國只有少數大型企業局部采用了計算機輔助管理,多數小型企業仍處于經驗管理階段。
(2)設計方面。工業發達國家不斷更新設計數據和準則,采用新的設計方法,廣泛采用計算機輔助設計技術(CAD/CAM),大型企業開始無圖紙的設計和生產。我國采用CAD/CAM技術的比例較低。
(3)制造工藝方面。工業發達國家較廣泛的采用高精密加工、精細加工、微細加工、微型機械和微米/納米技術、激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術以及復合加工技術等新型加工方法。我國普及率不高,尚在開發、掌握之中。
(4)自動化技術方面。工業發達國家普遍采用數控機床、加工中心及柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(FMS)、計算機集成制造系統(CIMS),實現了柔性自動化、知識智能化、集成化。我國尚處在單機自動化、剛性自動化階段,柔性制造單元和系統僅在少數企業使用。
3我國先進機械制造技術的發展趨勢
(1)全球化。一方面由于國際和國內市場上的競爭越來越激烈,例如在機械制造業中,國內外已有不少企業,甚至是知名度很高的企業,在這種無情的競爭中紛紛落敗,有的倒閉,有的被兼并。不少暫時還在國內市場上占有份額的企業,不得不擴展新的市場;另一方面,網絡通訊技術的快速發展推動了企業向著既競爭又合作的方向發展,這種發展進一步激化了國際間市場的競爭。這兩個原因的相互作用,已成為全球化制造業發展的動力,全球化制造的第一個技術基礎是網絡化,網絡通訊技術使制造的全球化得以實現。
(2)網絡化。網絡通訊技術的迅速發展和普及,給企業的生產和經營活動帶來了革命性的變革。產品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產品銷售都可以異地或跨越國界進行。此外,網絡通訊技術的快速發展,加速技術信息的交流、加強產品開發的合作和經營管理的學習,推動了企業向著既競爭又合作的方向發展。
(3)虛擬化。制造過程中的虛擬技術是指面向產品生產過程的模擬和檢驗。檢驗產品的可加工性、加工方法和工藝的合理性,以優化產品的制造工藝、保證產品質量、生產周期和最低成本為目標,進行生產過程計劃、組織管理、車間調度、供應鏈及物流設計的建模和仿真。虛擬化的核心是計算機仿真,通過仿真軟件來模擬真實系統,以保證產品設計和產品工藝的合理性,保證產品制造的成功和生產周期,發現設計、生產中不可避免的缺陷和錯誤。
(4)自動化。自動化是一個動態概念,目前它的研究主要表現在制造系統中的集成技術和系統技術、人機一體化制造系統、制造單元技術、制造過程的計劃和調度、柔性制造技術和適應現化生產模式的制造環境等方面。制造自動化技術的發展趨勢是制造全球化、制造敏捷化、制造網絡化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。
(5)綠色化。綠色制造則通過綠色生產過程、綠色設計、綠色材料、綠色設備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產出綠色產品,產品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最大限度地減少制造對環境的負面影響,同時使原材料和能源的利用效率達到最高。
4結語
制造技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志,也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經濟發展的關鍵時期,制造技術是我們的薄弱環節。只有跟上發展先進制造技術的世界潮流,將其放在戰略優先地位,并以足夠的力度予以實施,才能盡快縮小與發達國家的差距,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。總之,在我國研究和發展先進制造技術勢在必行。
參考文獻
1馬曉春.我國現代機械制造技術的發展趨勢[J].森林工程,2002(3)
先進制造技術論文范文2
[論文摘要]制造技術是發展制造業的關鍵技術,是創造財富和為科學技術發展提供先進手段的基礎。分析我國先進機械制造技術的特點及發展現狀,并闡述我國先進機械制造技術的發展趨勢。
在人類社會的發展中,制造技術不斷發展。從人類使用天然工具到制造工具,從簡單的手工制造到簡易機床的出現,人們一直為搜尋更有效更迅捷的制造技術而努力。機械制造技術是研究產品設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科,是以提高質量、效益、競爭力為目標,包含物質流、信息流和能量流的完整的系統工程。隨著社會的發展,人們對產品的要求也發生了很大變化,要滿足人們越來越高的要求,就必須采用先進的機械制造技術。
一、先進制造技術的特點
(一)是面向21世紀的技術
先進制造技術是制造技術的最新發展階段,是由傳統的制造技術發展起來的,既保持了過去制造技術中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術成果,并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。先進制造技術與現代高新技術相結合而產生了一個完整的技術群,它是具有明確范疇的新的技術領域,是面向21世紀的技術。
(二)是面向工業應用的技術
先進制造技術并不限于制造過程本身,它涉及到產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容,并將它們結合成一個有機的整體。先進制造技術的應用特別注意產生最好的實際效果,其目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長。目的是要提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。
(三)是駕馭生產過程的系統工程
先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合,使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。
(四)是面向全球競爭的技術
20世紀80年代以來,市場的全球化有了進一步的發展,發達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場,傾銷產品,輸出資本。隨著全球市場的形成,使得市場競爭變得越來越激烈,先進制造技術正是為適應這種激烈的市場競爭而出現的。因此,一個國家的先進制造技術,它的主體應該具有世界先進水平,應能支持該國制造業在全球市場的競爭力。
(五)是市場競爭三要素的統一
在20世紀70年代以前,產品的技術相對比較簡單,一個新產品上市,很快就會有相同功能的產品跟著上市。因此,市場競爭的核心是如何提高生產率。到了20世紀80年代以后,制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的矛盾。先進制造技術把這三個矛盾有機結合起來,使三者達到了統一。
二、先進機械制造技術的發展現狀
近年來,我國的制造業不斷采用先進制造技術,但與工業發達國家相比,仍然存在一個階段性的整體上的差距。
(一)管理方面。工業發達國家廣泛采用計算機管理,重視組織和管理體制、生產模式的更新發展,推出了準時生產(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生產(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技術。我國只有少數大型企業局部采用了計算機輔助管理,多數小型企業仍處于經驗管理階段。
(二)設計方面。工業發達國家不斷更新設計數據和準則,采用新的設計方法,廣泛采用計算機輔助設計技術(CAD/CAM),大型企業開始無圖紙的設計和生產。我國采用CAD/CAM技術的比例較低。
(三)制造工藝方面。工業發達國家較廣泛的采用高精密加工、精細加工、微細加工、微型機械和微米/納米技術、激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術以及復合加工技術等新型加工方法。我國普及率不高,尚在開發、掌握之中。
(四)自動化技術方面。工業發達國家普遍采用數控機床、加工中心及柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(FMS)、計算機集成制造系統(CIMS),實現了柔性自動化、知識智能化、集成化。我國尚處在單機自動化、剛性自動化階段,柔性制造單元和系統僅在少數企業使用。
三、我國先進機械制造技術的發展趨勢
(一)全球化。一方面由于國際和國內市場上的競爭越來越激烈,例如在機械制造業中,國內外已有不少企業,甚至是知名度很高的企業,在這種無情的競爭中紛紛落敗,有的倒閉,有的被兼并。不少暫時還在國內市場上占有份額的企業,不得不擴展新的市場;另一方面,網絡通訊技術的快速發展推動了企業向著既競爭又合作的方向發展,這種發展進一步激化了國際間市場的競爭。這兩個原因的相互作用,已成為全球化制造業發展的動力,全球化制造的第一個技術基礎是網絡化,網絡通訊技術使制造的全球化得以實現。(二)網絡化。網絡通訊技術的迅速發展和普及,給企業的生產和經營活動帶來了革命性的變革。產品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產品銷售都可以異地或跨越國界進行。此外,網絡通訊技術的快速發展,加速技術信息的交流、加強產品開發的合作和經營管理的學習,推動了企業向著既競爭又合作的方向發展。
(三)虛擬化。制造過程中的虛擬技術是指面向產品生產過程的模擬和檢驗。檢驗產品的可加工性、加工方法和工藝的合理性,以優化產品的制造工藝、保證產品質量、生產周期和最低成本為目標,進行生產過程計劃、組織管理、車間調度、供應鏈及物流設計的建模和仿真。虛擬化的核心是計算機仿真,通過仿真軟件來模擬真實系統,以保證產品設計和產品工藝的合理性,保證產品制造的成功和生產周期,發現設計、生產中不可避免的缺陷和錯誤。
(四)自動化。自動化是一個動態概念,目前它的研究主要表現在制造系統中的集成技術和系統技術、人機一體化制造系統、制造單元技術、制造過程的計劃和調度、柔性制造技術和適應現化生產模式的制造環境等方面。制造自動化技術的發展趨勢是制造全球化、制造敏捷化、制造網絡化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。
(五)綠色化。綠色制造則通過綠色生產過程、綠色設計、綠色材料、綠色設備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產出綠色產品,產品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最大限度地減少制造對環境的負面影響,同時使原材料和能源的利用效率達到最高。
四、結語
制造技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志,也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經濟發展的關鍵時期,制造技術是我們的薄弱環節。只有跟上發展先進制造技術的世界潮流,將其放在戰略優先地位,并以足夠的力度予以實施,才能盡快縮小與發達國家的差距,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地??傊?在我國研究和發展先進制造技術勢在必行。
參考文獻:
[1]馬曉春,我國現代機械制造技術的發展趨勢[J].森林工程,2002(3).
先進制造技術論文范文3
【摘要】為了加快先進制造業的發展,筆者通過對傳統成本管理系統的目標、特征、功能、層次結構等方面進行梳理和改革,為選擇和實施先進制造模式的企業提供一個具有指導意義的成本管理系統設計框架。
一、先進制造模式實施的成本問題
先進制造模式是指在生產制造過程中,依據不同的制造環境,通過有效地組織各種制造要素形成的,可以在特定環境中達到良好制造效果的先進生產方法。該方法已經形成規范的概念結構體系。先進制造模式實施在質量管理成本、客戶管理成本、選擇和執行成本、設備維護成本等方面對現行成本管理系統提出了挑戰。
(一)客戶管理的成本
采用先進制造模式的企業最需要的是讓它的潛在客戶尤其是跨國公司相信,他們有著提供高質量產品和服務的能力。為了達成這些目標,企業必須采取必要的手段讓客戶知曉其策略和執行能力,特別是與顧客密切相關的質量、技術和雇員三個方面:質量管理的第一步是讓所有與企業有關的人員都能參與其中;在技術方面,一種“概念生產”的理念被貫徹和采納,通過與顧客的協作發現產品改進的可行性;雇員方面最關鍵的就是建立良好的勞資關系。
(二)先進的制造技術選擇和執行成本
顧客對產品多樣化的需求促使制造企業尋求革命性的制造技術小批量、多品種的產品生產方法取代了過去大規模產品的生產方法。制造企業發現了靈活性在滿足數個細分市場需求過程中的重要性,它能夠使制造企業在更短的時間內推出滿足市場需求產品的同時兼顧生產效率和質量。靈活性是傳統的制造方法向自動化和綜合制造轉變過程中的實質。與此同時,他們強調制造企業在推行自動化變革的時候應當依據企業長期的發展戰略來區分對不同程度靈活性的需求。Mohanty,R.P.(1993)認為,企業在選擇和實行先進制造技術時將面臨各種各樣的問題,要成功地實行先進制造技術就必須對這些問題有透徹的認識。他將這些問題總結歸納為:直接成本因素、試生產成本因素、人力因素、社會因素、戰略因素和技術因素。
先進制造技術的采用常常伴隨著巨額的投資和高風險。因此,需要制造企業在戰略層次上給予相當的關注,而通過合理的程序進行選擇和采用就顯得非常重要了。眾所周知,制造企業通過先進制造技術采用可以獲得巨大的競爭優勢,如采用靈活制造體系、半自動化電腦輔助設計以及使用機械化設備等。同時,他發現許多企業不愿意采用這些先進制造技術的原因有:1.這些企業通常無法獲取先進制造技術帶來的好處;2.在實現這些昂貴、復雜的先進制造技術的過程中有許多困難;3.企業缺乏內在的技能;4.企業在使用計算機化系統時存在許多困難;5.先進制造技術的實現存在有多種途徑;6.先進制造技術的采用通常要求技能不斷的再學習和升級;7.先進制造技術的采用需要基層組織提供不同的支持。
(三)質量管理的成本
在先進制造模式下,企業必須致力于在整個企業的每個環節中提高控制成本、質量、運輸的水平,以保持自身較強的競爭力。成本、質量和運輸這三個方面相互支撐,最終以最高質量、最低成本、最可靠穩定的運輸系統實現顧客滿意的目標。一個完整的質量體系應該以對顧客需求的理解為起點,而以顧客的態度和服務質量的總結為終點。整個體系的焦點是顧客的需求。對于制造業,就是要消滅浪費,預防質量問題而不是改正已經存在的錯誤。對于原材料的控制關鍵是保證供應,而不是過量采購。
(四)設備維護成本
關于設備診斷和維護管理,有較多的論文和報告。比較典型的是1992年2月由丹麥、挪威、瑞典和芬蘭等國發起的一項EUREKA維護基準制定計劃,這個計劃制定了在各類制造公司設備維護的模式,主要的維護模式包括:1.考察設備維護工作的新領域;2.相互比較采取的措施和效果;3.確立新的設備維護目標。但是,美國的一項調查表明,從1979年開始,美國的工業企業設備維護成本以每年10%-15%的速度增長,但是效果并不理想,僅在1990年因過度維護造成的浪費就已經和1979年的全部正常維護支出持平。隨后又有一些學者提出諸如開發計算機決策支持系統、神經網絡模型、模糊控制和貝葉斯判別理論來進行制造業維護成本的決策。
一些學者(P.Y.L.Tu等,2001)在對香港一家先進的電子制造公司的設備維護成本進行研究之后發現,1.維護成本主要來自兩個方面:(1)由于公司的許多制造設備是由復雜的計算機進行自動控制的,這些設備的保養和維修成本非常高昂,其中的一些保養和修理工作不得不交由設備供應商完成,直接導致了高額的維護成本。(2)設備的意外停機對公司造成的高額生產延誤損失。2.從管理的角度來看,該公司沒有明確的設備維護目標,許多故障和緊急維修是可以通過預定的檢修工作來進行預測和避免的。由于該公司缺乏設備維護方面的指導,有的設備維護過度,浪費了公司的資源,而有的設備由于維護投入不足,仍然經常造成意外故障。因此,必須制定一套可靠的維護成本控制綜合系統并加以實施,幫助先進制造公司記錄和跟蹤公司的設備維護支出和因故障而產生的產量意外減少,并在此基礎上制定更為實際、高效、動態的設備維護計劃預算,這種維護計劃能幫助公司有效避免設備過度維護和維護不足之缺陷。
二、先進制造模式下成本管理系統的目標、特征、功能及層次
(一)先進制造模式下成本管理系統的目標
1.先進制造模式下成本管理系統的總體目標:提升企業的競爭優勢。
2.先進制造模式下成本管理系統的具體目標:改善企業的成本結構。
(二)先進制造模式下成本管理系統的特征
先進制造模式下成本管理系統必須具有以下特征:1.信息與決策的相關性;2.成本結構的可視性;3.與戰略成本規劃、戰術成本策劃、作業成本控制、成本信息與核算的適應性;4.對先進方法的支持性;5.與財務賬戶的融合性。而現行的成本管理系統不能滿足以上的特性,這樣必然不利于先進制造模式的應用和發展,從而也阻礙了先進制造業的發展。
(三)先進制造模式下成本管理系統的功能
1.列示過去、現在和將來的支出;2.反映組織的成本結構和性態以支持成本管理系統的改進;3.支持切實可行的戰略計劃并明確管理目標;4.引導個人和團隊行為,努力實現組織目標;5.為完成組織近期目標和戰略規劃監控資源耗費;6.預警財務狀況惡化;7.反映資源消耗的適用性;8.明確個人和團隊對完成經營目標應負的責任;9.有助于分析客戶、生產過程、產品和地區對營利性的不同影響;10.為不同的決策者、管理者提供全景式的組織成本結構信息。
(四)先進制造模式下成本管理系統的層次結構
筆者把先進制造模式下成本管理系統分為戰略成本規劃、戰術成本策劃、作業成本控制、成本信息與核算四個層次。1.戰略成本規劃是指企業在選擇和確定競爭戰略的過程中,運用一定的技術和方法對企業成本戰略進行構筑、設計、實施、控制和評價;是從行業維、市場維和生產維等方面對企業未來成本結構的一種預先設計;也是對企業未來戰術成本策劃的方向和標準進行定位。2.戰術成本策劃是指對日常作業成本控制中技術、方法和策略進行設計、實施、控制和評價,為解決人們所面臨的各種戰術性成本管理問題提供具有可行性的方案。它是在戰略成本規劃制定的方向和標準的前提下,從生產作業系統運行和優化層面,對產品或勞務的成本結構進行策劃。3.作業成本控制是指在日常成本管理過程中,運用各種技術、方法和策略對生產運營過程中的產品或勞務的成本進行設計、實施、控制和評價,解決生產過程中產品或勞務成本實際“筑入”的有關問題。它是在戰術成本策劃方案的指導下,對產品或勞務的成本進行實際“筑入”和控制。4.成本信息與核算是指企業應用成本核算技術以及相互關聯的正規化、自動化的成套技術對成本信息系統進行規劃、分析、設計和評價,以較低的成本,準確、及時地為企業的戰略成本規劃、戰術成本策劃、作業成本控制提供決策有用的成本信息。先進制造模式下成本管理系統的層次結構如圖1所示:
三、先進制造模式下成本管理系統的設計
為了解決先進制造模式實施的選擇和執行成本、客戶管理成本、質量管理成本、設備維護成本等問題,使設計的成本管理系統能夠接近羅伯特?S?卡普蘭和羅賓?庫珀所說的第四階段成本管理系統的特征,即全面互聯的數據庫和系統、財務報告系統、整合的ABCM系統、運營和戰略業績衡量系統。筆者根據對先進制造模式下成本管理系統的目標、特性、功能和層次結構界定,對其戰略成本規劃、戰術成本策劃、作業成本控制、成本信息與核算四個子系統擬進行如下設計。
(一)戰略成本規劃子系統的設計
戰略成本規劃子系統設計的指導思想是:為解決先進制造模式實施的選擇和執行成本、客戶管理成本問題,使設計的成本管理系統具有全面互聯的數據庫和系統、整合的ABCM系統、運營和戰略業績衡量系統的特征,必須把企業戰略成本規劃作為企業戰略資源規劃的并行工程,運用企業戰略分析技術和方法與戰略成本管理技術和zz方法的集成以及戰略成本規劃模型的構建等手段,對企業的戰略成本從行業、市場和生產層面進行“筑入”,以實現“技術性和經濟性的統一”的目標。
(二)戰術成本策劃子系統的設計
戰術成本策劃子系統設計的指導思想是:為解決先進制造模式實施的質量管理成本、設備維護成本問題,使設計的成本管理系統具有全面互聯的數據庫和系統、整合的ABCM系統、運營和戰略業績衡量系統的特征,必須把企業戰術成本策劃作為企業資源總體分布的并行工程,運用企業生產管理技術和方法與戰術成本管理技術和方法的集成以及戰術成本策劃模型的構建等手段對企業將要生產的產品成本從生產工藝、生產作業和工廠布置層面進行“筑入”,以實現“技術性和經濟性的統一”的目標。
(三)作業成本控制子系統的設計
作業成本控制子系統設計的指導思想是:為解決先進制造模式實施的選擇和執行成本、客戶管理成本、質量管理成本、設備維護成本等問題,使設計的成本管理系統具有全面互聯的數據庫和系統、整合的ABCM系統、運營和戰略業績衡量系統的特征,必須把企業作業成本控制作為企業資源的具體分布的并行工程,運用企業生產管理技術和方法與成本控制技術和方法的集成以及作業成本控制模型的構建等手段,對企業生產產品的成本從產品目標成本分解、作業中心責任成本形成和作業中心責任成本控制層面進行實際性的“筑入”和控制,以實現“技術性和經濟性的統一”的目標。
先進制造技術論文范文4
英文名稱:Machinery Design & Manufacture
主管單位:遼寧省經濟委員會
主辦單位:遼寧省機械研究院
出版周期:月刊
出版地址:遼寧省沈陽市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1001-3997
國內刊號:21-1140/TH
郵發代號:8-131
發行范圍:
創刊時間:1963
期刊收錄:
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽:
中科雙效期刊
聯系方式
期刊簡介
《機械設計與制造》(月刊)創刊于1963年,是由遼寧省機械研究院主辦的學術刊物。中文核心期刊,中國期刊方陣雙效期刊,科技論文統計用刊,每期發行量萬余冊,讀者人數超百萬。幾十年來多次受到國家機械部、中國機械工程學會、新聞出版局、科委等主管部門的表獎,是我國機械行業最有影響的專業刊物之一。
先進制造技術論文范文5
英文名稱:Mechanical & Electrical Engineering Technology
主管單位:廣東省廣業電子機械產業集團有限公司
主辦單位:廣東省機械研究所;廣東省機械技術情報站;廣東省機械工程學會
出版周期:月刊
出版地址:廣東省廣州市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1009-9492
國內刊號:44-1522/TH
郵發代號:46-224
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1971
期刊收錄:
核心期刊:
期刊榮譽:
Caj-cd規范獲獎期刊
聯系方式
期刊簡介
先進制造技術論文范文6
【關鍵詞】快速成形;金屬模具;應用
目前,我國金屬工業正處在迅猛發展的時期,大學金屬模具的快速、低成本制造時決定金屬制造業取得競爭成功的關鍵因素之一??焖俪尚渭夹g(Rapid Prototyping)是20世紀80年展起來的一種集計算機輔助設計、精密機械、數控、激光技術和材料科學為一體的全新制造技術。由于其高度柔性和快速性,得到了廣泛的研究和應用。以快速成形為技術支撐的快速金屬模具制造作為縮短產品開發時間及模具制作周期的先進制造技術已成為當前的重要研究課題和制造業核心技術之一。
1.RP技術
快速成形技術又稱快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing,簡稱RPM)技術,誕生于20世紀80年代后期,是基于材料堆積法的一種高新制造技術,被認為是近20年來制造領域的一個重大成果。它集機械工程、CAD、逆向工程技術、分層制造技術、數控技術、材料科學、激光技術于一身,可以自動、直接、快速、精確地將設計思想轉變為具有一定功能的原型或直接制造零件,從而為零件原型制作、新設計思想的校驗等方面提供了一種高效低成本的實現手段。即,快速成形技術就是利用三維CAD的數據,通過快速成型機,將一層層的材料堆積成實體原型。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。
快速成形技術具有以下特點:(1)制造原型所用的材料不限,各種金屬和非金屬材料均可使用;(2)原型的復制性、互換性高;(3)制造工藝與制造原型的幾何形狀無關,在加工復雜曲面時更顯優越;(4)加工周期短,成本低,成本與產品復雜程度無關,一般制造費用降低50%,加工周期節約70%以上;(5)高度技術集成,可實現了設計制造一體化。
2.RP技術在金屬模具制造中的應用
基于RP 技術的金屬模具制造技術的實質是用先進的精密熱加工代替冷加工,大型快速原型制造系統本身也是一種復雜的NC加工設備, 它的出現大大改變了模具制造的現狀。該技術將NC加工技術從冷加工轉移到熱加工,以獲得精密的“毛坯”即模具。先進制造技術發展的事實證明精密熱加工使得“毛坯”精化,甚至制造出精密的零件,從而減少了對冷加工的技術要求,提高了生產效率,降低了成本。
RP技術是先進制造技術的重要組成部分,是綜合了計算機、數控、激光、新材料和CAD CAM等新技術而形成的一種基于離散堆積成形原理的直接從CAD三維模型設計到實際原型?觟零件加工的全新制造方法,是當代制造領域的前沿技術。RP技術的基本原理是離散?觟堆積成形原理,三維形體在離散過程中被沿1至3個方向分解,生成形體的各個截面、截線和截點,稱之為離散面、離散線和離散點,將這些離散體(面、線和點) 轉換成實體,并將它們依照原先的順序堆積還原成三維形體的實體形狀。RP技術的特點是通過離散獲得材料堆積的路徑、順序和方式,在數控系統控制下將材料逐層“迭加”起來形成三維實體,實現數字化成形, 三維CAD電子模型被沿Z向離散,生成一系列二維層面數據,再將分層后的數據進行處理,加入加工參數,生成數控代碼,數控系統以平面加工方式順序加工出每個層片并使它們堆積、粘接成形,構成三維物理實體。
3.具體方法研究
基于RP的快速金屬模具制造技術分為間接方法和直接方法。金屬模具間接快速制造目前主要有鑄造、粉末燒結、電鑄、熔射等方法。國內外在此方面已有許多研究及應用事例。直接快速制造金屬模具方法在縮短制模周期、發揮材料性能、降低成本方面極具潛力,因而受到高度關注,其目標是直接快速制造耐久、尺寸及表面精度高、可用于工業化批量生產的金屬模具,如SLS等方法。
3.1鑄造制模法
鑄造法最早實現與RP技術相結合,其中有代表性的是美國3D Systems公司的Quick Casting工藝,特點是采用SLA原型代替蠟模實現精密鑄造。類似的還有采用FDM制造蠟模等。從理論上講鑄造法可以制造注塑模、沖壓模、鍛造模、壓鑄模等,但在大尺寸模具和簡單形狀模具制造方面不優于傳統方法,且因鑄造法本身的表面和尺寸精度不高,仍難以制造注塑模和壓鑄模等表面和尺寸精度要求高的金屬模具。
3.2粉末燒結法
3D Systems公司的Keltool工藝是在原型或硅膠模內注入金屬粉末與結合劑的混合物,待其固化后脫模,經燒結、浸滲樹脂或銅、錫等工序后獲得模具。其優點類似粉末冶金法,使用材料限制少。不足之處是復制、燒結、浸滲等工序多,致使制模時間和成本的增加。采取添加微細球狀粉末等措施,已使尺寸精度控制在0.3%以下。
東京大學中川威雄研究室開發的粉末注入Power Casting方法與前者的區別是,先將粉末注入硅膠模內,然后注入結合劑。經加壓、燒結、滲銅等工序后得到不銹鋼模具。該方法精度高于前者,但工藝繁雜,不適于制造大尺寸模具。
3.3 SLS方法
SLS的工藝大致是,用激光對基底上所鋪的薄層粉末有選擇地燒結,然后將新一層粉末鋪在其上,進行下一層燒結。反復進行逐層燒結和層間燒結,最終將未被燒結的支撐部分去除就得到與CAD形體相對應的三維實體。由于得到的只是低密度的成形體,要提高密度需要燒結、浸滲等后處理工序,這就增加了制模時間和成本,同時因熱變形易造成翹曲。目前該方法的制模精度大為改善,收縮率已由原來的1%降至0.2%以下。
4.總結
在我國已經在很多城市建立一批向企業提供快速成形技術的服務機構,并開始起到了積極的作用,推動了快速成形技術在我國的廣泛應用,使我國RP 技術的發展走上了專業化、市場化的軌道。在知識產權壁壘森嚴的今天,核心技術一旦落后將極大增加趕超世界先進水平的難度。因此在開展快速成形技術研究,趕超該領域世界先進水平的同時,開發具有原創性的短流程高精度快速制模的新材料和新工藝,形成具有我國自主知識產權的RP核心技術尤為重要。開發短流程、高精度、低成本的大中型耐久金屬模具的制造新工藝和材料是增強間接制模競爭力的關鍵;低成本的層積和表面光整技術的集成是提高直接法的尺寸及表面精度、材料適應性、實用性的有效方法。
【參考文獻】
[1]Zhang Renji.Xu Da;Yan Yongnian Forming boundary model for rapid prototyping Manufacturing.1998.
[2]模具制造手冊.編寫組模具制造手冊,1996.