星空体育:机械加工物理与电物理加工化学与电化学加工生物或仿生加工
文章出处:本站 人气:发表时间:2024-02-29 13:45
机械加工→物理与电物理加工→化学与电化学加工→生物或仿生加工
制造技术是古老而又不断刷新的生产技术。从18世纪起,在欧美就形成了近代机械制造业;第一次工业革命,到了19世纪又实现了制造机械化;这时,已经形成了一整套传统加工技术,即机械加工技术。
随着机械寿命和材料强度的提高,使难切削材料愈来愈多,产品集成化使零件愈来愈复杂,产品小型化又提出了微细加工的需要,以及加工过程要求易於自动化等,使传统加工很难满足社会对机械制造业日益提高的要求。从20世纪30年代到80年代,随着制造技术与电力技术和电子技术结合,爆发了第一次制造革命。
从狭义加工到广义加工
无论是传统加工还是特种加工,都有广义加工和狭义加工之分。广义加工包括:变形加工、接合加工、减材加工和改性加工等。
变形加工简称成形,是由一定体积的材料使其变形成为所需形状、尺寸和性状的毛坯、半成品或零件的工艺方法。在传统加工中变形加工有冷固态变形,主要靠超过材料弹性界限的机械力作用,例如冷锻、冷压、冷拔、冷轧和冷挤等;也有热固态变形,主要靠热能和机械力的作用,例如热锻、热压、热拔、热轧和热挤等;
接合加工简称连接,是将两种或两种以上的材料或半成品连接在一起,使之成为半成品或零件的工艺方法。
减材加工简称去除,是由大块原材料或有余量的毛坯逐步去除多余的材料,而得到所需形状、尺寸和性状零件的工艺方法。在传统加工中,减材加工主要利用机械力的作用去除原材料或毛坯的多余部分,即用高硬度的刀具切削原材料或毛坯使之变成零件,例如车、刨、剃、锯、鉆、镗、铣、拉、铰、攻丝等切削加工和磨削加工。
狭义加工单指减材加工。虽然传统加工和特种加工都包含着广义加工,但它们都以减材加工为主要加工手段。随着精密变形加工和精密接合加工技术的进步,机械制造业以减材加工为主要精加工手段的局面被打破,代之以各种广义加工方法并用的局面。
从减材加工到增材加工
在进入20世纪90年代以来,面临动态多变市场的机械制造业,产品周期缩短、产品更新加快、品种增多、批量减少;产品的质量、价格和交货期已成为增加企业竞争力的三个决定性因素。以减材加工为主要手段的制造业,难以满足如上的要求。
增材加工简称生长,是用类似生长的方法逐渐增加材料,直到生成所需形状、尺寸和性状的样件或零件。在传统加工的基础上,虽然有人试图用形状熔化或焊接,以及三维焊接来发展增材加工,但没有取得实用性进展。後来又在特种加工的基础上开发了增材加工。它是采用粘结、熔结和聚合作用或化学反应等手段,选择性地固化液体材料或粘结固体材料等,以此制造所需形状、尺寸和性状的零件。这种制造技术是一种多学科的综合技术,包括:CAD技术、CNC技术、能源技术和材料技术等。采用这种制造技术可以在短短两天给顾客制造新型样件,它不是显示在计算机屏幕上的画面,而是一个实际物体。如顾客不满意,可以立即在CAD系统中进行修改,再制造出一个新样件,直到顾客满意为止。
目前已有多种增材加工方法,其中应用较好的如化学法中的液态光敏树脂选择性固化、复合法中的纸基材料选择性切割、热物理法中的丝状材料选择性熔覆和粉末材料选择性烧结,以及喷射法中的粉末材料选择性粘结和基於创新的数字化喷射RP技术等。
“快速原型制造”或“快速成形”这个名称不是最合理,因为“快速”并非指加工速度快,而是指全部加工时间短;另外,现有的众多方法早已超出“原型制造”的範围。
从制造死物到制造活物
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