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先进制造技术的应用与发展

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南昌工学院2009级论文1南昌工学院

课程论文报告课程名称：先进制造技术概论

论文题目：先进制造技术技术的应用与发展

姓名：二级学院：机械工程学院

专业：汽车检测与维修

班级：学号：指导教师：邱志敏

职称：助教

2012年1月15日南昌工学院2009级论文

2目录前言.........................................................................................................................................................................31什么是先进制造技术.....................................................................................................................................31.1先进制造技术的含义及提出背景.....................................................................................................31.2先进制造技术的特点............................................................................................................................41.3先进制造技术的应用............................................................................................................................51.3.1先进制造业的工艺基础.............................................................................................................51.3.2先进制造工艺的特点.................................................................................................................52先进制造技术的先进模式...............................................................................................................................63先进制造模式与先进制造技术的关系...........................................................................................................84现代机械工程的前沿科学..............................................................................................................................94．1制造科学与信息科学的交叉--制造信息科学.....................................................................................94．2微机械及其制造技术研究..................................................................................................................104．3材料制备／零件制造一体化和加工新技术基础.............................................................................114．4机械仿生制造......................................................................................................................................114．4．1面向生命的仿生制造............................................................................................................124．4．2面向制造的仿生制造............................................................................................................125现代制造技术的发展趋势............................................................................................................................126我国先进制造技术现状.................................................................................................................................137美国AMT计划..............................................................................................................................................138先进制造技术的未来发展.............................................................................................................................14参考文献...............................................................................................................................................................15致谢.......................................................................................................................................................................16评分标准...............................................................................................................................................................17南昌工学院2009级论文

3先进制造技术技术的应用与发展（摘要）：随着我国制造业的的不断发展，先进制造技术得到越来越广泛的应用。本文主要

阐述了先进制造技术与机械制造业的相互关系，和先进制造业的应用领域等。以及先进制造技术的应用，由传统制造业向观念现代机械制造业的转变，先进制造技术现状及其发展趋势，以及日益国际化的制造方式，以及柔性制造系统等在先进制造技术中的运用，和先进制造技术工艺特点等以及先进制造的前沿科学，并展望了先进制造技术的发展前景。（关键词）：先进制造技术机械制造业关系对策应用特点柔性制造系统制造方式

前言

制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，伴随着世界经济日益国际化，更兼并着科学技术的不断发展与突飞猛进，工业化的发展程度，成为一个国家在世界地位中凸显的重要标志之一，为此，先进技术则成为此领域内的一项重要技术之一。制造业其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。在一个国家的企业生产力构成中，制造技术的作用一般占60%左右。专家认为，世界上各个国家经济的竞争，主要是制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化，这种竞争日趋激烈，因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究。尤其高效高质量制造技术被广泛应用于飞机、汽车、造船、模具制造业、特殊材料加工以及航空航天、国防事业等。先进制造技术逐步成为衡量一国家工业化的核心标志，并对一个国家的、经济、航空航天、国防事业作出重大贡献。并逐步成为推动世界先进技术向高端技术发展重要标志。

1什么是先进制造技术

1.1先进制造技术的含义及提出背景先进制造技术(AdvancedManufacturingTechnology),人们往往用AMT来概括由于微电子技术、自动化技术、信息技术等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。1993年，美国政府批准了由联邦科学、工程与技术协调委

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先进制造技术在航空业的应用与发展

先进制造技术在航空业的应用与发展

Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｖｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
科 技 视 界
科技・ 探索・ 争鸣
先进制造技术在航空业的应用与发展
梁 伟 王 先 （ 桂 林 航天 工业 学 院 机 械 工程 系 ， 广 西 桂林 ５ ４ １ ０ ０ ４ ）
【 摘 要】 先进制造技术不断创新和发展 ， 使得航空业的产品具备高性能、 高轻型、 高可靠性、 高舒适 型及 长寿命和低成本 ， 成为发展 主流。 【 关键词 】 先进制造技术 ； 高性能 ； 高轻型 ； 高可靠性 ； 高舒适型 ； 发展
建筑 ， 造船等工业 。 夹层结构件的外皮通常选用金属薄 随着现代科学技术的发展 ， 航空制造业也发生了巨大 的变化 。为 广泛用 于航空 。 芯子为蜂窝结构件或低 密度塑料 ． 采 用胶接技术制造 并组装成夹 满足现代航空业发展的需求 ． 先进制造技术得以广泛的应用和发展。 板． 层 结构件 目 前． 金属蜂窝夹层胶接结构已被大量地应用 于飞机结构 ， １ 数 控 加 工 技 术 其 比重 能比铆接结构减轻 ２ ５ ％左右 金属 复合层板胶接技术是利用胶接技术将各 向同性 的铝合金（ 含 随着 计算 机技 术 的不断 发展 和运用 ．飞机制 造业 中广泛 采用 Ｃ Ａ Ｄ ／ Ｃ Ａ Ｐ Ｐ ／ Ｃ Ａ Ｍ系统和 Ｄ Ｎ Ｃ 技术 ． 实现 了飞机加工数控化 ． 达到数控 铝 锂合金１薄板与各 向异性 的纤维复合材 料结合起 来的新 型结构材 料——纤 维铝合金复合层板胶接结构 ． 基于芳纶纤维的复合层板称为 加 工高效 率 ． 建 立了柔 性生产 线并发展 了高速切 削加 工技术 Ａ Ｒ Ａ Ｌ Ｌ结构 ， 基于玻璃纤 维的复合层板称为 Ｇ Ｌ Ａ Ｒ Ｅ结构。Ａ Ｒ Ａ Ｌ Ｌ 层 １ ． １ 实现了高效 数控加 工 西方 发达国家在航 空制造业 中数控 机床 占的 比例高达 ５ ０ ％ ８ ０ ％ 板 的芳纶纤 维抗压性 能差 ．在循 环压应 力作用下容 易断 裂 ，因此 ， Ｒ Ａ Ｌ Ｌ 层板只能用做机翼下 蒙皮 ．而不适 合用做机身蒙皮。Ｇ Ｌ Ａ Ｒ Ｅ 左右． 波音 、 麦道 、 空 中客车等飞机制造 公司都配 置了大量 的大型 、 多 Ａ 坐标 数控铣 和加 工中心及 与之相关 的配套设备等 ． 基本 实现了数控加 层板结构不存在这个问题 。 工 的高效 率化。 １ ． ２ 广 泛应用 Ｃ ＮＣ技术 进入 ２ ｌ 世纪 ． Ｃ Ｎ Ｃ 技 术已普 遍应用在各个领域 。如波音 、 空 中客 车、 麦道 等公 司都在生 产制 造线建立 了 Ｃ Ｎ Ｃ系统 。 连接分 布在若 干不 同车间中的上百 台数控设 备 ， 包括加工 中心 、 大型铣 床 、 数控测量 机。 采用 Ｃ Ｎ Ｃ 技术具 有明显的经济和技术效益 ． 可提高 ２ ０ ％～ ２ ５ ％的生产 效率 。 １ ． ３ 广泛应用先进 的 Ｃ Ａ Ｄ ／ Ｃ Ａ Ｐ Ｐ ／ Ｃ Ａ Ｍ 系统 广泛应 用 Ｃ Ａ Ｄ ． Ｃ Ａ Ｐ Ｐ ／ Ｃ Ａ Ｐ Ｐ ／ Ｃ Ａ Ｍ 自动化设计 制造应用软件 以及 Ｄ Ｆ ｘ 等并行 工程 ． 并有 足够的工 艺知识数据库 、 切削参数数据库 、 各种 规范化 的技术资料作为使 能工具 。因而设计与工艺手段先进 ， 工 艺精 良。 Ｎ Ｃ 加 工程序优质 ． 缩短 了工艺准备周期 ， 提高 了设 备利用率 和生 产效率 ． 大大机结构所承载荷通过连接部位传递 ． 形成 连接处应 力集中。据 统计 ． 飞机 机体疲 劳失效事故 的 ７ ０ ％起 因于结构连接 部位 ． 其中８ ０ ％ 的疲劳裂纹发 生于连接孔处 ． 因此 ． 连接质量极 大地影响着飞机 的寿 命 现代飞机的制造中大量地采用了先进的 自动化连接技术 ， 大大提 高 了飞机 的使用寿命和安全可靠性 ３ ． １ 应用 自动化焊接技术 新材料 、 新结构 、 新工艺的有机结合 ， 使 得焊接技术成 为了航 空制 造领域 的主导技 术之一 ， 它 的进 步与发展不仅 能减 轻飞机 、 发动 机的 重量 。 而且还为其计新构思提供技术 支持 ， 促进 飞机 、 发 动机性 能的提 高 焊接结构件在喷气 发动机零 部件 总数 中所 占比例 已超过 ５ ０ ％， 焊 接的工作量已 占发动机 制造总工时的 １ ０ ％左右。 采用由计算机控 制的 焊接设备和检测设备 ． 可以改变工 艺可变性控制 。 提高焊接速度 和焊 ２ 复合材料构件制造技术 接质量 ． 降低焊接机构的成本 。 ． ２ 应 用 自动化钻铆 技术 复合材料主要是指树脂基复合材料 、先进聚合物基复合材料等 。 ３ 随着现代飞机的安 全使用 寿命要求 日 益增长 ． 手工铆接难 以保证 它本身具备 了较 高的 比强度 、 比模 量 。 抗疲劳 、 耐腐蚀 、 成 形工艺性好 必须采用 自动钻铆装配设备实现稳定 的高质量 的连接 。有 及可设计性 强等特点 。 现 已成 为飞机结构 中与铝合金 、 钛 合金和钢并 寿命要求 ． 大 型 自动钻铆机 、 安 装特种紧 固件 的钻铆 机和微型 自 驾齐驱的 四大结构材料之一。复合材料将成为 ２ ｌ 世纪航空制造技术 中小型钻铆机 、 动钻铆机等。 自动钻铆 机与托架 系统相配套 。 能提高效率 。对尺寸较 新材料发展 的主流方 向之一。 大、 复杂的结构 ， 尤其是 双曲度 的飞机机身和机翼壁板进行 自 动钻铆 ， ２ ． １ 应用热压罐制造技术 动定位和调平 。 而对 于外形较平 该项技术普遍地应用 于复合 材料构件生产 ， 热压罐／ Ｖ Ａ Ｒ Ｔ Ｍ组合 配备全 自动托架 系统以实现工件 的 自 半自 动托架系统。 成型新工艺是树脂基复合材料成型工艺的一个新发展 ， 特别适用 于平 直的中小 结构的擘板大 多配置手动 、 ＿ ３ 应 用 自动化装配技术 面、 立体织物增强高粘度树脂基复合材料的液体注射成型 、 航空 、 航天 ３ 发达 国家的飞机连接装配 已由单 台数控 自 动钻铆机的配置 ， 向由 等先进复合材料制造领域 多 台数控 自动钻铆 机、 托架系统配置或 由自动钻铆设备和带视觉系统 ２ ． ２ 应用缝合ｆ Ｒ Ｔ Ｍ。 Ｒ Ｆ Ｉ ） 复合材料技术 大型龙 门机器人 、 专用柔性 工艺 装备及坐标测最机 等多种 采用缝合复合材料可以提高复合材 料制件 的力学 性能 ， 从而进一 的机器人 、 不 同配置组成 的柔性 自 动装配系统发展。 柔性 自 动钻铆 、 装配系 步提高复合材料结构效率 ． 降低结构重 量。缝 合技术 还可以将两个或 设备 、 费用降低 ， 废品率降低。 多个 零件的增加织物叠层缝 合在一起 ． 制成大 型整体 结构预制件 ． 从 统使生产效率大大提高 ， ３ ． ４ 应用机械手和机器人 而满足新型制件的要求 采用 自 动机器人装配系统可实现对不开敞 、 难 加工部位的装配 。 ２ － ３ 应用胶接结 构制造技术 能有 胶接技 术可用 于连接不 同材料 、 不 同厚度 、 二层或 多层结构 。 主要 工业机械手一机器人作为柔性装配系统 中一个 不可分割的部分 ． 降低装配成本。 包括金属胶 接结构 制造技术 、 蜂 窝夹层胶接结构技术 和金 属复合层板 效提高装配效率和装配质量 ，
先进制造技术在重点支持的八大高新技术领域的应用案例分析

先进制造技术在重点支持的八大高新技术领域的应用案例分析

先进制造技术在重点支持的八大高新技术领域的应用案例分析随着科技的快速发展，先进制造技术作为推动经济增长和技术进步的重要手段，在各个领域都得到了广泛应用。

本文将从八大高新技术领域的角度出发，分析先进制造技术在每个领域中的应用案例。

一、信息技术领域在信息技术领域，先进制造技术的应用案例不计其数。

以电子产品制造为例，通过引入自动化生产线和智能制造系统，大大提高了生产效率和产品质量。

例如，某公司采用了全自动化的电子产品组装线，将原本需要100名工人进行手工组装的工序，减少到只需10名工人进行监控和调试。

这使得产品的组装速度大大提升，同时还降低了人力成本。

二、新材料技术领域新材料技术是推动工业发展和创新的重要驱动力。

通过先进制造技术的应用，新材料行业取得了显著的成就。

以纳米材料制备为例，采用先进的纳米制备设备和工艺，可以实现对材料的精确控制和调节。

这一技术在医疗器械领域得到了广泛应用，比如利用纳米材料制备出的人工关节，可大大提高手术成功率和患者的生活质量。

三、生物技术领域生物技术领域是应用先进制造技术的重要领域之一。

特别是生物医药领域，先进制造技术的应用正在推动药物制造和疫苗生产的发展。

例如，利用基因工程技术和生物反应器，可以实现对重要药物的大规模生产。

这不仅提高了药物的供给能力，同时也降低了制药成本，使得患者能够获得更加有效和经济的治疗手段。

四、先进能源领域先进制造技术在先进能源领域的应用案例也非常丰富。

以太阳能领域为例，通过引入先进的光伏电池制造技术，太阳能发电的效率得到了大幅提升。

同时，先进制造技术还可以实现对能源设备的精确控制和优化调节，提高了能源利用的效率。

这使得太阳能等可再生能源成为了未来低碳能源发展的重要选择。

五、高端装备制造领域高端装备制造领域是先进制造技术应用的重点领域之一。

例如，在航空航天领域，通过引入先进的数控加工技术和精密制造设备，可以实现对零部件的高精度加工和装配。

这不仅提高了航空航天产品的性能和安全性，同时也使得我国在航空航天领域具备了更强的竞争力。

先进制造技术的现状和发展趋势

先进制造技术的现状和发展趋势

先进制造技术的现状和发展趋势摘要近年来, 制造业出现了世界范围的研究并采用“先进制造技术”的浪潮，先进制造技术已成为当代国际间的科技竞争的重点。

本文论述了先进制造技术的发展现状与发展趋势，指出：信息化、精密化、集成化、柔性化、动态化、虚拟化、智能化、绿色化将是未来制造技术的必然发展方向。

1.先进制造技术简介1.1先进制造技术的定义先进制造技术AMT(advanced manufacturing technology)是制造业不断吸收机械、电子、信息(计算机与通信、控制理论、人工智能等)、能源及现代系统管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁和灵活生产，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。

它集成了现代科学技术和工业创新的成果，充分利用了信息技术，使制造技术提高到新的高度。

先进制造技术是不断利用新技术逐步发展和完善的技术，因而它具有动态性和相对性。

先进制造技术以提高企业竞争能力为目标,应用于产品的设计、加工制造、使用维修、甚至回收再生的整个制造过程，强调优质、高效、清洁、灵活生产，体现了环境保护与可持续发展和制造的柔性化。

1.2 先进制造技术的内涵和技术构成先进制造技术的技术构成可以分为以提高生产效率和快速响应市场需求为目的的技术构成和以满足特种需求为目的的技术构成。

以提高生产效率和快速响应市场需求为目的的技术构成强调制造系统与制造过程的柔性化、集成化和智能化。

包括：(1) 系统理论与技术(着重制造系统组织优化与运行优化,以提高制造系统的整体柔性与效率) 。

(2) 制造过程的单元技术(着重制造过程的优化,以提高单元的效率与精度) 。

系统理论与技术涉及范围包括：CIMS、敏捷制造、精益生产、智能制造等。

制造过程单元技术涉及的范围包括：设计理论与方法、并行工程、系统优化、运行、控制、管理、决策与自组织技术、虚拟制造技术、制造过程智能检测、信息处理、状态检测、补偿与控制、制造设备的自诊断与自修复、智能机器人技术、智能数控技术、精密成型技术等。

先进制造技术在制造业中的创新应用案例分享

先进制造技术在制造业中的创新应用案例分享

案例一：某跨国企业运用物联网技术对全球范围内的物流运输进行实时监控，确保 了货物的安全运输，减少了物流损失。
案例二：某大型零售商通过物联网技术对库存进行精细化管理，实现了库存水平的 实时监控和预测，降低了库存成本，提高了资金的利用效率。
这些应用案例表明，物联网技术在制造业中具有广泛的应用前景，能够推动制造业 的转型升级，提升企业的竞争力和可持续发展能力。
机器人通过视觉系统对电子产品 进行外观检测和性能测试，确保
产品质量。
仓储与物流管理
机器人实现电子产品的自动分拣 、搬运和存储，提高仓储管理效
率。
机器人技术在食品制造业的应用案例
自动化生产线
机器人在食品生产线上完成食品的切割、搅拌、包装等工序，确 保生产过程的卫生和效率。
食品检测与安全监控
机器人利用先进的检测技术对食品原料、半成品和成品进行质量与 安全检测，保障食品安全。
减少材料浪费：通过精 确的计算机辅助设计， 可以减少原材料的使用 ，降低生产成本。
缩短生产周期：3D打印 技术简化了传统制造流 程，缩短了从设计到生 产的时间。
3D打印技术在汽车制造业的应用案例
01
02
03
零部件生产
利用3D打印技术，汽车制 造商可以快速、精确地生 产出复杂的零部件，提高 生产效率。
先进制造技术的发展趋势
要点一
总结词
数字化、智能化、绿色化。
要点二
详细描述
随着科技的不断进步，先进制造技术也在不断发展和升级 。未来，它将更加注重数字化、智能化和绿色化。数字化 技术可以实现制造过程的信息化和可视化，提高制造精度 和效率；智能化技术可以实现自主决策和自适应控制，提 高制造系统的灵活性和适应性；绿色化技术可以实现资源 节约和环境保护，促进制造业的可持续发展。