先進制造技術是制造業(yè)在技術上的最高體現(xiàn)，并且在實際生產(chǎn)過程中，能夠取得一定的成效，下面是學習啦小編整理了機械先進制造技術論文，有興趣的親可以來閱讀一下!

　　機械先進制造技術論文篇一

　　先進機械制造技術創(chuàng)新和應用

　　摘要目前純粹的機械加工已不能涵蓋機械制造的概念，多學科的交叉使得機械制造的技術和水平得到空前的提升，尤其是計算機輔助技術。本文從專業(yè)角度闡述了機械制造技術的創(chuàng)新和應用。

　　關鍵詞 機械制造CAD3D打印

　　中圖分類號：F407.4 文獻標識碼：A 文章編號：

　　前言計算機輔助技術簡稱CAD，是指工程技術人員以計算為工具進行設計活動的全過程。包括資料檢索、方案構思、計算分析、工程繪圖和編制技術文件等，是隨著計算機、外圍設備及其軟件的發(fā)展而形成的一種綜合性高新技術。計算機輔助設計將計算機高速而精確的運算功能，大容量存儲和處理數(shù)據(jù)的能力，豐富而靈活的圖形、文字處理功能與設計者的創(chuàng)造性思維能力、綜合分析及邏輯判斷能力結合起來，形成一個設計者與計算機各發(fā)揮所長，又緊密配合的CAD系統(tǒng)，極大地加快了設計進程，縮短了產(chǎn)品的研制周期，提高了設計質(zhì)量。這種人機結合的交互式設計過程，構成了計算機輔助設計的工作過程。

　　機械CAD的基本內(nèi)容包括建模、分析、仿真、繪圖和工程數(shù)據(jù)庫的管理等5個方面，對于一個具體的CAD系統(tǒng)來說，由于所處理的對象不同，其功能上亦會有所差異，不一定都包含上述全部內(nèi)容。為了進行CAD工作，首先必須建立設計對象的計算機內(nèi)部表現(xiàn)形式，也就是設計模型。不同的設計任務需要不同性質(zhì)的模型，例如幾何模型、數(shù)學模型和物理模型等。在這些模型中，應用最廣泛，最基本的是幾何模型，幾何建模是把物體的幾何形狀轉變?yōu)橛嬎銠C能接受的數(shù)學描述。這種數(shù)學描述允許物體的圖像通過計算機輔助設計系統(tǒng)在圖形終端上進行顯示和變換。

　　為完成幾何建模，設計者要給計算機輸入三種命令才能在交互式計算機圖形系統(tǒng)的顯示屏幕上構造出物體的圖像。第一種命令是產(chǎn)生基本的幾何元素，諸如點、線和圓等;第二種命令是對這些元素進行比例變換、旋轉、平移等;第三種命令是把各個幾何元素連接成所要求的物體形狀。幾何模型的描述方法為：

　　1. 線框模型;

　　2. 表面模型;

　　3. 實體模型。

　　目前計算機輔助設計技術隨著計算機技術的發(fā)展而迅速的發(fā)展起來，在機械、建筑、醫(yī)學、通訊、宇航、船舶、輕工及軍事領域發(fā)揮著巨大的作用，同時CAD軟件的功能日益強大，使建模和設計不僅方便而且準確。不僅這些，更加完善的是目前的大部分CAD軟件都附帶許多不同的接口，可以進行輸入輸出的多種數(shù)據(jù)格式的轉換，這為CAD技術與其它技術的綜合應用提供了一個理想的平臺。

　　機械制造領域的快速成型技術是上世紀80 年代末期開始商品化的一種高新制造技術，它基于離散/堆積成型原理，在計算機控制下，生成實物的三維CAD 模型信息，再用相應處理軟件對其進行切片，從而得到二維圖形信息，經(jīng)過轉換，形成數(shù)控加工命令，將加工材料層層固化或堆積，由點到線，由線到面，由面到體，疊加形成三維原型，最后制造出表面情況較為復雜的制件。

　　快速成型技術與傳統(tǒng)方法相比具有獨特的優(yōu)越性和特點：

　　1.產(chǎn)品制造過程幾乎與零件的復雜性無關，可實現(xiàn)自由制造(Free Fabrication)，這是傳統(tǒng)方法無法比擬的;

　　2.產(chǎn)品的單價幾乎與批量無關，特別適合于新產(chǎn)品的開發(fā)和單件小批量零件的生產(chǎn);3.由于采用非接觸加工的方式，沒有工具更換和磨損之類的問題，可做到無人值守，無需機加工方面的專門知識就可操作;4.無切割、噪音和振動等，有利于環(huán)保;5.整個生產(chǎn)過程數(shù)字化，與CAD模型具有直接的關聯(lián)，所見即所得，可隨時修改，隨時制造;6.與傳統(tǒng)方法結合，可實現(xiàn)快速鑄造，快速模具制造，小批量零件生產(chǎn)等功能，為傳統(tǒng)制造方法注入新的活力。

　　機械制造中應用較多的快速成型技術是光固化法。光固化成型技術作為快速成型的眾多技術中最為典型的一種，它既具備快速成型技術的上述優(yōu)點，又有自己的特色：

　　1.成型精度高(多年的研究改進了截面掃描方式和樹脂成形性能，使該工藝的加工精度能達到0.1mm) ;

　　2.成型零件表面質(zhì)量好;

　　3.原材料利用率接近100%;

　　4.不產(chǎn)生環(huán)境污染;

　　5.特別適合于制作含有復雜精細結構的零件。

　　該項機械特種加工技術應用于不同領域，便形成不同的技術名詞，其中比較流行的是--3D打印。

　　3D打印也是一種以數(shù)字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。其實質(zhì)就是一種快速成型的加工技術。與傳統(tǒng)制造業(yè)通過模具、車銑等機械加工方式對原材料進行定型、切削以最終生產(chǎn)成品不同，3D打印將三維實體變?yōu)槿舾蓚€二維平面，通過對材料處理并逐層疊加進行生產(chǎn)，大大降低了制造的復雜度。這種數(shù)字化制造模式不需要復雜的工藝、不需要龐大的機床、不需要眾多的人力，直接從計算機圖形數(shù)據(jù)中便可生成任何形狀的零件，使生產(chǎn)制造得以向更廣的生產(chǎn)人群范圍延伸。過去其常在模具制造、工業(yè)設計等領域被用于制造模型，現(xiàn)正逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術打印而成的零部件。該技術在珠寶、鞋類、工業(yè)設計、建筑、工程和施工(AEC)、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領域都有所應用。

　　堆疊薄層的形式有多種多樣。有些3D打印機使用“噴墨”的方式。如：一家名為Objet的以色列3D打印機公司使用打印機噴頭將一層極薄的液態(tài)塑料物質(zhì) 噴涂在鑄模托盤上，此涂層然后被置于紫外線下進行處理。之后鑄模托盤下降極小的距離，以供下一層堆疊上來。另外一家總部位于美國明尼阿波利斯市的公司Stratasys使用一種叫做“熔積成型”的技術，整個流程是在噴頭內(nèi)熔化塑料，然后通過沉積塑料纖維的方式形成薄層。

　　還有一些系統(tǒng)使用粉末微粒作為打印介質(zhì)。粉末微粒被噴撒在鑄模托盤上形成一層極薄的粉末層，然后由噴出的液態(tài)粘合劑進行固化。它也可以使用一種叫做“激光燒結”的技術熔鑄成指定形狀。這也正是德國EOS公司在其疊加工藝制造機上使用的技術。而瑞士的Arcam公司則是利用真空中的電子流熔化粉末微粒。以上提到的這些僅僅是許多成型方式中的一部分。

　　當遇到包含孔洞及懸臂這樣的復雜結構時，介質(zhì)中就需要加入凝膠劑或其他物質(zhì)以提供支撐或用來占據(jù)空間。這部分粉末不會被熔鑄，最后只需用水或氣流沖洗掉支撐物便可形成孔隙。如今可用于打印的介質(zhì)種類多樣，從繁多的塑料到金屬、陶瓷以及橡膠類物質(zhì)。有些打印機還能結合不同介質(zhì)，令打印出來的物體一頭堅硬而另一頭柔軟。

　　與快速成型加工過程相同，3D打印也需要三個步驟：

　　1.三維設計

　　三維打印的設計過程是：先通過計算機建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區(qū)”成逐層的截面，即切片，從而指導打印機逐層打印。

　　設計軟件和打印機之間協(xié)作的標準文件格式是STL文件格式。一個STL文件使用三角面來近似模擬物體的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一種通過掃描產(chǎn)生的三維文件的掃描器，其生成的VRML或者WRL文件經(jīng)常被用作全彩打印的輸入文件。

　　2.分層/堆疊加工

　　打印機通過讀取文件中的橫截面信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來，再將各層截面以各種方式粘合起來從而制造出一個實體。這種技術的特點在于其幾乎可以造出任何形狀的物品。

　　用傳統(tǒng)方法制造出一個模型通常需要數(shù)小時到數(shù)天，根據(jù)模型的尺寸及復雜程度而定。而用三維打印的技術則可以將時間縮短為數(shù)個小時，當然其是由打印機的性能及模型尺寸和復雜程度而定的。

　　傳統(tǒng)的制造技術如注塑法可以以較低的成本大量制造聚合物產(chǎn)品，而三維打印技術則可以以更快，更有彈性及更低成本的辦法生產(chǎn)數(shù)量相對較少的產(chǎn)品。

　　3.打印后處理

　　三維打印機的分辨率對大多數(shù)應用來說已經(jīng)足夠，要獲得更高分辨率的物品可以通過如下方法：先用當前的三維打印機打出稍大一點的物體，再稍微經(jīng)過表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。

　　結語

　　隨著由計算機輔助技術引導的機械加工等領域革命性創(chuàng)新不斷發(fā)展，不遠的將來，我們可以預見到該技術與醫(yī)學影像技術結合，對于生命醫(yī)學和組織培養(yǎng)等領域同樣會帶來革命性的突破，使人類從技術創(chuàng)新中獲得更大的收益。

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