先进制造技术激光加工技术
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对激光加工技术的理解与认识一、激光加工技术的定义及原理激光加工技术是指利用激光器产生的高能量密度的激光束,对材料表面进行加工处理的一种先进制造技术。
其原理是利用激光器产生的高能量密度的激光束,通过聚焦透镜将激光束聚集到极小点上,使材料表面瞬间受热融化或汽化,从而实现对材料进行切割、打孔、焊接等各种加工处理。
二、激光加工技术的分类及应用1. 激光切割技术:主要应用于金属材料和非金属材料的切割处理。
2. 激光打孔技术:主要应用于金属板、塑料板、陶瓷等材料的打孔处理。
3. 激光焊接技术:主要应用于金属材料之间或者非金属材料与金属材料之间的焊接处理。
4. 激光雕刻技术:主要应用于木板、有机玻璃等非金属类材料上进行图案雕刻和文字刻写。
三、激光加工技术的优点1. 高精度:激光束可以聚焦到很小的点上,因此可以实现高精度的加工处理。
2. 高效率:激光加工速度快,可以大幅提高生产效率。
3. 无接触性:激光加工过程中不需要与材料接触,从而避免了因接触而产生的磨损和变形等问题。
4. 灵活性:激光加工可以对不同形状、不同材质的材料进行处理,具有很大的灵活性。
四、激光加工技术的缺点1. 高成本:激光器价格昂贵,且维护成本也较高。
2. 容易受环境影响:激光束容易受到环境因素(如气体、尘埃等)影响而发生偏移或散射等问题。
3. 容易产生毒害物质:在某些情况下,激光加工会产生有害气体和废弃物。
五、激光加工技术未来发展趋势1. 多波长多功能化:未来发展趋势是将激光器的波长从单一的红光扩展到多种波长,实现多功能化加工。
2. 智能化:激光加工技术将更加智能化,可以通过计算机程序控制激光器进行自动化生产。
3. 环保化:未来发展趋势是要求激光加工技术在加工过程中尽可能减少对环境的污染和对人体的伤害。
六、结语激光加工技术是一种先进的制造技术,具有高精度、高效率、无接触性和灵活性等优点。
未来发展趋势是多波长多功能化、智能化和环保化。
尽管激光加工技术存在一些缺点,但随着技术的不断发展和完善,其应用范围将会更广泛,为制造业带来更多的机遇和挑战。
机械制造中的先进制造技术与工艺创新机械制造是现代工业领域中的重要部门之一,它涉及到许多制造工艺和技术。
随着科技的不断进步和创新,机械制造领域也在不断发展和演变。
先进制造技术和工艺的应用不仅提高了机械制造过程的效率,还改善了产品的质量和性能。
本文将探讨机械制造中的先进制造技术和工艺创新。
一、数控技术数控技术是一种基于计算机控制的先进制造技术,它可以对机械加工过程进行自动控制。
传统的机械加工需要依靠工人的经验和技巧,而数控技术可以精确地控制加工过程,提高加工精度和一致性。
数控技术不仅可以应用于常规加工操作,如铣削、钻孔和切割,还可以应用于复杂的曲面加工和多轴加工。
此外,数控技术还可以通过编程实现不同产品的批量生产和灵活制造。
二、激光切割技术激光切割技术是一种高精度的材料切割方法,它利用激光束对材料进行加工。
激光切割技术具有非接触加工、高精度、高效率和适用于各种材料的特点。
在机械制造中,激光切割技术可以用于金属材料和非金属材料的切割和雕刻。
相比传统的切割方法,激光切割技术不会引起材料变形和氧化,可以实现更精细的切割效果。
三、增材制造技术增材制造技术是一种通过逐层添加材料构建三维实体的制造方法。
它可以根据设计要求逐层添加材料,形成复杂的几何形状和内部结构。
机械制造中的增材制造技术包括3D打印和激光熔化沉积等方法。
与传统的机械加工方法相比,增材制造技术可以提高制造效率,减少材料浪费,并且可以制造出更复杂和个性化的产品。
四、智能制造技术智能制造技术是将信息技术与制造技术相结合的一种先进制造技术。
智能制造技术可以将传感器、计算机和网络等技术应用于机械制造过程中,实现自动化、柔性化和智能化的生产。
例如,智能制造技术可以通过监测和分析生产数据,提高生产效率和质量控制。
此外,智能制造技术还可以实现设备之间的互联互通和协作,提高生产系统的整体效率和灵活性。
五、先进材料应用随着科技的不断发展,新型材料的出现为机械制造提供了更多的选择。
先进制造技术的学科内容
先进制造技术是指利用新的科学技术和理论知识,应用于制造领域的一种先进
技术。
它涉及到了机械制造、自动化控制、信息技术等方面的学科内容。
在机械制造方面,先进制造技术包括了先进材料和先进加工工艺的应用。
先进
材料可以提高产品的性能和品质,如复合材料、高温合金等广泛应用于航空、航天、汽车等领域。
而先进加工工艺则可以提高生产效率和产品精度,例如激光加工、数控加工、超声波加工等技术的发展。
自动化控制是先进制造技术中的核心内容之一。
通过控制系统的设计和应用,
可以实现工业生产过程的自动化和智能化。
例如,工业机器人的应用可以替代人工操作,提高生产效率和产品质量;自动化生产线的应用可以实现产能的提高和生产过程的稳定性。
信息技术的发展也对先进制造技术起到了重要推动作用。
例如,互联网、物联
网等技术的应用可以实现生产过程的远程监控和管理,提高生产效率和资源利用率;人工智能的应用可以实现对制造过程的优化和预测,提高产品的质量和可靠性。
综上所述,先进制造技术的学科内容包括机械制造、自动化控制、信息技术等
方面的知识和技术。
通过学习和应用这些学科内容,可以推动制造业向数字化、智能化、绿色化方向发展,提高产品的竞争力和市场占有率。
1.先进制造技术:是制造业不断吸收信息技术及现代化管理等方面的成果,并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。
2.FMS:有两台以上的机床、一套物料运输系统(从装载到卸载具有高度自动化)和一套控制系统的计算机组成的制造系统。
3.FMS的类型:配备互补机床的FMS、配备可互相替换的FMS、混合式的FMS。
4.对于长度直径比小于2的回转体零件,通常在加工棱柱体的FMS中进行加工;对于棱柱体类零件,加工设备的选择通常在立式和卧式加工中心以及专用机床。
5.主轴箱更换式机床按照主轴箱更换方式分为:循环式输送主轴箱更换式机床;直线式输送主轴箱更换式机床;鼓轮式输送主轴箱更换式。
6.自动上下料装置:托盘交换器(有回转式和往复式)、多托盘库运载交换器、机器人。
7.工业机器人由执行机构、控制系统、驱动系统以及检测装置等几部分组成。
8.工业机器人分为:固定式机器人和移动式机器人。
9.在FMS中,零件运储系统包括自动运输和自动储存两方面工作。
10.零件在FMS内部的搬运主要采用以下三种运输工具:传送带、自动运输小车和搬运机器人。
11.自动导向小车的特点:较高的柔性;实时监视和扩展;安全可靠;维护方便。
12.自动小车按导向方法分为:有轨小车;线导小车;遥控小车;光导小车。
13.自动化仓库主要有:库房、堆垛起重机、控制计算机、状态检测器等组成。
14.自动化仓库的自动化包含:仓库管理自动化和入库出库的作业自动化。
15.刀具自动运输系统包括:刀具自动运输和刀具管理系统。
16.自动换刀方式:顺序选刀方式;道具编码方式;道具编码方式。
17.刀具的管理包括刀具的监控和刀具的信息管理。
18.生产计划调度系统是FMS单元控制器的核心功能软件。
计划与调度的目的是保证按期交货,保证均衡生产,提高设备利用率,缩短生产周期。
激光加工技术及其应用概述:激光加工(Laser Beam Machining,简称LBM是指利用能量密度非常高的激光束对工件进行加工的过程。
激光几乎能加工所有材料,例如,塑料、陶瓷、玻璃、金属、半导体材料、复合材料及生物、医用材料等。
在1960年12月,出生于伊朗的美国科学家贾万率人终于成功地制造并运转了全世界第一台气体激光器——氦氖激光器。
1962年,有三组科学家几乎同时发明了半导体激光器。
1966年,科学家们又研制成了波长可在一段范围内连续调节的有机染料激光器。
此外,还有输出能量大、功率高,而且不依赖电网的化学激光器等纷纷问世。
与传统加工技术相比,激光加工技术有以下特点(1激光功率密度大,工件吸收激光后温度迅速升高而熔化或汽化,即使熔点高、硬度大和质脆的材料(如陶瓷、金刚石等也可用激光加工;(2、激光头与工件不接触,不存在加工工具磨损问题;(3、工件不受应力,不易污染;(4、可以对运动的工件或密封在玻璃壳内的材料加工;(5、激光束的发散角可小于1毫弧,光斑直径可小到微米量级,作用时间可以短到纳秒和皮秒,同时,大功率激光器的连续输出功率又可达千瓦至十千瓦量级,因而激光既适于精密微细加工,又适于大型材料加工;(6、激光束容易控制,易于与精密机械、精密测量技术和电子计算机相结合,实现加工的高度自动化和达到很高的加工精度;(7、在恶劣环境或其他人难以接近的地方,可用机器人进行激光加工。
2.基本原理激光被广泛应用是因为它具有的单色波长、同调性和平行光束等3大特性。
科学家在电管中以光或电流的能量来撞击某些晶体或原子易受激发的物质,使其原子的电子达到受激发的高能量状态。
当这些电子要回复到平静的低能量状态时,原子就会射出光子,以放出多余的能量。
这些被放出的光子又会撞击其它原子,激发更多的原子产生光子,引发一连串的连锁反应,并且都朝同一个方前进,进而形成集中的朝向某一方向的强烈光束。
由此可见,激光几乎是一种单色光波,频率范围极窄,又可在一个狭小的方向内集中高能量,所以利用聚焦后的激光束可以穿透各种材料。
1、先进制造技术基本定义特点与传统制造区别基本定义:先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology,简称为AMT)是指微电子技术、自动化技术、信息技术等先进技术给传统制造技术带来的种种变化与新型系统。
具体地说,就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。
主要包括:计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。
AMT是制造业企业取得竞争优势的必要条件之一,但并非充分条件,其优势还有赖于能充分发挥技术威力的组织管理,有赖于技术、管理和人力资源的有机协调和融合。
特点:⑴先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是面向21世纪的技术,制造业是社会物质文明的保证,是与人类社会一起动态发展的,因此,制造技术必然也将随着科技进步而不断更新。
先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展而来,保持了过去制造技术中的有效要素;但随着高新技术的渗入和制造环境的变化,已经产生了质的变化,先进制造技术是制造技术与现代高新技术结合而产生的一个完整的技术群,是一类具有明确范畴的新的技术领域,是面向21世纪的技术。
⑵先进制造技术是面向工业应用的技术,先进制造技术应能适合于在工业企业推广并可取得很好的经济效益,先进制造技术的发展往往是针对某一具体的制造业(如汽车工业、电子工业)的需求而发展起来的适用的先进制造技术,有明显的需求导向的特征。
先进制造技术不是以追求技术的高新度为目的,而是注重产生最好的实践效果,以提高企业的竞争力和促进国家经济增长和综合实力为目标。
⑶先进制造技术是面向全球竞争的目前每一国家都处于全球化市场中。
一个国家的先进制造技术是支持该国制造业在全球范围市场的竞争力。
因此,先进制造技术的主体应具有世界水平。
但是,每个国家的国情也将影响到从现有的制造技术水平向先进制造技术的过渡战略和措施。
中国正在以前所未有的速度进入全球化的国际市场,开发和应用适合国情的先进制造技术势在必行。
汽车零件生产中的先进制造技术随着科技的快速发展,汽车零件生产领域也逐渐采用了先进的制造技术。
这些先进技术使得汽车零件的生产更加高效、精确和可持续。
本文将介绍汽车零件生产中的几种先进制造技术,并探讨它们的优势和应用。
1. 3D打印技术3D打印技术是一种以添加材料的方式建立三维物体的制造方法。
在汽车零件生产中,3D打印技术被广泛应用于原型制作和小批量生产。
相比传统的切削加工,3D打印技术可以快速制造高复杂度零件,并减少浪费和成本。
此外,3D打印技术还可以实现个性化定制,满足消费者多样化的需求。
2. 激光切割技术激光切割技术是利用激光束对汽车零件进行切割、打孔和雕刻的制造方法。
激光切割技术具有高精度、高速度和灵活性的特点,可应用于金属和非金属材料。
通过激光切割技术,可以实现复杂零件的加工,并提高生产效率和产品质量。
3. 自动化生产线自动化生产线是指利用各种机器和设备进行生产制造的过程,通过减少人工操作和提高生产效率,提高汽车零件的生产质量和可靠性。
自动化生产线广泛应用于汽车零件的装配、焊接、喷涂等环节,通过自动化技术可以实现无人值守的生产,并降低劳动强度和生产成本。
4. 智能制造技术智能制造技术是指应用信息和通信技术实现生产过程的智能化和自动化。
在汽车零件生产中,智能制造技术可以在生产过程中实时监测和分析数据,帮助管理者做出更加准确的决策。
智能制造技术还可以实现零件生产的灵活性和可追溯性,提高生产效率和产品质量。
5. 虚拟现实技术虚拟现实技术是一种通过计算机生成的仿真环境,让用户可以在这个虚拟环境中与物体进行互动。
在汽车零件生产中,虚拟现实技术可以用于零件设计和生产过程的仿真和优化。
通过虚拟现实技术,设计师和工程师可以更加直观地了解零件的性能和制造过程,减少设计错误和生产风险。
6. 物联网技术物联网技术是指将各种物理设备连接到互联网,实现信息的传递和共享。
在汽车零件生产中,物联网技术可以实现设备的远程监控和管理,提高生产过程的可靠性和效率。