時(shí)間:2023-11-27 10:11:23
序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇傳統(tǒng)制造工藝范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
走進(jìn)群姐的茶樓,就像走進(jìn)六堡茶的世界:籮筐、竹籃、簸箕、木桶、干葫蘆等八門五花的盛茶器具映入眼簾。茶芽、茶梗、茶殼、茶花、老茶婆、社前茶、明前茶等名茶品種琳瑯滿目,置身其中,但覺茶氣襲來沁人肺腑。捧著群姐精心泡制的六堡農(nóng)家陳茶,慢斟細(xì)品間滿齒留香。此時(shí)此地,我們才悟出了一些老茶客愛好喝原生態(tài)黑石山茶的原因。
六堡鎮(zhèn)黑石山高溫多雨,長年蓋霧,特別的氣候和泥土,培養(yǎng)了六堡茶這一獨(dú)特的品種。上世紀(jì)70年代中期,生于六堡長于六堡未滿20歲的群姐,已經(jīng)開始隨老一輩制茶師學(xué)藝了。因?yàn)榍趭^好學(xué),她很快就掌握了傳統(tǒng)的制茶手藝。對(duì)原生態(tài)“土茶”的鐘愛,讓群姐此后一直守候鄉(xiāng)間。她行走于純凈的黑石山嶺,采六堡原產(chǎn)茶青,苦心研究和制造傳統(tǒng)六堡農(nóng)家茶。近年來,六堡茶出現(xiàn)中興的勢頭,群姐也及時(shí)抓住商機(jī),大力傳承六堡茶傳統(tǒng)制造工藝。
六年前,群姐在黑石山承包一方山地種下本地優(yōu)質(zhì)樹種。近年來,她栽種的六堡茶產(chǎn)量連續(xù)增長,然則,依然未能滿足茶葉加工的需要。因?yàn)槿航阈庞煤茫N售商絡(luò)繹不絕。然而,群姐對(duì)茶青的要求甚高,她認(rèn)為選茶青一要看手感,二要辨湯色,三要察茶園泥土,為了保證春茶品質(zhì),她還嚴(yán)格請(qǐng)求茶農(nóng)只采一芽一葉或一芽二葉。在傳統(tǒng)制造工藝的推廣方面,她更是頗費(fèi)苦心。每逢春茶上市,群姐就會(huì)辦起培訓(xùn)班,在十里八鄉(xiāng)招收新學(xué)員,采茶、殺青、初揉、漚堆、復(fù)揉、烘干、分類、發(fā)酵、干燥、上蒸、陳化……六堡茶制造的傳統(tǒng)工藝,她毫無保留地向鄉(xiāng)親們一一傳授。
這種執(zhí)著守候讓群姐獲得了回報(bào)。2009年6月,群姐榮獲“自治區(qū)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)六堡茶傳統(tǒng)工藝制造傳承人”稱號(hào),成為廣西唯一獲此殊榮者。采訪時(shí),我們細(xì)心觀察群姐所揉制的茶葉,幾經(jīng)翻炒搓揉后竟卷成了一粒粒的螺狀,可見其“六堡茶傳統(tǒng)工藝制造傳承人”并非浪得虛名。
中圖分類號(hào):J20-05文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1673-291X(2011)07-0256-03
中國的畫筆制造行業(yè),自20世紀(jì)50年代開始起步。改革開放以來,隨著技術(shù)裝備不斷更新,品種產(chǎn)量大幅增長,以及產(chǎn)品質(zhì)量逐步提高,中國生產(chǎn)的畫筆類產(chǎn)品不僅滿足了國內(nèi)消費(fèi)市場,還遠(yuǎn)銷世界一百多個(gè)國家和地區(qū),產(chǎn)銷量均居世界首位。但客觀的分析,就目前來說,中國成為世界制筆大國也僅就制筆生產(chǎn)的數(shù)量而言。2008年中國出口各類畫筆12.17億支,出口創(chuàng)匯僅7 615萬美元,平均每支筆的出口價(jià)僅為0.063美元。由此可見,中國的畫筆類產(chǎn)品檔次低到何等程度。中國出口這么多的畫筆類產(chǎn)品,但在國際市場上卻沒有一只響當(dāng)當(dāng)?shù)闹袊乒P品牌,因此,改造中國的傳統(tǒng)的畫筆制造業(yè)及其生產(chǎn)工藝已迫在眉睫。
一、畫筆及其制作工藝簡介
畫筆是一種專用繪畫工具,一般筆桿多為木制,筆毛為豬鬃,也有少數(shù)狼毫和化纖的。得心應(yīng)手的畫筆,能給藝術(shù)家的工作帶來情趣,也是廣大中小學(xué)生學(xué)習(xí)繪畫藝術(shù)以及家庭主婦和各類藝術(shù)愛好者休閑娛樂的重要工具。
(一)畫筆形狀及功能
1.圓形畫筆:最古老的一種畫筆。它有一個(gè)鈍的筆尖,可用來制造較圓潤柔和的筆觸;小號(hào)圓形畫筆可用來勾線,側(cè)鋒使用能出現(xiàn)大面積的模糊的色暈,也可用于點(diǎn)彩技法。
2.平頭畫筆:扁身平頭畫筆直到19世紀(jì)才出現(xiàn)。用于制造寬闊、拖掃式的筆觸;可用平頭側(cè)邊畫出粗糙的線條;轉(zhuǎn)動(dòng)筆身進(jìn)行拖掃式用筆,可出現(xiàn)粗細(xì)不均的筆觸。
3.榛形畫筆:扁身圓頭,又叫“貓舌筆”。兼有圓頭、扁平兩種畫筆的特性,但難以控制。在表現(xiàn)曲線狀的筆觸時(shí),它是一種更優(yōu)雅、更流暢的畫筆。
4.扇形畫筆:屬于新型特制畫筆,筆毛稀疏,呈扁平的扇狀。用于濕畫法中的輕掃與刷,或柔化過于分明的輪廓。喜歡薄畫法的畫家常使用這種畫筆。使用扇形筆揉色時(shí),必須保持清潔,否則會(huì)妨礙它的靈巧性。
(二)畫筆型號(hào)與材質(zhì)
畫筆型號(hào)與用途的關(guān)系最為明確。大型號(hào)畫筆通常用于制作大筆觸肌理和鋪大色塊,而小型號(hào)畫筆通常用來畫細(xì)線與色點(diǎn)。鬃毛等硬質(zhì)畫筆大小型號(hào)齊全,貂毛等軟質(zhì)畫筆一般沒有大號(hào)筆,而扇形畫筆(多為鬃毛或人造毛)則沒有小號(hào)的。
1.鬃毛畫筆:多為豬鬃,彈性強(qiáng)、結(jié)實(shí)、有強(qiáng)度。著色時(shí)常會(huì)留下鬃毛印痕,能挑起濃稠的顏料??纱?、擦、刷,一般不會(huì)出現(xiàn)筆毛粘在一起的現(xiàn)象。多用于厚實(shí)的有筆觸肌理的畫法。
2.貂毛或獾毛畫筆:屬于高級(jí)畫筆,軟硬適中,著色時(shí)較柔和、均勻,沒有筆觸痕跡,適于畫面的細(xì)部刻畫。松鼠毛、猴子毛畫筆也屬于軟毛畫筆。
3.牛毛和駱駝毛畫筆:屬于軟毛畫筆,多用于罩色。
4.人造毛畫筆:具有貂毛、獾毛等高級(jí)畫筆特性。人造毛可制作出不同形狀的畫筆,這種筆既能柔和局部顏色,又能進(jìn)行細(xì)部刻畫。但它不能放入水中浸泡,其毛在水中易變形。
除上述產(chǎn)品而外,通常所說的畫筆還包括下列兩種型號(hào):(1)板刷:特別適宜畫大幅畫,有時(shí)小板刷可替代大號(hào)畫筆使用。板刷另外一個(gè)作用是給干透的畫面上光。(2)繪畫滾子:用來鋪開顏色和創(chuàng)造質(zhì)感。使用繪畫滾子從剛畫過的地方輕輕滾過可以將筆觸壓平,并使顏色擴(kuò)散開來,產(chǎn)生其他繪畫工具難以達(dá)到的效果。
(三)畫筆制作工藝
畫筆通常由筆頭、筆管和筆桿三部分組成,其制作過程中首先三部分各自獨(dú)立完成,然后將成型的筆頭裝進(jìn)筆管(并由特殊膠水粘牢),最后將它們與筆桿配套,完成整枝筆的組裝。
由此可見,畫筆制作工藝的要點(diǎn)首先在于對(duì)于各種毛色的筆頭處理,其次在于對(duì)包括銅材、鋁材以及塑料材質(zhì)的筆管加工,最后是木桿、塑料桿以及有機(jī)桿等筆桿的表面處理。
1.傳統(tǒng)的筆頭處理方法純粹沿襲國畫及書法中毛筆的制作工藝:即首先將各種筆毛在水中浸泡,漂洗后再進(jìn)行梳理,清除浮毛、雜毛,然后開始手工分毛,根據(jù)型號(hào)大小分出均等數(shù)量的筆毛,用細(xì)繩或細(xì)線扎好,等待裝入筆管。
2.筆管的表面處理工藝相對(duì)復(fù)雜一些:銅質(zhì)材料通常需要電鍍,使其表面發(fā)亮,達(dá)到很好的藝術(shù)效果;而對(duì)于鋁質(zhì)材料而言,僅僅將表面拋光打磨,進(jìn)行簡單的表面氧化處理就可以達(dá)到效果了。
3.筆桿的表面處理工藝相對(duì)較為煩瑣而復(fù)雜,也最耗費(fèi)人工:首先要打磨木質(zhì)筆桿,使其表面平滑,然后手工打底即上1~2道底色,然后要根據(jù)需要在上5~8道面色,要求更高的還要再罩上一層光油,以達(dá)到晶瑩剔透的藝術(shù)效果。
由于上述工藝基本依賴手工操作,除了生產(chǎn)能力的局限性和勞動(dòng)效率低下的問題,還有就是很難保證產(chǎn)品工藝的一致性和質(zhì)量的穩(wěn)定性。因此,要爭取成為名副其實(shí)的畫筆生產(chǎn)制造大國,能夠真正具備較強(qiáng)的國際競爭力,就必須在畫筆制造工藝方面花大力氣,運(yùn)用現(xiàn)代高新技術(shù)來改造我們的文化傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。
二、運(yùn)用高新技術(shù)改造畫筆制造工藝的主要內(nèi)容
技術(shù)工藝,是衡量一個(gè)企業(yè)是否具有先進(jìn)性,是否具備市場競爭力,是否能不斷領(lǐng)先于競爭者的重要指標(biāo)依據(jù)。隨著中國畫筆市場的迅猛發(fā)展,與之相關(guān)的核心生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用與研發(fā)必將成為業(yè)內(nèi)企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。了解國內(nèi)外畫筆生產(chǎn)核心技術(shù)的研發(fā)動(dòng)向、工藝設(shè)備、技術(shù)應(yīng)用及趨勢對(duì)于企業(yè)提升產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格,提高市場競爭力十分關(guān)鍵。
(一)筆頭處理方面
用化學(xué)浸染法取代純凈水漂洗法。傳統(tǒng)的漂洗需要相當(dāng)長時(shí)間,而且未必能夠洗凈筆毛中的雜質(zhì)。國外技術(shù)人員經(jīng)過長期跟蹤研究和調(diào)查實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)在水中添加某些化學(xué)成分不僅可以加速漂洗時(shí)間,而且可以最大限度清除雜質(zhì)和污垢。運(yùn)用這一工藝處理后的筆毛,爽滑平整,甚至可以免掉原先必不可少的手工梳理一道工序,從而大大提高勞動(dòng)效率。尤其是對(duì)高檔豬鬃筆毛的處理,在經(jīng)過高溫蒸煮并使用特殊化學(xué)溶劑浸泡后,筆毛會(huì)自然收縮成環(huán)狀(即所謂Interlocked),不僅吸墨性能增加,更可以在若干次反復(fù)使用后仍然保持收攏的峰型??梢詳喽?,這一技術(shù)在畫筆行業(yè)的普遍運(yùn)用和推廣,必將大大提升中國畫筆產(chǎn)品的檔次和質(zhì)量,并提升中國整體行業(yè)的實(shí)力和形象。
(二)筆管處理方面
中國筆類產(chǎn)品的表面處理水平明顯不及國外。畫筆制筆行業(yè)的電鍍大多采用傳統(tǒng)的陳舊工藝,鍍層質(zhì)量不能保證。目前國際上出現(xiàn)了許多新穎的電鍍工藝,如脈沖電鍍、高速電鍍、復(fù)合電鍍、震動(dòng)電鍍等,這些高新技術(shù)都可引入中國畫筆制筆業(yè)的表面處理。
針對(duì)銅管表面電鍍工藝而言,目前國際上計(jì)算機(jī)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于電鍍行業(yè)。應(yīng)用計(jì)算機(jī)與近代分析技術(shù)結(jié)合,對(duì)電鍍工藝進(jìn)行控制。除電鍍時(shí)間、鍍液溫度外,還對(duì)鍍液的PH值、金屬離子濃度,添加劑的消耗速度進(jìn)行測定、調(diào)整和維護(hù),使工藝能控制在最佳狀態(tài),以保證產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率。
此外,目前國際上激光技術(shù)在電鍍中也得到了采用。利用激光能影響鍍層結(jié)構(gòu),使晶粒細(xì)化,改善鍍層質(zhì)量,采用計(jì)算機(jī)控制激光束運(yùn)動(dòng)軌跡,還可以得到預(yù)期的復(fù)雜幾何圖形,不采用屏蔽便可進(jìn)行選擇性電鍍。我們畫筆制筆行業(yè)也可將計(jì)算機(jī)技術(shù)、激光技術(shù)應(yīng)用于制筆電鍍中,從而進(jìn)一步提高制筆的電鍍質(zhì)量。
針對(duì)鋁管表面處理工藝,目前國外已研制成功不銹鋼著色工藝。采用化學(xué)著色法、電化學(xué)著色法、高溫氟化法、有機(jī)物涂復(fù)法,氣相裂解法以及離子沉積法等工藝在不銹鋼表面進(jìn)行著色。此項(xiàng)技術(shù)也可引人我們畫筆制造行業(yè),以提高筆類產(chǎn)品的表面處理水平。
此外,我們還可以將金屬漆涂復(fù)于銅質(zhì)或鋁質(zhì)筆管的表面,以提高產(chǎn)品表面的光潔光亮度,從而達(dá)到提升產(chǎn)品檔次的目的。
(三)筆桿表面處理方面
中國木桿的制造歷史已近八十年。如今中國木質(zhì)筆桿的年產(chǎn)量是全球之最,筆桿的品質(zhì)處于世界的中游,尤其是筆桿的外觀(涂料的涂布與表觀性)與國外發(fā)達(dá)國家相比較還存在很大的差距。相對(duì)國際名牌油畫筆外觀錚光發(fā)亮,看似塑料涂層,中國的筆類產(chǎn)品外觀短期內(nèi)光澤度和豐滿度等尚可,但數(shù)月后失光產(chǎn)生了,筆的外觀再也沒有原先的光亮與豐滿。為提高畫筆木桿外觀的光澤與豐滿,防止失光的產(chǎn)生,應(yīng)當(dāng)從筆桿油漆、涂料等方面尋求上述問題的解決之道。
1.封閉漆:木材均含有一定量的水分,隨著環(huán)境氣候的變化,它能吸收與揮發(fā)水分。雖然畫筆木桿的木材經(jīng)過變性處理及桿面涂布油漆,但木材的吐納水分的本能未消失。畫筆制造工藝規(guī)定筆桿制成后必須在一定時(shí)間內(nèi)涂上油漆,不然就要產(chǎn)生質(zhì)量問題。雖然筆桿已涂了油漆,由于現(xiàn)行筆桿底漆(配方與材料)的封閉不嚴(yán)密,隨著水分的吐納,木質(zhì)纖維收縮,表面縫隙加大,漆膜隨縫隙下陷而下陷,漆膜下陷之后導(dǎo)致表面不平整。因而表現(xiàn)出光澤下降,豐滿度下降,所以應(yīng)當(dāng)選擇一種分子量大、收縮率小、封閉性好而且抗水分滲透更好的樹脂,這樣就在基礎(chǔ)上防止了木質(zhì)畫筆筆桿的光澤和豐滿度下降。
2.底漆:底漆一般都是填充料量比較多的一類油漆,它的作用,一方面提高漆膜的豐滿度,使木質(zhì)的表面空隙部分得到填補(bǔ),另一方面增加漆膜的厚度,提高表面的平整度,減少面漆的次數(shù)。底漆的顏填料也要求有一定的細(xì)度標(biāo)準(zhǔn),只有當(dāng)顏填料的表面積達(dá)到一定數(shù)值,才能降低油漆實(shí)干后漆膜表面的收縮量,從而保證筆桿表面的平整度。
3.面漆:面漆在木桿油畫筆表面涂裝中是關(guān)鍵的材料,面漆既為木桿油畫筆五彩繽紛的顏色,又給使用者提供一種美的享受,為此對(duì)面漆提出如下要求:(1)面漆中所采用的樹脂互相之間要有很好的相溶性,而且配方中所選擇的溶劑要做到兩個(gè)平衡:溶劑的溶解平衡和揮發(fā)平衡,這樣才能降低漆膜實(shí)干時(shí)的收縮率,保證漆膜表面的平滑度。(2)面漆中所采用的顏料一定要研磨到一定的細(xì)度標(biāo)準(zhǔn),而且要得到一個(gè)顏料顆粒分散穩(wěn)定的體系(儲(chǔ)存時(shí)的穩(wěn)定性與涂布時(shí)的施工性)。如果顏料顆粒分散不穩(wěn)定,隨著時(shí)間的增加,顏料顆粒會(huì)出現(xiàn)返粗現(xiàn)象,這樣就破壞了涂料的施工性能及筆桿表面的平滑程度,直接導(dǎo)致光澤的下降。需要指出的是:即使在漆膜表面用光漆罩光,一般仍不能彌補(bǔ)光澤度的損失,而且還有可能出現(xiàn)浮色發(fā)花現(xiàn)象。(3)面漆中盡量少用或不用填充料,因?yàn)樘畛淞蠈?duì)油漆有一定的消光作用(它在油漆中僅僅起到降低成本作用),這樣雖然面漆中的成膜物質(zhì)增加了,但漆膜表面的光澤度有一定的損失。
4.光漆:光漆在木桿畫筆中是決定外觀最重要的涂料,它一方面為筆桿表面提供光亮如鏡的漆膜,另一方面為漆膜提供一定的硬度。光漆的耐磨程度和抗劃傷性能,同時(shí)亦是影響光澤的幾多因素,光漆的光澤度與筆桿漆面的平整度有關(guān),更與漆膜分子的結(jié)構(gòu)性質(zhì)有關(guān)。為此必須對(duì)光漆提出如下幾個(gè)要求:(1)光漆中所采用樹脂互相之間要有很好的相溶性,而且能為漆膜提供一定的硬度和透光度。(2)光漆中所采用的溶劑要做到兩個(gè)平衡:即溶解平衡和揮發(fā)平衡,使所采用的樹脂均處于溶解的穩(wěn)定狀態(tài),而且在溶劑的揮發(fā)過程中,溶劑的混合物始終使樹脂處于溶解的穩(wěn)定體系,直至最后溶劑揮發(fā)完時(shí)各種樹脂均能平穩(wěn)地流平。這樣才能保證光漆從濕漆膜到干膜的過程中始終處于一種良好的穩(wěn)定的狀態(tài),而不因?yàn)楣馄嶂心撤N樹脂析出而導(dǎo)致漆膜的光澤下降。
(3)選擇合適的助劑來增加光漆漆膜的手感,但同時(shí)也要考慮到上光以后的其他工藝,特別是不影響漆膜的重涂性。
5.針對(duì)其他材質(zhì)的筆桿如塑料桿、有機(jī)桿等,可以采用自動(dòng)噴涂及燙塑、印花等工藝,增強(qiáng)其表面平整度和光潔度。尤其是目前已廣泛運(yùn)用于汽車制造及電子產(chǎn)品等領(lǐng)域的流水線噴涂工藝,借鑒到畫筆筆桿表面工藝處理方面來,可以提高產(chǎn)品質(zhì)量,能夠極大地節(jié)約工人手工勞動(dòng)時(shí)間,成倍地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
三、運(yùn)用高新技術(shù)改造油畫筆制造工藝的主要舉措
1. 2010年9月中央公布的《文化產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃》中明確要求,以創(chuàng)新思維帶動(dòng)文化企業(yè)的發(fā)展。提高創(chuàng)新意識(shí),加大科技投入也是油畫筆制造行業(yè)振興的必由之路。
主席曾經(jīng)提出,創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂,是一個(gè)國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力。要利用高新技術(shù),改造傳統(tǒng)的畫筆制造產(chǎn)業(yè),必須提高創(chuàng)新意識(shí),提高思想觀念上的創(chuàng)新,要用世界眼光調(diào)整和改變思維方式,審時(shí)度勢,提高創(chuàng)新本領(lǐng),在體制、機(jī)制創(chuàng)新的同時(shí),要加強(qiáng)科技創(chuàng)新??萍紕?chuàng)新已成為世界經(jīng)濟(jì)全球化和世界科技全球化的重要競爭手段。為此,各制造企業(yè)必須加大科技投入,必須保證將年銷售收人的3%~5%用于科技創(chuàng)新,并不斷提高這個(gè)投入的比例。
2.利用高新技術(shù),改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),關(guān)鍵是人才。由于種種原因,畫筆制造行業(yè)的人才流失現(xiàn)象很嚴(yán)重。要在行業(yè)內(nèi)進(jìn)一步造成尊重知識(shí),尊重人才,人盡其才的環(huán)境和氣氛。要千方百計(jì)留住現(xiàn)有的科技人才,加大對(duì)科技人員實(shí)行激勵(lì)機(jī)制的力度,進(jìn)一步調(diào)動(dòng)廣大科技人員的積極性,對(duì)現(xiàn)有的科技人員要加強(qiáng)培訓(xùn),更新知識(shí),從而促進(jìn)產(chǎn)品開發(fā)、科技成果轉(zhuǎn)化。同時(shí)要大力引進(jìn)外行業(yè)甚至國外的科技人才,不斷提高畫筆制造行業(yè)應(yīng)用高新技術(shù)的能力。
3.重視信息,利用信息,不斷引進(jìn)高新技術(shù),改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。融人經(jīng)濟(jì)全球化,伴隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)的不斷升溫,電子商務(wù)的不斷發(fā)展,信息網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和利用顯得十分重要。信息資源的及時(shí)獲取從某種意義上講將決定企業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)和方向,將決定企業(yè)在激烈的競爭中能否爭取主動(dòng),能否立于不敗之地的關(guān)鍵所在。從這種意義上說,信息就是財(cái)富,信息就是效益,信息就是實(shí)力。因此,我們要充分重視信息資源,利用信息資源不斷地從國外、從其他行業(yè)引進(jìn)高新技術(shù),改造傳統(tǒng)的畫筆制造產(chǎn)業(yè),給制筆產(chǎn)業(yè)以新的活力和發(fā)展空間。
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大家下午好!
今天,我們相聚在美麗的申城,隆重舉行熔盛重工與淡水河谷12艘40萬噸砂石船建造合同簽約儀式。盛邀八方來賓,共同見證這一美好的歷史時(shí)刻。首先,我代表江蘇熔盛重工集團(tuán)有限公司,向參加今天簽約儀式的各位領(lǐng)導(dǎo)、各位嘉賓表示熱烈的歡迎!向巴西淡水河谷公司的朋友們表示誠摯的問候!向一如既往給予我們?nèi)凼⒅毓ど钋嘘P(guān)懷和大力支持的江蘇省委省政府、如皋市委市政府以及我們的合作伙伴、同行們表示最衷心的感謝!
江蘇熔盛重工集團(tuán)有限公司是一個(gè)以海洋裝備制造為主營業(yè)務(wù)的大型工業(yè)企業(yè),是江蘇省“十一五”規(guī)劃中的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目。近年來,隨著國際海運(yùn)量的持續(xù)增加、世界航運(yùn)業(yè)的迅猛發(fā)展,熔盛重工秉承“效率源于管理、管理重在創(chuàng)造、創(chuàng)造成就卓越”的管理理念,朝著建成國內(nèi)一流、世界先進(jìn)的船舶制造巨型企業(yè)努力奮斗,開辟出了一條民營企業(yè)既快又好發(fā)展的新路。從20__年船廠正式開工建設(shè),到20__年簽訂第一個(gè)船舶建造合同;從20__年首制船下塢,到20__年首制船試航成功、順利交付。熔盛重工在短短的兩年多時(shí)間內(nèi),贏得了設(shè)施建設(shè)、市場營銷、產(chǎn)品推出等引人注目的諸多成就,始終代表著世界最先進(jìn)的發(fā)展速度。目前,公司累計(jì)持有88條新造船訂單,1800萬載重噸,90多億美元,單個(gè)造船公司全球新造船承接量為市場第七位。今天,在這里,我們?nèi)凼⒅毓⑴c巴西淡水河谷公司簽署目前世界上最大噸位散貨船合約。12艘40萬噸砂石船單筆合同達(dá)480萬噸,合同金額約為100億元人民幣,這也是迄今為止世界上最大的一筆造船訂單。
今天與我們簽約的淡水河谷公司,就是被譽(yù)為巴西“皇冠上的寶石”、“亞馬遜地區(qū)引擎”的CVRD(簡稱)。作為世界第一大鐵礦石生產(chǎn)和出口商、美洲大陸最大的采礦業(yè)公司,CVRD已成為巴西參與全球競爭企業(yè)集團(tuán)中的成功典范,成為世界礦業(yè)巨頭之一。
中圖分類號(hào):TH186 文章編號(hào):1009-2374(2015)32-0084-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.32.045
機(jī)械制造是為各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)部門提供技術(shù)裝備的行業(yè),制造業(yè)的發(fā)展推動(dòng)了工業(yè)發(fā)展,促進(jìn)了國民經(jīng)濟(jì)的建設(shè)與發(fā)展。機(jī)械制造是以大規(guī)模地開發(fā)和利用自然資源為基礎(chǔ)發(fā)展而成的,這種發(fā)展模式極大地破壞了生態(tài)環(huán)境,影響了行業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展,綠色化制造理念由此產(chǎn)生。
1 機(jī)械制造工藝綠色化理念提出背景
1.1 傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)能源浪費(fèi)嚴(yán)重
傳統(tǒng)機(jī)械制造工藝存在能源浪費(fèi)嚴(yán)重問題。在生產(chǎn)過程中,由于機(jī)械摩擦產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)化為機(jī)械內(nèi)能或其他形式能量,降低了機(jī)械設(shè)備的實(shí)用性能和使用壽命,使設(shè)備的精準(zhǔn)度降低,影響了產(chǎn)品的質(zhì)量,同時(shí)也造成了資源和能源的浪費(fèi)。采用新型生產(chǎn)技術(shù),降低機(jī)械設(shè)備的能源損耗,適量運(yùn)用再生資源,降低機(jī)械制造業(yè)的能源損耗。
1.2 傳統(tǒng)機(jī)械制造環(huán)境危害嚴(yán)重
機(jī)械制造工藝是將一種物質(zhì)經(jīng)過系列加工制造,變?yōu)榫哂幸欢▽?shí)用功能的產(chǎn)品的過程,在加工過程中會(huì)產(chǎn)生大量廢水、廢渣、廢氣、噪聲等對(duì)環(huán)境或技術(shù)人員有害的物質(zhì),需要進(jìn)行改進(jìn)。綠色工藝是將機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)或在工藝終端增加污染物處理技術(shù),以減少或消除污染物的產(chǎn)生,降低機(jī)械制造工藝對(duì)環(huán)境或人的損害,提高機(jī)械效率的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
1.3 傳統(tǒng)機(jī)械制造資源浪費(fèi)嚴(yán)重
傳統(tǒng)機(jī)械制造工藝中,工藝流程復(fù)雜,制作原料多為傳統(tǒng)金屬資源,在制作過程中,使用大量切削液,造成極大的資源浪費(fèi)。綠色化工藝是在保持機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量和性能均達(dá)標(biāo)的前提下,利用先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)對(duì)制作工藝進(jìn)行改進(jìn),減少原料消耗量。另外,尋找可再生新型材料替代傳統(tǒng)原材料,在節(jié)約資源的同時(shí),提高產(chǎn)品的使用壽命和性能。例如在制作刀具時(shí),可通過自動(dòng)化技術(shù)對(duì)毛坯形狀進(jìn)行優(yōu)化,并選擇新型的材料,降低切削液使用量,從而減少余料的產(chǎn)生,達(dá)到節(jié)約資源的目的。
2 機(jī)械制造工藝綠色化的可行性
2.1 高新技術(shù)為機(jī)械制造綠色化提供技術(shù)支持
2.1.1 先進(jìn)的機(jī)械制造成型技術(shù)。在綠色生產(chǎn)理念推動(dòng)下,機(jī)械制造工藝有了新的發(fā)展,如精密鑄造、直接沉積和冷擠壓等成型技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用。精密成型將是零件加工未來的發(fā)展方向,而自由成型相對(duì)于切削工藝,具有能耗低、成本低、生產(chǎn)周期短、污染少等優(yōu)點(diǎn),更具有發(fā)展空間。
2.1.2 快速成型技術(shù)?,F(xiàn)代多媒體技術(shù)不斷發(fā)展,三維立體打印技術(shù)的發(fā)明,極大地推動(dòng)了多個(gè)行業(yè)的發(fā)展。機(jī)械制造業(yè)利用此原理,將三維數(shù)據(jù)通過快速成型機(jī)將層層原材料快速加工成機(jī)械產(chǎn)品,該技術(shù)可在不使用任何磨具、工具或刀具的幫助下,快速、準(zhǔn)確、直接地生產(chǎn)形狀各異的復(fù)雜零件,余料少,節(jié)約了資源,提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
2.1.3 冷輾擴(kuò)技術(shù)。冷輾擴(kuò)技術(shù)使用初期,由于精度限制,該技術(shù)應(yīng)用范圍僅限于成型和碾擴(kuò),而數(shù)控技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用。技術(shù)原理主要是通過碾壓輪生產(chǎn)產(chǎn)品的外輪廓、內(nèi)模具生產(chǎn)產(chǎn)品的內(nèi)輪廓,機(jī)械作用將二者擠壓在一起,在套圈壁的輔助下不斷滾動(dòng),使產(chǎn)品直徑變薄、成型。冷碾擴(kuò)技術(shù)不受壓力影響,減少了工藝步驟,可達(dá)到節(jié)約原材料的目的。
2.2 綠色化理念在機(jī)械制造工藝中的應(yīng)用
2.2.1 機(jī)械制造設(shè)計(jì)階段綠色化。機(jī)械制造工藝綠色化的應(yīng)用體現(xiàn)的首要階段為設(shè)計(jì)階段,在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)之初,應(yīng)充分考慮產(chǎn)品生產(chǎn)過程中所應(yīng)注意的各種環(huán)保問題,并將節(jié)能、環(huán)保作為設(shè)計(jì)的主要原則。例如,對(duì)產(chǎn)品的材料選擇、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化、制作技術(shù)選擇、拆卸維護(hù)設(shè)計(jì)、后期運(yùn)輸、使用、報(bào)廢處置等,各階段設(shè)計(jì)方案應(yīng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一,使產(chǎn)品制造及使用全過程在節(jié)能減排方面均達(dá)到最優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)綠色化生產(chǎn)。
2.2.2 機(jī)械制造過程綠色化。機(jī)械制造在制作過程中,要達(dá)到節(jié)能減排的目的,需在選材和技術(shù)上進(jìn)行嚴(yán)格選擇。材料選擇方面應(yīng)選擇可再生能源、原料豐富、成本低、污染少的能源或材料;盡量避免使用有輻射性、有毒、有害的能源或材料;技術(shù)方面應(yīng)采用干切削、低溫切削、高精準(zhǔn)冷碾、金屬粉末注射成型、可編輯的數(shù)控技術(shù)等,利用先進(jìn)的技術(shù)降低能耗、減少材料浪費(fèi)、縮減制造成本,從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造的綠色化生產(chǎn)工藝。
2.2.3 機(jī)械制造污染物處理。機(jī)械制造過程中會(huì)產(chǎn)生大量廢水、廢渣、廢氣、毛坯腳料、不合格零件等,直接廢棄不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成巨大破壞,還造成了能源和資源的浪費(fèi)。對(duì)以上廢棄物進(jìn)行處理的主要方法為,回收可燃性氣體作為燃料重復(fù)利用、回收或轉(zhuǎn)化廢液中的有用成分,利用化學(xué)方法將有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為低毒或無毒物質(zhì)進(jìn)行排放,將報(bào)廢零件或毛坯腳料進(jìn)行回收再利用,變廢為寶。
3 機(jī)械制造工藝綠色化中亟待解決的問題
3.1 綠色制造理念普及深度有待于加強(qiáng)
綠色化制造理念提出和發(fā)展的時(shí)間較短,對(duì)于綠色制造理念的理解不夠全面,理解深度有待于進(jìn)一步加強(qiáng)。鑒于國家政策的要求,部分機(jī)械制造企業(yè)針對(duì)企業(yè)生產(chǎn)中存在的問題進(jìn)行改進(jìn),降低了生產(chǎn)對(duì)于周邊環(huán)境的破壞,但其制造工藝仍存在資源浪費(fèi)現(xiàn)象,需要進(jìn)一步優(yōu)化,從機(jī)械制造全過程實(shí)現(xiàn)綠色制造理念,節(jié)約企業(yè)成本,提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
3.2 人才的缺乏
機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展,綠色制造理念的實(shí)現(xiàn),需要大量具有高素質(zhì)、高技術(shù)的人才。而機(jī)械制造專業(yè)人才一般由高職、中職、技工院校培養(yǎng),在人才培養(yǎng)過程中,對(duì)于綠色制造理念培養(yǎng)深度無法滿足社會(huì)的需求,綠色制造是綠色資源、綠色生產(chǎn)和綠色產(chǎn)品的交叉綜合,是時(shí)展的需要,是科技發(fā)展的趨勢。傳統(tǒng)教學(xué)與實(shí)踐脫離嚴(yán)重,所培養(yǎng)的人才僅能勝任傳統(tǒng)制造行業(yè)的工作,而對(duì)于新型的綠色化生產(chǎn)工藝無法勝任。改革機(jī)械制造專業(yè)人才培養(yǎng)模式,提高人才的專業(yè)技能及專業(yè)理念是當(dāng)今制造業(yè)急需解決的問題。
4 結(jié)語
機(jī)械制造業(yè)是關(guān)系多個(gè)行業(yè)發(fā)展水平的工業(yè)制造業(yè),該行業(yè)的能源消耗較大,極大地限制了行業(yè)的發(fā)展。在國家提倡經(jīng)濟(jì)發(fā)展綠色化的今天,機(jī)械制造業(yè)應(yīng)認(rèn)清形勢,充分利用先進(jìn)的制造工藝及制造技術(shù),不斷對(duì)傳統(tǒng)制造工藝進(jìn)行改進(jìn)升級(jí),以實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造工藝的綠色化。
參考文獻(xiàn)
[1] 陳加英.關(guān)于機(jī)械制造如何實(shí)現(xiàn)綠色化的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)
[J].中國機(jī)械,2013,(13).
這位演講嘉賓所講的內(nèi)容涉及業(yè)界久為流傳的一個(gè)典故,說的是一百多年前美國人亨利·福特到一家牛肉罐頭廠參觀時(shí),看到一頭牛從流水線的一端進(jìn)去,從另一端出來的就是一堆牛肉罐頭。于是,福特就將牛肉罐頭聯(lián)想為汽車零部件,將牛聯(lián)想成汽車,那么,把一堆“罐頭”(汽車零部件)倒進(jìn)生產(chǎn)線一端,另一端出來的就是“?!保ㄆ囌麢C(jī))。于是乎,福特就把流水線引入汽車制造,大大提高了生產(chǎn)效率,從而成為汽車大王。
而牛肉罐頭從流水線這邊進(jìn)去,活牛就從流水線那邊跑出來的說法,則成為一個(gè)茶余飯后助興的笑話,因?yàn)檫@在工業(yè)界人士看來是不可能的。但是,如果3D打印真的做到這一點(diǎn),無疑將顛覆傳統(tǒng)的制造業(yè)。
3D打印已經(jīng)激發(fā)出人們的很多奇思妙想。比如說,因?yàn)榍岸螘r(shí)間國外媒體報(bào)道有人用3D打印技術(shù)打印出塑料零部件并拼裝成手槍,于是就擔(dān)憂萬一3D打印技術(shù)被用來制造怎么辦?好在現(xiàn)在的3D打印指的是物理上的堆積,而不包括化學(xué)反應(yīng)方式生產(chǎn),因此大可不必?fù)?dān)憂。
與這些神奇的想法相比,“3D打印將顛覆整個(gè)傳統(tǒng)制造業(yè)”的說法體現(xiàn)的更多是Crump的魄力。
在探討3D打印是否能顛覆整個(gè)傳統(tǒng)制造業(yè)的話題之前,應(yīng)該對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)的歷史沿革和技術(shù)發(fā)展有一個(gè)最基本的了解,否則,兩者就無從比起了。
從汽車工業(yè)說起
發(fā)端于18世紀(jì)中葉的英國工業(yè)革命,標(biāo)志著人類社會(huì)從農(nóng)耕社會(huì)進(jìn)入到工業(yè)化社會(huì)。從此之后200多年工業(yè)社會(huì)的發(fā)展,我們看到的是工業(yè)化在不斷向新的領(lǐng)域擴(kuò)張的同時(shí),也在不斷地細(xì)分,最終形成了今天林林總總的工業(yè)部門。
而汽車工業(yè)無疑是工業(yè)社會(huì)發(fā)育最為成熟的分支,它對(duì)制造業(yè)乃至整個(gè)社會(huì)帶來深刻的影響。汽車工業(yè)也因此成為了解工業(yè)的理想切入點(diǎn)。
明年將是福特流水線誕生100周年。在1914年福特引入流水線之前,美國數(shù)百家汽車企業(yè)都是以作坊式的制造模式生產(chǎn)汽車,即幾個(gè)技術(shù)熟練的工人從頭至尾參與汽車的手工組裝。
1914年,福特在新落成的海蘭公園廠房建立了第一條流水線。流水線不僅通過提高工藝重復(fù)性確保了質(zhì)量的一致性,最關(guān)鍵的是極其顯著地提高了生產(chǎn)效率。福特生產(chǎn)的T型車?yán)塾?jì)銷售量高達(dá)1500多萬輛,其售價(jià)也從最初的850美元逐步下降到360美元。
這就是典型的工業(yè)化生產(chǎn)模式:通過大規(guī)模的生產(chǎn)方式,確保產(chǎn)品品質(zhì)、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率。
之后,通用汽車在組織架構(gòu)方面對(duì)管理學(xué)的發(fā)展做出了開創(chuàng)性的貢獻(xiàn),而其多車型以適應(yīng)不同市場需求的戰(zhàn)略在擊敗福特的同時(shí),也成為經(jīng)典的市場營銷案例。而豐田汽車憑借著精益生產(chǎn)體系,將福特汽車創(chuàng)立的大規(guī)?;a(chǎn)與通用汽車推動(dòng)的市場細(xì)分營銷結(jié)合在一起,融個(gè)性化需求與規(guī)?;a(chǎn)于一條生產(chǎn)線上,得以最終超越通用汽車。
精益生產(chǎn)的核心是消除一切不必要的浪費(fèi),這一理念將制造業(yè)從單純追求生產(chǎn)效率轉(zhuǎn)向全面節(jié)?。汗?jié)省時(shí)間意味著提高效率,減少污染意味著保護(hù)環(huán)境,節(jié)省資源意味著可持續(xù)發(fā)展等。
無疑,制造業(yè)將從高能耗、高排放的粗放型生產(chǎn)轉(zhuǎn)向全面節(jié)省的精益型生產(chǎn)。遺憾的是,不同國家、不同地區(qū)對(duì)再工業(yè)化核心理念之一的精益生產(chǎn),在認(rèn)知和實(shí)踐上存在著相當(dāng)大的差異。
目前而言,確保品質(zhì)為前提的生產(chǎn)效率提高或者說時(shí)間的節(jié)省還是制造業(yè)最重視的生產(chǎn)方式,它使得無論是制造售價(jià)數(shù)萬到數(shù)百萬的汽車,還是生產(chǎn)蠅頭微利的牙簽,都成為有利可圖的生意。
還應(yīng)看到的是,汽車工業(yè)的發(fā)展過程,實(shí)質(zhì)上是與本行業(yè)相關(guān)的技術(shù)、生產(chǎn)方式、管理等行業(yè)知識(shí)體系不斷優(yōu)化的過程,也是行業(yè)特征不斷強(qiáng)化的過程。
顛覆還是互補(bǔ)?
通常,制造業(yè)特別是金屬制造業(yè)采用的是減法工藝,即通過車、銑、刨、磨、鉆等金屬切削工藝對(duì)被加工件進(jìn)行減材制造。而3D打印反其道而行之,采用的是加法工藝,即通過不斷地進(jìn)行材料的有序堆積,最終加工出成品。因此,3D打印也被稱為增材制造。
而3D打印與傳統(tǒng)加工工藝的差別也就體現(xiàn)在這增減上。而3D打印的特有優(yōu)勢也體現(xiàn)在這加法工藝上。比如說幾乎可以百分之百地利用原材料,制造傳統(tǒng)工藝無法實(shí)現(xiàn)的特殊結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品,因節(jié)省開模費(fèi)用而在小批量生產(chǎn)上具有成本優(yōu)勢,在產(chǎn)品研發(fā)過程中可以快速制造樣機(jī),可以實(shí)現(xiàn)分布式制造等。
的確,3D打印這些優(yōu)異的加工特點(diǎn)無疑是傳統(tǒng)制造工藝難以實(shí)現(xiàn)的。如果一臺(tái)3D打印機(jī)具備這些特點(diǎn),無疑將會(huì)對(duì)傳統(tǒng)的制造工藝帶來強(qiáng)勁的沖擊,甚至顛覆性的變化。但是,至今為止,人們常常規(guī)避3D打印在規(guī)模制造中的經(jīng)濟(jì)性這一關(guān)鍵指標(biāo)。
比如說,飛機(jī)舷窗樣機(jī)制作中3D打印的成本是傳統(tǒng)開模成本的十分之一,同時(shí)省去很長的開模具的時(shí)間。但是飛機(jī)高昂的研發(fā)成本是靠批量攤薄的,這個(gè)數(shù)字應(yīng)該遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止十架,傳統(tǒng)加工方式的優(yōu)勢就顯現(xiàn)出來。
再如飲譽(yù)二戰(zhàn)的遠(yuǎn)洋貨輪“自由輪”,戰(zhàn)時(shí)共制造了2751艘。隨著工藝和管理水平的提升,“自由輪”的建造時(shí)間從最初的244天,縮短到平均42天,最快記錄是4天15小時(shí)30分鐘,這是大規(guī)模工業(yè)化制造的經(jīng)典之作。
我們還應(yīng)從整個(gè)制造過程看3D打印。當(dāng)人們從使用的角度看,光伏產(chǎn)品確實(shí)是綠色、節(jié)能產(chǎn)品,但光伏產(chǎn)品的核心材料——多晶硅的西門子生產(chǎn)法卻是高耗能、高污染。同樣道理,3D打印只是產(chǎn)品制造中最后的加工環(huán)節(jié),前面原材料的生產(chǎn)是否也具有同樣節(jié)能減排效果呢?
還應(yīng)注意的是3D打印設(shè)備與工藝的緊耦合現(xiàn)象,即3D打印設(shè)備很難做成通用設(shè)備,這在非金屬熔融固化工藝中比較突出,要根據(jù)不同的打印原料更換相應(yīng)的打印頭,甚至打印機(jī)。這種非通用的特點(diǎn)削弱了3D打印的分布式制造色彩,畢竟,并不是所有3D打印的支持者,都有經(jīng)濟(jì)實(shí)力來購置多臺(tái)3D打印設(shè)備的。
如果3D打印不能在足夠多的制造領(lǐng)域替代傳統(tǒng)的工藝,那么,就要慎言3D打印將顛覆整個(gè)傳統(tǒng)制造業(yè)了。
事實(shí)上,既然3D打印無法完全替代傳統(tǒng)制造工藝,那么,從產(chǎn)業(yè)高度看,傳統(tǒng)制造技術(shù)和3D打印技術(shù)就應(yīng)該是互補(bǔ)技術(shù),只不過在不同的制造領(lǐng)域或者不同的產(chǎn)品制造上,兩者在產(chǎn)品制造過程中工藝占比不同罷了。
核心還是制作工藝
對(duì)于已經(jīng)給定的3D打印機(jī)而言,“3D打印之父” Crump的話確實(shí)沒錯(cuò),因?yàn)楫?dāng)打印機(jī)確定后,與之對(duì)應(yīng)的打印工藝也就確定了,在這種情況下,想象力確實(shí)最為重要。但是,3D打印要想高速發(fā)展,就不能局限于現(xiàn)有的、相對(duì)有限的打印工藝和材料,僅靠暢想難以解決3D打印在工藝上和應(yīng)用領(lǐng)域上的擴(kuò)展。
在人們對(duì)3D打印抱以極度熱情的同時(shí),3D打印的定義著實(shí)令人頭痛。如今,3D打印又被稱之為增材制造,專家稱其歷史可以追溯到上個(gè)世紀(jì)90年代初的快速成型技術(shù)??墒枪P者1982年大學(xué)畢業(yè)第一份工作就是光學(xué)薄膜,鍍膜工藝就是在高真空環(huán)境中采用電子束將折射率不同的光學(xué)材料交替鍍在光學(xué)玻璃上,膜厚控制精度為納米級(jí)。如果要說與現(xiàn)在的基于電子束的增材制造有所區(qū)別的話,就是精度更高且無需后續(xù)工藝。
之所以舉鍍膜這個(gè)例子并非是跟專家對(duì)增材制造的斷代過意不去,而是說增材制造的當(dāng)務(wù)之急是對(duì)制造工藝的研究,特別是加大材料科學(xué)對(duì)制造過程中微觀機(jī)理上研究,金屬或合金增材制造中金相學(xué)方面的研究等。比如說,人們熱衷談?wù)摰脑霾闹圃齑蛴★w機(jī)機(jī)翼,有沒有從理論上證明增材制造可以有效避免金屬疲勞,或者說還需要何種后續(xù)工藝處理。只有這樣才能迅速增加增材制造的工藝種類,才能使增材制造在更廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)用。
最后,拿烹飪做個(gè)通俗的比喻。同樣的加工炊具、食材、配料和調(diào)料,廚師和普通人的差異首先體現(xiàn)在廚藝(加工工藝)上而不是想象力上。
3D打印應(yīng)用案例
飛機(jī)零件打印
如果使用傳統(tǒng)工藝制作F/A-18的復(fù)雜內(nèi)流道的管道必須使用鋁合金焊接成形,制造難度大,而使用3D打印技術(shù)可以很簡單地整體成形零件。
牙冠打印
目前已經(jīng)可以通過3D打印技術(shù)打印金屬牙冠,配合烤瓷技術(shù),制作成烤瓷牙對(duì)患者的義齒進(jìn)行修復(fù)。
汽車零件打印
這里指的汽車零件打印是指在汽車廠商設(shè)計(jì)試制環(huán)節(jié)的制造,利用3D打印可以幫助汽車廠商減少成本、提高效率,尤其是3D打印的便利性,可以讓汽車廠商將修改后的設(shè)計(jì)盡快制造出來。
模型制作
在建筑業(yè)里,工程師和設(shè)計(jì)師們已經(jīng)接受了用3D打印機(jī)打印的建筑模型,這種方法速度快、成本低、環(huán)保,同時(shí)制作精美,完全合乎設(shè)計(jì)者的要求,同時(shí)又能節(jié)省大量材料。
藝術(shù)品復(fù)制
博物館里常常會(huì)用很多逼真的復(fù)制品來替代原始作品,保證其不受環(huán)境或意外事件的傷害,同時(shí)復(fù)制品也可以讓身處不同地方的人們感受藝術(shù)或文物。最近史密森尼博物館就因?yàn)樵嫉耐旭R斯·杰弗遜要放在弗吉尼亞州展覽,所以博物館將一個(gè)巨大的3D打印復(fù)制品放在了原來雕塑的位置。
時(shí)裝打印
中圖分類號(hào):G434
我國高校的工程訓(xùn)練中心建設(shè),在完成從傳統(tǒng)型向現(xiàn)代型的轉(zhuǎn)變之后,已進(jìn)入一個(gè)全新的突破性跨越式發(fā)展新階段。在這個(gè)新階段中,現(xiàn)代大學(xué)工程訓(xùn)練中心內(nèi)涵式發(fā)展與創(chuàng)新是大勢所趨。本文以濱州學(xué)院工程訓(xùn)練中心的轉(zhuǎn)型升級(jí)為例,說明工程訓(xùn)練中心在新形勢下人才培養(yǎng)中的作用。
1工程訓(xùn)練中心建設(shè)的目標(biāo)定位
濱州學(xué)院工程訓(xùn)練中心籌建于2009年6月,2011年5月完成立項(xiàng)工程,2012年11月工程訓(xùn)練中心建成并交付使用。工程訓(xùn)練中心作為我校培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的實(shí)踐教學(xué)基地,融知識(shí)、能力、素質(zhì)教育與一體,以基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)、專業(yè)實(shí)踐教學(xué)、綜合實(shí)踐教學(xué)、創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)為“四大工程實(shí)訓(xùn)平臺(tái)”,旨在構(gòu)建分層次、模塊化的新型工程實(shí)踐教學(xué)體系。這一工程的投入使用,將滿足我校應(yīng)用型人才實(shí)踐能力培養(yǎng)的需要,并將為教師教研能力、科研能力實(shí)踐教學(xué)技能的不斷提高提供平臺(tái)。同時(shí),可以為地方機(jī)械制造企業(yè)的數(shù)控技術(shù)人員提供技術(shù)開發(fā)與技能培訓(xùn),推動(dòng)企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步,滿足區(qū)域經(jīng)濟(jì)及地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)事業(yè)發(fā)展對(duì)人才培養(yǎng)的需要。
1.1建立以創(chuàng)新、創(chuàng)意、創(chuàng)業(yè)為基礎(chǔ)的課程體系
結(jié)合機(jī)械、電氣、自動(dòng)化等學(xué)科設(shè)置的現(xiàn)狀和發(fā)展方向,在“三創(chuàng)模式”的引領(lǐng)下探索現(xiàn)代課程教學(xué)體系,為貫穿大學(xué)階段的工程制造能力學(xué)習(xí)和實(shí)踐提供全方位的支持,培養(yǎng)具有大工程背景的工程實(shí)踐創(chuàng)新能力的領(lǐng)軍人才。摒棄傳統(tǒng)的“金工實(shí)習(xí)”觀念,樹立“大工程”意識(shí),在原有實(shí)習(xí)工廠的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展和提升,建立起完整的具有現(xiàn)代工業(yè)體系內(nèi)容的教學(xué)訓(xùn)練基地。改變傳統(tǒng)的講課、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)相分離的作法,逐步形成學(xué)前認(rèn)知、學(xué)時(shí)實(shí)踐、學(xué)后綜合的實(shí)訓(xùn)模式。
打破傳統(tǒng)的專業(yè)劃分界限,按工業(yè)系統(tǒng)認(rèn)知、傳統(tǒng)制造技術(shù)、現(xiàn)代制造技術(shù)、工業(yè)系統(tǒng)控制技術(shù)和創(chuàng)新實(shí)踐等五個(gè)層面建立統(tǒng)一、完整、綜合的工程訓(xùn)練體系。
1.2建立卓越工程師培養(yǎng)模式
實(shí)訓(xùn)中心是學(xué)校面向全校學(xué)生建設(shè)的工程實(shí)踐訓(xùn)練平臺(tái),旨在營造一個(gè)多功能的工業(yè)環(huán)境,讓每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)親歷不同層次及需要的職業(yè)環(huán)境,使學(xué)生從典型工業(yè)環(huán)境的直接經(jīng)驗(yàn)中獲取知識(shí),進(jìn)行工程技能和素養(yǎng)的訓(xùn)練教育,并成為學(xué)生課外科技活動(dòng)的園地。
借鑒全國其他院校建設(shè)實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)與運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn),結(jié)合學(xué)校實(shí)際,擬以典型工程背景為條件,貼近工程實(shí)際進(jìn)行工程素質(zhì)的全面訓(xùn)練為手段,培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)、創(chuàng)新精神和工程實(shí)踐能力為目標(biāo),逐步形成工業(yè)系統(tǒng)認(rèn)知、傳統(tǒng)制造實(shí)踐基本訓(xùn)練、先進(jìn)制造實(shí)踐基本訓(xùn)練、工業(yè)系統(tǒng)控制和制造實(shí)踐的綜合訓(xùn)練、創(chuàng)新實(shí)踐與學(xué)生課外科技活動(dòng)等不同的教育訓(xùn)練層面。通過各層面項(xiàng)目的實(shí)際訓(xùn)練,使學(xué)生獲得對(duì)工業(yè)生產(chǎn)方式和工藝過程的基本認(rèn)識(shí),受到工業(yè)工程等諸多方面的基本訓(xùn)練,初步建立起工程意識(shí),形成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和團(tuán)結(jié)協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神。培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力
1.3加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作,實(shí)現(xiàn)校企雙方互利共贏
雙向參與、資源共享的思想和企業(yè)在互利共贏的前提下從不同層面、不同階段入手推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研合作。以企業(yè)發(fā)展需要設(shè)定科研攻關(guān)和技術(shù)研究方向,并適時(shí)將科研成果轉(zhuǎn)化成工藝技能、技術(shù)創(chuàng)新和經(jīng)營決策,提高產(chǎn)學(xué)研效益。
因此中心定位:(1)中心的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的綜合工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神,主要承擔(dān)自動(dòng)化系機(jī)械工程和電氣工程專業(yè)的金工、機(jī)械加工、電氣系統(tǒng)控制等的實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)等教學(xué)任務(wù)。也可承擔(dān)有關(guān)院系相關(guān)專業(yè)學(xué)生的實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)等教學(xué)任務(wù)。(2)面向社會(huì)開放,服務(wù)于濱州的經(jīng)濟(jì)建設(shè),與相關(guān)企業(yè)合作,共同進(jìn)行技術(shù)研究、產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)。(3)為地方工廠企業(yè)技術(shù)人員提供上崗、技術(shù)培訓(xùn),承擔(dān)機(jī)械、電氣電工、自動(dòng)化、數(shù)控技術(shù)等行業(yè)的專業(yè)技術(shù)資格認(rèn)證。
2建設(shè)思路與培養(yǎng)目標(biāo)
第一層次為工業(yè)系統(tǒng)認(rèn)知訓(xùn)練,適合于1-2年級(jí)的學(xué)生;第二層次為傳統(tǒng)制造技術(shù)基本訓(xùn)練,適合于2-3年級(jí)的學(xué)生;第三層次為先進(jìn)制造技術(shù)基本訓(xùn)練,適合于2-3年級(jí)的學(xué)生;第四層次為工業(yè)系統(tǒng)控制和制造技術(shù)綜合訓(xùn)練,適合于3-4年級(jí)的學(xué)生;第五層次為創(chuàng)新實(shí)踐與學(xué)生課外科技活動(dòng),適合于所有年級(jí)的學(xué)生。
根據(jù)以上思路,工程訓(xùn)練中心的建設(shè)目標(biāo)是:
(1)成為全校所有學(xué)生“認(rèn)識(shí)工業(yè)”的平臺(tái);(2)成為全校工科類專業(yè)基礎(chǔ)和綜合性工程訓(xùn)練的“技術(shù)實(shí)踐”平臺(tái);(3)成為全校所有學(xué)生進(jìn)行科技制作、科技競賽和科技創(chuàng)新的實(shí)踐平臺(tái)。
濱州學(xué)院工程訓(xùn)練中心框架
工業(yè)系統(tǒng)
認(rèn)知實(shí)習(xí) 傳統(tǒng)制造技術(shù)
基本訓(xùn)練 先進(jìn)制造技術(shù)
基本訓(xùn)練 工業(yè)系統(tǒng)控制和制造技術(shù)綜合訓(xùn)練 創(chuàng)新實(shí)踐
典型機(jī)械結(jié)構(gòu)原理陳列 傳統(tǒng)機(jī)械工藝實(shí)習(xí)車間包括:車、銑、刨、磨、鉗、沖、剪、彎、焊、熱處理等 先進(jìn)制造工藝實(shí)習(xí)車間包括數(shù)控加工、特種加工、計(jì)算機(jī)編程等 自動(dòng)化部件陳列 創(chuàng)新設(shè)計(jì)陳列
典型機(jī)械演示 傳感器、執(zhí)行部件、控制器測試與使用訓(xùn)練 科技競賽作品陳列
材料、機(jī)械零件陳列 創(chuàng)新制作
刀具、量具陳列 機(jī)電產(chǎn)品拆裝與調(diào)試 科技作品創(chuàng)新競賽
簡單機(jī)械拆裝如自行車等 過程裝備與控制系統(tǒng)陳列
工業(yè)生產(chǎn)模型、錄像帶 模型制作 過程控制裝備測試訓(xùn)練
見習(xí)參觀 數(shù)據(jù)采集和處理
液壓氣動(dòng)元件陳列
簡單產(chǎn)品制作 液壓氣動(dòng)控制系統(tǒng)訓(xùn)練
機(jī)械拆裝如發(fā)動(dòng)機(jī)、減速器等 虛擬測試訓(xùn)練
3中心運(yùn)行模式及訓(xùn)練配套設(shè)施
3.1基本原則
工程訓(xùn)練中心是校級(jí)工程實(shí)踐訓(xùn)練平臺(tái),實(shí)踐教學(xué)業(yè)務(wù)由教務(wù)處管理,日常工作由自動(dòng)化系組織實(shí)施。
3.2運(yùn)行模式
工程訓(xùn)練中心實(shí)行主任負(fù)責(zé)制,主任由學(xué)院院長兼任,對(duì)學(xué)校負(fù)責(zé)。教務(wù)處對(duì)中心工作進(jìn)行指導(dǎo)和考核。
有關(guān)中心機(jī)構(gòu)及人員的初步想法是,形成三個(gè)層面的管理運(yùn)行機(jī)制:
(1)管理層:主要負(fù)責(zé)中心的課程安排,計(jì)劃協(xié)調(diào),學(xué)生管理,考試考核,教材管理,對(duì)外聯(lián)絡(luò),圖書資料,發(fā)展建設(shè)等工作。(2)骨干層:主要負(fù)責(zé)各不同層面的訓(xùn)練指導(dǎo)。相當(dāng)于各職能部門負(fù)責(zé)人。(3)實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師:在骨干的領(lǐng)導(dǎo)安排下具體實(shí)施訓(xùn)練內(nèi)容。(4)客座指導(dǎo)教師:有關(guān)學(xué)院教師,主要進(jìn)行訓(xùn)練項(xiàng)目的開發(fā)、創(chuàng)新工作。
根據(jù)目前的內(nèi)容設(shè)計(jì),工程訓(xùn)練中心的實(shí)習(xí)訓(xùn)練課程內(nèi)容分為工業(yè)系統(tǒng)認(rèn)知實(shí)習(xí)、傳統(tǒng)制造實(shí)踐基本訓(xùn)練、先進(jìn)制造實(shí)踐基本訓(xùn)練、工業(yè)系統(tǒng)控制和制造技術(shù)綜合訓(xùn)練、創(chuàng)新實(shí)踐與學(xué)生課外科技活動(dòng)共五個(gè)模塊、37項(xiàng)。
每個(gè)模塊的具體要求和建設(shè)內(nèi)容如下:
模塊1:工業(yè)系統(tǒng)認(rèn)知訓(xùn)練:通過參觀陳列室,多媒體大屏幕演示,拆裝簡單的機(jī)械,參觀典型工廠和模型,讓學(xué)生從一年級(jí)開始建立起工業(yè)工程的概念,了解典型產(chǎn)品的制造過程。
建設(shè)內(nèi)容:建立典型機(jī)械結(jié)構(gòu)原理陳列室;建立典型機(jī)械演示室;建立材料、機(jī)械零件陳列室;建立刀具、量具陳列室;建立液壓氣動(dòng)元件陳列室;拆裝簡單機(jī)械如自行車等;建立多媒體教室,采用模型、錄像帶、CAI課件展示典型機(jī)械、機(jī)械制造工藝、工業(yè)生產(chǎn)過程以及計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)電產(chǎn)品和工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。
模塊2:傳統(tǒng)制造技術(shù)基本訓(xùn)練:以典型的機(jī)械產(chǎn)品加工和拆裝為對(duì)象,進(jìn)行傳統(tǒng)制造技術(shù)的基本訓(xùn)練,讓學(xué)生了解與傳統(tǒng)制造過程緊密相關(guān)的具體工藝、技術(shù)裝備及其對(duì)象的結(jié)構(gòu)工藝性。通過操作實(shí)踐的訓(xùn)練,增強(qiáng)工程意識(shí)和基本操作技能。
建設(shè)內(nèi)容:在原來實(shí)習(xí)工廠的基礎(chǔ)上建設(shè)新的傳統(tǒng)機(jī)械工藝實(shí)習(xí)車間,包括:車、銑、刨、磨、鉗、沖、剪、彎、鑄、鍛、焊、熱處理、表面處理、無損探傷、公差測量、金相、硬度等;以典型產(chǎn)品的加工和拆裝進(jìn)行工藝實(shí)習(xí)。
模塊3:先進(jìn)制造技術(shù)基本訓(xùn)練:以典型的機(jī)械產(chǎn)品和模型加工為對(duì)象,進(jìn)行先進(jìn)制造技術(shù)的基本訓(xùn)練,讓學(xué)生了解機(jī)床、計(jì)算機(jī)和軟件三位一體的現(xiàn)代化加工模式,了解先進(jìn)設(shè)計(jì)思想和制造方法,建立現(xiàn)代工業(yè)意識(shí),提高現(xiàn)代制造技術(shù)操作技能。
建設(shè)內(nèi)容:建立先進(jìn)制造工藝實(shí)習(xí)車間,包括加工中心、數(shù)控機(jī)床、特種加工設(shè)備等。建立多媒體教室,采用多媒體技術(shù)說明其他先進(jìn)制造工藝設(shè)備的加工過程。
4結(jié)論
中心從培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力、創(chuàng)新素質(zhì)和提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力為出發(fā)點(diǎn),先后設(shè)立了電氣、機(jī)械、電子信息、控制等學(xué)科專業(yè)的“機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”、“三維數(shù)字實(shí)驗(yàn)室”、“力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”、“智能機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室”、“智能車實(shí)驗(yàn)室”等5個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,學(xué)生創(chuàng)業(yè)工作室2個(gè),以電氣、機(jī)械、電子、控制為主線的綜合自動(dòng)化創(chuàng)新平臺(tái),面向全校開設(shè)《機(jī)電一體化設(shè)計(jì)》、《智能控制基礎(chǔ)與實(shí)踐》、《solidworks繪圖設(shè)計(jì)》等創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程,中心全面開放,聘用高年級(jí)本科生承擔(dān)創(chuàng)新活動(dòng)指導(dǎo)工作。
參考文獻(xiàn):
[1]傅水根.創(chuàng)建有中國高等教育特色的工程實(shí)踐教學(xué)體系[C].傅水根論文集.金工研究,2000:232-235.
隨著技術(shù)手段的飛速發(fā)展更新,先進(jìn)的制造技術(shù)也得到了極大的發(fā)展,從實(shí)際發(fā)展情況來看,先進(jìn)制造技術(shù)有效融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等手段,采用全新的技術(shù)管理理念,使得整個(gè)制造流程更加方便,且機(jī)械制造的生產(chǎn)質(zhì)量也得到全面提升。先進(jìn)的制造技術(shù)由綜合自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)管理及先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)構(gòu)成,一旦構(gòu)成方式確定,也可反映我國真實(shí)的制造水平。筆者從我國發(fā)展現(xiàn)狀入手,分析機(jī)械制造行業(yè)的實(shí)際情況,構(gòu)建相對(duì)完善的機(jī)械技術(shù)體系,該機(jī)械技術(shù)體系包含先進(jìn)的集成制造技術(shù)、單元技術(shù)和制造技術(shù)層等。先進(jìn)制造技術(shù)層是機(jī)械制造工藝中的基礎(chǔ)層,主要包括高效、低耗的制造技術(shù)手段,一般用于鋼鐵焊接及機(jī)械制造中。制造單元是機(jī)械制造技術(shù)的中間層,主要包含數(shù)控技術(shù)、清潔生產(chǎn)技術(shù)等。先進(jìn)制造集成層包含信息技術(shù)及對(duì)新材料的使用等功能,這些技術(shù)手段的研發(fā)應(yīng)用都是為了滿足社會(huì)的發(fā)展需求。為了達(dá)到高效的生產(chǎn)目標(biāo),實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)制造工藝技術(shù)的融合,技術(shù)人員要運(yùn)用多種技術(shù)手段滿足發(fā)展需求。
2先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝的關(guān)系
不管是先進(jìn)的制造技術(shù)還是機(jī)械制造工藝,都會(huì)給社會(huì)各個(gè)行業(yè)帶來較大的影響??傮w來說,先進(jìn)制造技術(shù)是制造行業(yè)發(fā)展的核心基礎(chǔ),可以有效推動(dòng)機(jī)械制造工藝的全面發(fā)展,提升機(jī)械制造工藝發(fā)展水平。在實(shí)際生產(chǎn)中,先進(jìn)制造技術(shù)經(jīng)常被運(yùn)用于機(jī)械制造行業(yè)中,提升了機(jī)械制造的效率和質(zhì)量,促進(jìn)了我國機(jī)械制造行業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益的提升。機(jī)械制造工藝在實(shí)際應(yīng)用中,體現(xiàn)著先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵。先進(jìn)制造技術(shù)和機(jī)械制造之間關(guān)系緊密,二者互相促進(jìn),只有二者都達(dá)到發(fā)展要求,才能為我國機(jī)械制造發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
3提升先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝的對(duì)策
先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝與我國制造行業(yè)的發(fā)展緊密相聯(lián),工藝質(zhì)量在一定程度也會(huì)影響機(jī)械制造工藝的整體質(zhì)量,技術(shù)人員要高度重視先進(jìn)制造技術(shù)的研究,采取積極有效的應(yīng)對(duì)策略,提升制造技術(shù)水平。
3.1注重先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝的整合
隨著我國先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展,在傳統(tǒng)機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)上,出現(xiàn)了很多新的機(jī)械制造工藝,制造工藝的出現(xiàn)極大推動(dòng)了我國制造行業(yè)的發(fā)展。先進(jìn)制造技術(shù)要與機(jī)械制造工藝進(jìn)行有機(jī)整合,互相促進(jìn),提升實(shí)際生產(chǎn)效率。技術(shù)研究人員要高度重視先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝的創(chuàng)新發(fā)展,機(jī)械制造部門要進(jìn)一步加強(qiáng)相關(guān)研究,加大對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝創(chuàng)新的扶持力度,將新技術(shù)手段融入機(jī)械制造行業(yè),保證我國機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展,為提高我國機(jī)械制造水平奠定基礎(chǔ)。
3.2注重工藝推廣
任何一種全新的工藝手段,如果沒有一個(gè)很好的推廣,其使用范圍都會(huì)受到限制,進(jìn)而影響整個(gè)工藝的發(fā)展,先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝的發(fā)展也是如此,要注重新技術(shù)的推廣,在推廣的過程中要注重技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新,因地制宜,合理選擇技術(shù)手段。在實(shí)際推廣的過程中要穩(wěn)步前行,不要急功近利,可以選擇一些區(qū)域作為新技術(shù)手段的試點(diǎn),在實(shí)際應(yīng)用過程中不斷調(diào)整各個(gè)環(huán)節(jié)的工藝技術(shù),為先進(jìn)制造技術(shù)和機(jī)械制造工藝的發(fā)展創(chuàng)造可持續(xù)的、穩(wěn)定的發(fā)展環(huán)境。
3.3加大資金投入力度
先進(jìn)的制造技術(shù)和機(jī)械制造工藝發(fā)展需要政府政策支持,相關(guān)政府部門要促進(jìn)當(dāng)?shù)貦C(jī)械制造發(fā)展,加大對(duì)機(jī)械制造領(lǐng)域的政策和資金扶持,在充分了解機(jī)械制造領(lǐng)域?qū)嶋H發(fā)展情況的基礎(chǔ)上,從長遠(yuǎn)發(fā)展角度入手,針對(duì)機(jī)械制造工藝制定完善的機(jī)械制造發(fā)展策略,規(guī)范機(jī)械制造行業(yè)的行為,鼓勵(lì)科研技術(shù)人員不斷創(chuàng)新。除此之外,相關(guān)部門還要加大對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的扶持,這種扶持與當(dāng)?shù)卣姆龀诌€不同,這種扶持是站在國家可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)。國家相關(guān)部門要鼓勵(lì)企業(yè)參與優(yōu)化制造技術(shù)的研究,不斷改進(jìn)機(jī)械制造的生產(chǎn)工藝,全面提升機(jī)械制造的工藝水平。
3.4培養(yǎng)專業(yè)人才
先進(jìn)的制造技術(shù)水平提升與專業(yè)人才的支持是分不開的,因此,機(jī)械制造企業(yè)應(yīng)與各大高校,尤其是職業(yè)院校建立合作關(guān)系。高校也可以開設(shè)一些機(jī)械管理專業(yè),培養(yǎng)專業(yè)的機(jī)械制造人才,實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)培養(yǎng),以全面提升企業(yè)的先進(jìn)制造技術(shù)水平。我國應(yīng)注重先進(jìn)制造技術(shù)和機(jī)械制造工藝人才的全面培養(yǎng),提升人才的綜合素質(zhì)。
1.引言
制造技術(shù)是使原材料成為產(chǎn)品的一系列技術(shù)的總稱。自人類社會(huì)進(jìn)入工業(yè)社會(huì)以來,制造業(yè)一直是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè),制造技術(shù)水平的高低已成為衡量一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。進(jìn)入20世紀(jì)80年代以來,隨著計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)的迅速發(fā)展,產(chǎn)品更新速度明顯加快,世界范圍的競爭日趨白熱化,傳統(tǒng)制造技術(shù)越來越不適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。工業(yè)發(fā)達(dá)國家普遍認(rèn)為:在未來的競爭中,誰掌握了先進(jìn)制造技術(shù)誰就掌握了市場。在一定程度上講,先進(jìn)制造技術(shù)已成為一個(gè)國家命運(yùn)的主宰。
2.先進(jìn)制造技術(shù)的產(chǎn)生
先進(jìn)制造技術(shù)(Advanced Manufacturing Technology,簡稱為AMT)是指微電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)給傳統(tǒng)制造技術(shù)帶來的種種變化與新型系統(tǒng)。具體地說,就是指集機(jī)械工程技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)等多種技術(shù)為一體所產(chǎn)生的技術(shù)、設(shè)備和系統(tǒng)的總稱。主要包括:計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、集成制造系統(tǒng)等。
1993年,美國政府批準(zhǔn)了由聯(lián)邦科學(xué)、工程與技術(shù)協(xié)調(diào)委員會(huì)(FCCSET)主持實(shí)施的先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃(Advanced Manufacturing Technology-AMT)計(jì)劃。先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃(Advanced Manufacturing Technology-AMT)是美國根據(jù)本國制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇,為增強(qiáng)制造業(yè)的競爭力和促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)增長,首先提出了先進(jìn)制造技術(shù)(Advanced Manufacturing Technology)的概念。此后,歐洲各國、日本以及亞洲新興工業(yè)化國家如韓國等也相繼作出響應(yīng)。
3.先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)
先進(jìn)制造技術(shù)是制造技術(shù)的最新發(fā)展階段,先進(jìn)制造技術(shù)相對(duì)傳統(tǒng)制造技術(shù)在應(yīng)用范圍上的一個(gè)很大不同點(diǎn)在于,傳統(tǒng)制造技術(shù)通常只是指各種將原材料變成成品的加工工藝,先進(jìn)制造技術(shù)雖然仍大量應(yīng)用于加工和裝配過程,但由于其組成中包括了設(shè)計(jì)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)管理技術(shù),因而可以將其綜合應(yīng)用于制造的全過程。并且傳統(tǒng)制造技術(shù)的學(xué)科、專業(yè)單一獨(dú)立,相互間的界限分明。先進(jìn)制造技術(shù)由于專業(yè)和學(xué)科間的不斷滲透、交又、融合,界線逐漸淡化甚至消失,技術(shù)趨于系統(tǒng)化、集成化、已發(fā)展成為集機(jī)械、電子、信息、材料和管理技術(shù)為一體的新興交叉學(xué)科。
先進(jìn)制造技術(shù)是面向全球的。隨著世界自由貿(mào)易體制的進(jìn)一步完善,以及全球交通運(yùn)輸體系和通信網(wǎng)絡(luò)的建立,制造業(yè)將形成全球化與一體化的格局,新的先進(jìn)制造技術(shù)也必將是全球化的模式。目前每一國家都處于全球化市場中。一個(gè)國家的先進(jìn)制造技術(shù)是支持該國制造業(yè)在全球范圍市場的競爭力。因此,先進(jìn)制造技術(shù)的主體應(yīng)具有世界水平。但是,每個(gè)國家的國情也將影響到從現(xiàn)有的制造技術(shù)水平向先進(jìn)制造技術(shù)的過渡戰(zhàn)略和措施。中國正在以前所未有的速度進(jìn)入全球化的國際市場,開發(fā)和應(yīng)用適合國情的先進(jìn)制造技術(shù)勢在必行。
4.先進(jìn)制造技術(shù)的主體技術(shù)群和支撐技術(shù)群
先進(jìn)制造技術(shù)的主體技術(shù)群主要包括有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)和工藝技術(shù)兩大技術(shù)群。面向制造的設(shè)計(jì)技術(shù)群系指用于生產(chǎn)準(zhǔn)備的工具群和技術(shù)群。設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)新產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)費(fèi)用、產(chǎn)品質(zhì)量以及新產(chǎn)品上市時(shí)間都有很大影響。產(chǎn)品和制造工藝的設(shè)計(jì)可以采用一系列工具,例如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以及工藝過程建模和仿真等,生產(chǎn)設(shè)施、裝備和工具,甚至整個(gè)制造企業(yè)都可以采用先進(jìn)技術(shù)更有效地進(jìn)行設(shè)計(jì)。近幾年發(fā)展起來的產(chǎn)品和工藝的并行設(shè)計(jì)具有雙重目的,一是縮短新產(chǎn)品上市的周期,二是可以將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢物減少到最低程度,使最終產(chǎn)品成為可回收、可再利用的,因此對(duì)實(shí)現(xiàn)面向保護(hù)環(huán)境的制造而言是必不可少的。制造工藝技術(shù)群是指用于物質(zhì)產(chǎn)品生產(chǎn)的過程及設(shè)備。例如,模塑成形、鑄造、沖壓、磨削等。隨著高新技術(shù)的不斷滲入,傳統(tǒng)的制造工藝和裝備正在產(chǎn)生質(zhì)的變化。制造工藝技術(shù)群是有關(guān)加工和裝配的技術(shù),也是制造技術(shù)或稱生產(chǎn)技術(shù)的傳統(tǒng)領(lǐng)域。
支撐技術(shù)群是指支持設(shè)計(jì)和制造工藝兩方面取得進(jìn)步的基礎(chǔ)性的核心技術(shù)?;镜纳a(chǎn)過程需要一系列的支撐技術(shù),諸如:測試和檢驗(yàn)、物料搬運(yùn)、生產(chǎn)計(jì)劃的控制以及包裝等。它們也是用于保證和改善主體技術(shù)的協(xié)調(diào)運(yùn)行所需的技術(shù),是工具、手段和系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)技術(shù)。
5.先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢
先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展逐步智能化、信息化。基于CAD/CAM技術(shù)的CMS是制造業(yè)自動(dòng)化的一個(gè)重要方向。CMS通過CAX系統(tǒng)和PDM系統(tǒng),進(jìn)行產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)、仿真,并結(jié)合數(shù)字化制造設(shè)備,進(jìn)行自動(dòng)加工。智能制造技術(shù)(MT)是將人工智能融入制造過程的各個(gè)環(huán)節(jié),通過模擬人類專家的智能活動(dòng),取代或延伸制造系統(tǒng)中的部分腦力勞動(dòng),在制造過程中系統(tǒng)能自動(dòng)監(jiān)測其運(yùn)行狀態(tài),在外界干擾或內(nèi)部激勵(lì)下能自動(dòng)調(diào)整其參數(shù),以達(dá)到最佳狀態(tài)和具備自組織能力。信息化是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的趨勢,信息技術(shù)正在以人們想象不到的速度向前發(fā)展。信息技術(shù)也正在向制造技術(shù)注入和融合,促進(jìn)著制造技術(shù)和各種先進(jìn)生產(chǎn)模式的發(fā)展,如C IM S、并行工程、精益生產(chǎn)、敏捷制造、虛擬企業(yè)與虛擬制造等,無不以信息技術(shù)的發(fā)展為支撐。
可持續(xù)發(fā)展的綠色制造正在逐步引起人們的重視??萍嫉陌l(fā)展創(chuàng)造了歷史的奇跡,但人們也認(rèn)識(shí)到自然界的資源是有限的,環(huán)境和生態(tài)正遭受巨大的破壞,綠色制造與可持續(xù)發(fā)展已成為人們最為關(guān)注的課題之一。綠色制造是通過綠色生產(chǎn)過程、綠色設(shè)計(jì)、綠色材料、綠色設(shè)備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產(chǎn)出綠色產(chǎn)品,產(chǎn)品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最人限度地減少制造對(duì)環(huán)境的負(fù)而影響,同時(shí)使原材料和能源的利用效率達(dá)到最高。對(duì)十日前世界資源緊張,環(huán)境惡化的現(xiàn)狀以及人類的持續(xù)發(fā)展的要求來講,綠色制造是必然的趨勢。
加工制造技術(shù)向著超精密、超高速的方向發(fā)展超精密加工技術(shù)。目前加工精度達(dá)到0.025μm,表而粗糙度達(dá)0.0045μm,已進(jìn)入納米級(jí)加工時(shí)代。超精切削厚度由目前的紅外波段向可見光波段甚至更短波段靠近。超精加工機(jī)床向多功能模塊化方向發(fā)展,超精加工材料由金屬擴(kuò)大到非金屬。
超高速切削。目前鋁合金超高速切削速度已超過27m/s,鑄鐵25m/s,超耐熱鎳合金為5m/s,超高速切削的發(fā)展已轉(zhuǎn)移到一些難加工材料的切削加工。
生物制造系統(tǒng)正在逐步形成。日本三重大學(xué)和岡山大學(xué)率先開展了生物技術(shù)應(yīng)用于工程材料加工的研究,并初步證實(shí)了微生物加工金屬材料的可行性。我國于1982年將生物技術(shù)列為重點(diǎn)技術(shù)之一。生物學(xué)和制造學(xué)這兩個(gè)原來人們覺得毫不相干的學(xué)科,今天正在相互滲透、交叉,正在形成一個(gè)新的學(xué)科——生物制造系統(tǒng)。
6.我國先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
從“六五”開始我國就啟動(dòng)了制造技術(shù)主要是機(jī)械制造技術(shù)的國家部委與地方級(jí)重點(diǎn)攻關(guān)研究開發(fā),由于體制所限,這方面的規(guī)劃、研究開發(fā)主要是按行業(yè)分塊進(jìn)行的。企業(yè)開發(fā)先進(jìn)制造技術(shù)的能力薄弱,人力與資金投人都不足。1995年4月在北京召開了先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì),從戰(zhàn)略高度探討了我國發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的路線和方法。同一時(shí)期,國家二期863規(guī)劃也開始規(guī)劃下世紀(jì)初先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展。
十幾年來通過技術(shù)引進(jìn)和人才培養(yǎng)等各方面的努力,我國不少企業(yè)已掌握了一批相對(duì)先進(jìn)的制造技術(shù),但是和發(fā)達(dá)國家還是有很大差距。我國當(dāng)務(wù)之急首先是要改善實(shí)施先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)條件,包括擴(kuò)大數(shù)控機(jī)床、加工中心的應(yīng)用,建立完善的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)群,擴(kuò)大市場占有率。再就是大力發(fā)展和推廣國產(chǎn)CAD/CAM計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造系統(tǒng),在各大高校開設(shè)相關(guān)專業(yè),加大人才培養(yǎng)力度。相信我國的先進(jìn)制造技術(shù)在不久的將來會(huì)翻開嶄新的一頁。
7.結(jié)束語
知識(shí)就是財(cái)富,人類當(dāng)前社會(huì)正在由工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代步入知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代。高科技的發(fā)展促使制造業(yè)發(fā)生了革命性的變化。先進(jìn)制造技術(shù)就是在這個(gè)時(shí)代背景下應(yīng)運(yùn)而生,它是一個(gè)不斷發(fā)展、不斷更新的技術(shù)體系,使人類的生產(chǎn)生活發(fā)生了巨大改變??傊?,21世紀(jì)的機(jī)械制造業(yè)是信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、不斷創(chuàng)新的綠色制造業(yè),是人類智慧的結(jié)晶。
參考文獻(xiàn)
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(Shandong Transport Vocational College,Weifang 261206,China)
摘要: 內(nèi)高壓成形技術(shù)作為汽車輕量化的重要途徑之一。本文簡要介紹其國內(nèi)外應(yīng)用狀況,并對(duì)該技術(shù)在典型的汽車零件中的應(yīng)用做了詳細(xì)介紹。
Abstract: Lightweight was one of the current trend in vehicle industry. The technology's applications at home and aboard were introduced briefly; the application in typical automobile parts was introduced in detail in this paper.
關(guān)鍵詞: 內(nèi)高壓成形 汽車 應(yīng)用 輕量化
Key words: internal high pressure forming;vehicle;application;lightweight
中圖分類號(hào):U466 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2011)19-0050-01
0引言
隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,汽車產(chǎn)量和保有量逐步增加給社會(huì)帶來了3大問題――油耗、安全、環(huán)保。研究表明,若整車質(zhì)量降低10%,燃油效率可提高6%~8%;因此,汽車輕量化是降低油耗的有效解決途徑,并已成為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的一項(xiàng)關(guān)鍵性研究課題[1]。汽車輕量化除了采用輕質(zhì)材料如鋁合金、鎂合金、鈦合金和復(fù)合材料外,另一主要途徑是在結(jié)構(gòu)上采用“以空代實(shí)”,即對(duì)承受以彎曲或扭轉(zhuǎn)載荷為主的構(gòu)件,采用空心結(jié)構(gòu)取代實(shí)心結(jié)構(gòu),從而充分利用材料的強(qiáng)度和剛度的同時(shí)又能減輕重量,節(jié)約材料。內(nèi)高壓成形技術(shù)正是這種加工空心構(gòu)件的先進(jìn)工藝方法,適合制造空心變截面輕量化構(gòu)件。內(nèi)高壓成形技術(shù)適用于制造汽車、航空、航天和管道等行業(yè)的沿構(gòu)件軸線變化的圓形、矩形或異形截面空心構(gòu)件[2],如汽車的排氣系統(tǒng)異型管件、非圓截面空心框架如副車架、儀表盤支架、車身框架(約占汽車總重量的11%~15%)和空心軸類件和復(fù)雜管件等。適用材料包括碳鋼、不銹鋼、鋁合金、銅合金及鎳合金等,原則上適用于冷成形的材料均適用于內(nèi)高壓成形工藝。
1內(nèi)高壓成形技術(shù)的國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀
發(fā)達(dá)國家中美國克萊斯勒(Chrysler),德國奔馳(Benz)等汽車的排氣系統(tǒng)均采用內(nèi)高壓成形的排氣管件。德國的DaimlerChrysler AG 漢堡(Hamburg)工廠1994年開始雙層間隙排氣歧管的內(nèi)高壓成形的研究工作,并于1995年開始正式投入生產(chǎn),到1999年止,已采用此技術(shù)生產(chǎn)大約350萬件排氣管件。美國克萊斯勒汽車公司首先用內(nèi)高壓成形技術(shù)生產(chǎn)了儀表盤支梁。美國的通用汽車公司制造了副車架、散熱器支架、下梁和車頂托梁等空心輕體件。福特(Ford)公司在底盤零件、車身框架、排氣系統(tǒng)管件等應(yīng)用了內(nèi)高壓技術(shù)。
哈爾濱工業(yè)大學(xué)液力成形工程研究中心系統(tǒng)地開展了內(nèi)高壓成形機(jī)理、工藝、模具及設(shè)備的相關(guān)研究。不僅研究了成形極限、應(yīng)力應(yīng)變分布等工藝基礎(chǔ)理論,還解決了預(yù)成形設(shè)計(jì)和壁厚控制、超高壓建立及實(shí)時(shí)控制、高壓穩(wěn)定密封等工藝與設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)。目前,已經(jīng)應(yīng)用于汽車底盤零件和排氣管、鋁合金管件等的實(shí)際生產(chǎn)。北京科技大學(xué)蘇嵐等對(duì)T型管的內(nèi)高壓成形過程進(jìn)行有限元模擬研究,對(duì)軸向載荷的作用以及最佳加載路徑的形式進(jìn)行深入探討[3]。
2內(nèi)高壓成形技術(shù)在典型零件的應(yīng)用
2.1 組合式凸輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸傳統(tǒng)制造工藝是采用圓鋼棒料(或楔橫軋坯料)車削出凸輪外形或鑄造出凸輪軸外形,然后經(jīng)粗磨和精磨加工出成品。近年來,隨著發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn),凸輪軸方式由浸油改為中心孔通油到軸頸。在實(shí)心軸上鉆削細(xì)長中心孔十分困難、時(shí)間長、成本高。對(duì)于鑄造凸輪軸,由于鑄造組織偏析,性能不均勻,使細(xì)長中心孔鉆削更加困難,經(jīng)常發(fā)生鉆偏或鉆頭卡斷??梢?,凸輪軸的傳統(tǒng)制造工藝既耗費(fèi)大量材料又浪費(fèi)機(jī)加工時(shí)間,效率低成本高。提出了預(yù)先鍛造或鑄造加工出凸輪,然后用鋼管通過超高壓脹接裝配成整軸的新方法,從根本上克服了傳統(tǒng)制造工藝的缺點(diǎn)。
2.2 副車架上海大眾引進(jìn)的Passat B5轎車,其副車架首次用內(nèi)高壓成形技術(shù)。在引進(jìn)初期,對(duì)同一個(gè)平臺(tái)曾分別請(qǐng)兩家公司設(shè)計(jì)出了兩套方案:一套由Braunschweig公司設(shè)計(jì),用鋼板精沖后焊接的片狀副車架方案;另一套由Benteler公司設(shè)計(jì),用管材經(jīng)內(nèi)高壓成形后焊接的管狀副車架方案。經(jīng)分析論證納Benteler公司方案,主要原因是其制造工藝――內(nèi)高壓成形技術(shù)比精沖后焊接的技術(shù)含量高。從柱狀圖1可看出,管狀副車架的生產(chǎn)具有人員少、場地小、材料利用率高和焊縫少的特點(diǎn)。焊縫少直接影響到焊接的熱變形小,從而保證最終的裝配精度。同時(shí)內(nèi)高壓一次成形復(fù)雜的加工表面,使管材經(jīng)過均勻的連續(xù)塑變后冷作硬化,壁厚減薄程度一致,內(nèi)、外表面連續(xù)、光滑地過渡,也能保證相當(dāng)高的尺寸精度??招牡墓懿脑谧冃芜^程中內(nèi)部形成不間斷的纖維組織,使整體的強(qiáng)度提高,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的合理性增加。這一系列的優(yōu)點(diǎn)正是內(nèi)高壓成形技術(shù)本身的突破性和先進(jìn)性應(yīng)用于副車架的生產(chǎn)時(shí)的體現(xiàn)。
2.3 汽車結(jié)構(gòu)件圖2為克萊斯勒300轎車儀表盤支架和底盤前橋的內(nèi)高壓成形件。儀表盤支架長度達(dá)1600mm,前橋管材直徑則為76.3mm。這兩個(gè)零件是首次采用中國研制的管材、工藝和設(shè)備、并通過實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化的批量生產(chǎn)得到的。
2.4 渦輪增壓器管經(jīng)內(nèi)高壓成形的鋁制渦輪增壓管,不僅重量輕,還可獲得更高的強(qiáng)度及最佳流量特性。數(shù)個(gè)汽車零件可直接包括在內(nèi)高壓成形加工中,允許將較輕的基本結(jié)構(gòu)件與復(fù)雜的和高應(yīng)力功能元件結(jié)合在一起。
2.5 車身用內(nèi)高壓成形方法生產(chǎn)的零件經(jīng)優(yōu)化碰撞特性后重量更輕,剛性更強(qiáng)、更結(jié)實(shí)。就汽車車身而言,內(nèi)高壓成形方法主要用于車架的制造,如圖3所示。
參考文獻(xiàn):
中圖分類號(hào):TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2012)33-0018-03
機(jī)械制造技術(shù)是研究產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、加工制造、銷售使用、維修服務(wù)乃至回收再生整個(gè)過程的工程學(xué)科,并廣泛將電子學(xué)、信息科學(xué)、材料學(xué)、生物學(xué)、管理科學(xué)等最新科學(xué)成就融入其中,目的是提高產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和競爭力。
機(jī)械制造業(yè)為整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)提供技術(shù)裝備,其發(fā)展水平是國家工業(yè)化程度的主要標(biāo)志之一。我國加入了WTO后,面對(duì)日益激烈的市場競爭環(huán)境,越來越多的制造企業(yè)開始將大量的人力、財(cái)力和物力投入到先進(jìn)的制造技術(shù)研究中。近年來,我國制造科學(xué)技術(shù)有了日新月異的變化和發(fā)展,但與先進(jìn)的國家相比仍有一定差距,為了迎接挑戰(zhàn),必須認(rèn)清制造技術(shù)的發(fā)展趨勢,縮短與先進(jìn)國家的差距,使我國的產(chǎn)品上質(zhì)量、上效率、上品種和上水平。
1 現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的特征
1.1 面向工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)
隨著生活水平不斷提高,人們對(duì)各種產(chǎn)品的要求也越來越高,除了質(zhì)量的要求外,人們慢慢地也開始追求產(chǎn)品的精美外觀,因此,現(xiàn)代化的各種制造技術(shù),應(yīng)該滿足人們對(duì)產(chǎn)品的最實(shí)際要求與效果,這無形中也促進(jìn)了企業(yè)競爭實(shí)力的提升,進(jìn)而促進(jìn)了國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增長,從而提高了整個(gè)制造業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)價(jià)值。
1.2 CAD/CAM的廣泛應(yīng)用和開發(fā)
機(jī)械制造與電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合越來越緊密,計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展,使機(jī)械技術(shù)、制造和理論計(jì)算融為一體。NC、CAD/CAM、工業(yè)機(jī)器人、柔性制造系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等已成為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的強(qiáng)大手段,成為制造業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)志。
1.3 設(shè)計(jì)與工藝一體化
隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展、社會(huì)需求的日益多樣化,更新?lián)Q代加快、品種越來越多、批量越來越少。因此,小批量的生產(chǎn)在產(chǎn)品生產(chǎn)中已成為主流,出現(xiàn)了面向制造設(shè)計(jì)的并行工程(CE)和精良生產(chǎn)(LP)新技術(shù),使設(shè)計(jì)與工藝一體化。隨著計(jì)算機(jī)的普及與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展,設(shè)計(jì)與工藝一體化進(jìn)程正在加速發(fā)展。
1.4 制造技術(shù)已成為系統(tǒng)
先進(jìn)制造技術(shù)之所以具有強(qiáng)大的優(yōu)越性,其根本原因在于它在利用傳統(tǒng)制造技術(shù)的同時(shí),能不斷結(jié)合當(dāng)今現(xiàn)代化的高新技術(shù)成果,這樣既避免了傳統(tǒng)制造技術(shù)的缺陷空白,又充分發(fā)揮了現(xiàn)代技術(shù)的能量流與信息流,使之成為一個(gè)完整的系統(tǒng)。
1.5 加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)
生產(chǎn)者在生產(chǎn)的過程中,對(duì)環(huán)境的保護(hù)越來越重視,對(duì)一些可以再次利用的資源進(jìn)行最大可能的回收,并加以利用,將資源的回收利用,這也是現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展的重要方向。
2 現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r
近年來,我國制造業(yè)不斷引進(jìn)世界先進(jìn)制造技術(shù),并加大各領(lǐng)域的技術(shù)研究,形成了一定特色的制造新氣象,但是,對(duì)于高精尖端的領(lǐng)域,與歐美等一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比,仍然存在很大一段差距,主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:
2.1 生產(chǎn)管理
工業(yè)發(fā)達(dá)強(qiáng)國在管理中廣泛采用計(jì)算機(jī)技術(shù),推出了準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)(JIT)、精益生產(chǎn)(LP)、敏捷制造(AM)、并行工程(CE)等新的管理思想和技術(shù),重視組織和管理體制、生產(chǎn)模式的更新發(fā)展。我國多數(shù)小型企業(yè)卻采用經(jīng)驗(yàn)管理方法,只有少數(shù)大型企業(yè)采用了計(jì)算機(jī)輔助管理技術(shù)。
2.2 制造設(shè)計(jì)
隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD/CAM)的興起,世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國家抓緊有利時(shí)機(jī),不斷將該技術(shù)引用其中,并能做到對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和規(guī)則進(jìn)行定期更新與處理。我國對(duì)CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用卻不是很普遍,且該領(lǐng)域的人才較為緊缺。
2.3 自動(dòng)化裝備
目前制造業(yè)正在從以機(jī)器為特征的傳統(tǒng)技術(shù)時(shí)代向著以信息為特征的系統(tǒng)技術(shù)時(shí)代邁進(jìn),進(jìn)入了一個(gè)能夠增強(qiáng)企業(yè)在不可預(yù)見的多變環(huán)境中生存能力的全球化敏捷制造階段,世界各國十分重視發(fā)展先進(jìn)制造與自動(dòng)化技術(shù),許多工業(yè)國家應(yīng)用先進(jìn)制造與自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)、制造和經(jīng)營的一體化,加強(qiáng)了在國際市場的壟斷地位,而我國在這一方面卻顯得非常的薄弱。
2.4 制造工藝方面
精細(xì)加工、微細(xì)加工、微型機(jī)械和微米納米技術(shù)、高精密加工技術(shù)、超塑激光加工技術(shù)、電磁加工技術(shù)以及復(fù)合加工技術(shù)等新型加工方法在工業(yè)發(fā)達(dá)國家應(yīng)用較廣泛。而我國普及率不高,尚在開發(fā)、掌握之中。
3 我國機(jī)械制造先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展趨勢
現(xiàn)代制造技術(shù)是在保留傳統(tǒng)制造工藝積極要素的同時(shí),不斷融入當(dāng)今最新的研究發(fā)展技術(shù)而成,并在產(chǎn)品生產(chǎn)的所有領(lǐng)域及過程中廣泛滲透。
3.1 智能工程化
人類和智能機(jī)械共同組成人機(jī)一體化,形成智能系統(tǒng),該系統(tǒng)在制造過程中能進(jìn)行如構(gòu)思、分析、判斷、推理、決策等智能活動(dòng)。智能系統(tǒng)中,“智能”主要體現(xiàn)于系統(tǒng)具有極好的“柔”特性。在設(shè)計(jì)和制造中,采用模塊化,使其具有較大柔性。
3.2 自動(dòng)技術(shù)化
自動(dòng)化技術(shù)在制造系統(tǒng)中主要表現(xiàn)在集成技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、柔性制造技術(shù)、人機(jī)一體化等各個(gè)方面,自動(dòng)化技術(shù)向高科技方向縱深是制造業(yè)的發(fā)展趨勢所在。
3.3 虛擬技術(shù)化
虛擬技術(shù)在制造過程中可模擬和檢驗(yàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程。為優(yōu)化產(chǎn)品的制造工藝、保證產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)周期和成本最低標(biāo),并檢驗(yàn)產(chǎn)品的可加工性、加工方法和工藝的合理性,需進(jìn)行生產(chǎn)過程計(jì)劃、管理、調(diào)度、供應(yīng)鏈及物流設(shè)計(jì)的仿真,以預(yù)知設(shè)計(jì)與生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的缺陷和錯(cuò)誤。
3.4 綠色環(huán)保化
在設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)過程、包裝等各個(gè)生產(chǎn)過程中進(jìn)行綠色管理,產(chǎn)出綠色產(chǎn)品,產(chǎn)品在使用完后還可進(jìn)行回收利用。通過綠色制造技術(shù)能使原材料和能源的利用效率達(dá)到最高,最大限度地減少制造對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。
3.5 全球一體化
自從加入WTO,世界各國之間的距離變得越來越小了,全球之間的貿(mào)易往來更加密切,世界是一個(gè)大工廠,全球一體化的進(jìn)程日益加快。網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展,更是加速了各國企業(yè)之間的交流與合作,從而產(chǎn)生更激烈的競爭,這樣一種發(fā)展的模式有力地促進(jìn)了國際市場間的競爭。
4 結(jié)語
在激烈的國際競爭環(huán)境中,一個(gè)國家科技發(fā)展水平的高低,制造業(yè)在其中起到了關(guān)鍵的衡量作用。我國正處于改革的轉(zhuǎn)型期,有相當(dāng)?shù)那把乜茖W(xué)技術(shù)還沒有自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán),制造水平也非常薄弱,需要不斷地攻堅(jiān)克難。只有把握住世界先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展潮流,順應(yīng)改革的步伐,將其放在戰(zhàn)略優(yōu)先的高度,加大投入,這樣才能縮短與先進(jìn)工業(yè)國家的距離,才能在世界的競爭場上占有一席
之地。
參考文獻(xiàn)
[1] 馬曉春.我國現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢[J].森林工程,2003,(3):23-24.