发布时间 : 星期二 文章学科前沿更新完毕开始阅读461922f2856a561252d36f5c
有哪些？
快速原型制造技术的基本原理
快速原型技术是用离散分层的原理制作产品原型的总称，其原理为：产品三维CAD模型→分层离散→按离散后的平面几何信息逐层加工堆积原材料→生成实体模型。该技术集计算机技术、激光加工技术、新材料技术于一体，依靠CAD软件，在计算机中建立三维实体模型，并将其切分成一系列平面几何信息，以此控制激光束的扫描方向和速度，采用粘结、熔结、聚合或化学反应等手段逐层有选择地加工原材料，从而快速堆积制作出产品实体模型。
优点：RP技术不需要任何刀具、模具及工具卡具的情况下，直接接受产品基选集辅助设计（CAD）数据，可实现任意复杂形状新产品的快速制造，快速制造出新产品的样件 、模具或模型， 优越性显而易见。用RP技术快速制造出的模型或样件可直接用于新产品设计验证 功能验证、 外观验证、 工程分析 、市场订货等 ，有利于优化产品设计 ，大大提高新产品开发的一次成功率 ，缩短研发周期 ，降低研发成本 ，提高产品的市场竞争力。
RP技术从最早的光敏液相固化法(SLA)开始,不断发展和创新,到目前为止已推出了数十种RP加工方法和工艺,就基于分层制造的加工工艺而言就有30多种。目前发展比较成熟和较实用的分层制造工艺主要有以下几种。
1)光敏液相固化法(SLA)用激光束对液态光敏树脂进行逐层扫描固化，最后形成三维实体。
2)选择性粘结法(LOM)用加热辊和激光束对背面涂有粘结剂的纸、塑料带甚至金属带进行逐层粘结和切割 ,以形成各分层的轮廓 ,经叠加后形成三维产品原形。
3)熔丝沉积制造法(FDM)用逐步送进热融塑料丝的方法来堆积产品的各层轮廓 ,从而形成产品原形。
4)选择性激光烧结法(SLS)用激光束对塑料、尼龙、金属、陶瓷等粉末进行扫描熔化,从而构成产品的各层轮廓,一层层地烧结成产品的原形。
以上各种RP工艺方法都是基于一个共同的分层原理实现的。另外还有掩模固化法(SGS)、三维印刷法(TDT)、喷粒法(BPM)等新工艺方法正在不断发展成熟。
七、先进制造生产模式有哪些主要特点？主要的先进制造生产模式有哪些？
制造模式是指制造企业在生产经营、管理体制、组织结构和技术系统等方面所表现出来的形态或运作方式。先进制造模式则是指企业在生产过程中，依据环境因素通过有效地组织各种生产要素来达到良好制造效果的先进生产方法或样板，这种样板所蕴含的概念、哲理和结构对其他企业具有可仿效性。先进制造模式的先进性表现在企业的组织结构合理、管理手段得当、制造技术领先、市场反应快、客户满意度高、单位产品成本低等诸多方面。
主要特点：通过对现代各种先进制造模式的研究分析，可以总结出它们具有如下几个特点。(1)综合性：是技术、管理方法和人的有效综合和集成。(2)普适性：其概念、哲理和结构，适用于不同企业，其核心思想和观念具有普遍指导意义。(3)协同性：强调人一机协同、人一人协同因素的重要性，技术和管理是两
个平行推进的车轮。(4)动态性：与社会及其生产力发展水平相适应的动态发展过程。
柔性生产模式
由英国莫林斯（Molins）公司首次提出的柔性生产模式，在20世纪70年代末得到推广应用。该模式主要依靠有高度柔性的以计算机数控机床为主的制造设备来实现多品种小批量的生产，以增强制造业的灵活性和应变能力，可缩短产品生产周期，提高设备使用效率和员工劳动生产率且改进产品质量。
智能制造模式该模式是在制造生产的各个环节中，应用智能制造技术和系统，以一种高度柔性和高度集成的方式，通过计算机模拟专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，以便取代或延伸制造过程中人的部分脑力劳动，并对人类专家的制造智能进行了完善、继承和发展。因智能制造可实现决策自动化，实现“制造智能”和制造技术的“智能化”，进而实现制造生产的信息化和自动化。
精益生产模式该生产模式是由1990年美国麻省理工学院在总结第二次世界大战后以丰田汽车为代表的日本制造工业的经验时提出的。这种模式以改革企业生产管理为特点，其基本要求是企业在生产过程中要同时获得极高的生产率、最好的产品质量和极大的生产柔性，使所生产出的产品具有精益特点。它可消除制造企业因采用大量生产方式所造成的过于臃肿和浪费的缺点，实施“精简、消肿”的对策，以及“精益求精”的管理思想。该模式要求产品优质，且充分考虑人的因素，采用灵活的小组工作方式和强调合作的并行工作方式；在生产技术上是采用适度的自动化技术，使制造企业的资源能够得到合理的配置、充分的利用。
敏捷制造模式产生于20世纪80年代后期的敏捷制造模式与虚拟制造生产模式一起被美国政府作为具有划时代意义的“21世纪制造企业的发展战略”。该模式是将柔性制造的先进技术、熟练掌握的生产技能、有素质的劳动力，以及促进企业内部和企业之间的灵活管理三者集成在一起，利用信息技术对千变万化的市场机遇做出快速响应，最大限度地满足顾客的要求。这种模式促进了传统的制造业发生根本性变化，以因特网为代表的信息技术导致制造企业的管理体制和生产模式发生根本变化。敏捷制造生产模式的新概念和新理论不断出现，推动着制造科学发展，例如分形制造、生物制造、全球制造、全能制造和智能制造等新概念的问世。
高效快速重组生产系统模式该模式是在对柔性生产、精益生产和敏捷制造这三种制造生产模式的优点进行比较、综合和创新之后，于1995年提出的，目前已开始推广应用。高效快速重组生产系统模式是上述三种模式的理论和实践在更高层次上的有机集成生产系统，其特征是对市场的灵活快速反应的制造资源的有效集成。 虚拟制造生产模式
虚拟制造生产模式是利用制造过程计算机模拟和仿真来实现产品的设计和研制的模式，即在计算机中实现的制造技术。它将从根本上改变设计、试制、修改设计、规模生产的传统制造模式。在产品真正制造出来之前，首先应在虚拟制造环境中完成软产品原型（Soft Prototype），代替传统的硬样品（ Hard Prototype）进行试验，对其性能进行了预测和评估，从而大大缩短产品设计与制造周期、降低产品开发成本，提高其快速响应市
场变化的能力，以便更可靠地决策产品研制，更经济地投入、更有效地组织生产，从而实现制造系统全面最优的制造生产模式。
此外，美国麻省理工学院的“敏捷论坛”和“制造先驱”两个机构还于1995年共同策划提出“下一代制造生产模式”。其中心思想是：经济全球化是推动制造业未来发展的原动力，明确在下一代竞争环境中获得成功应采取的制造方法。认为在制造过程中的管理技术有着统率生产过程、决定产品质量和市场竞争力的独特作用。该模式对21世纪制造业的发展具有深远的影响。 极端制造模式
制造技术正在从常规制造、传统制造向非常规制造及极端制造发展，因而出现了极端制造模式。极端制造是指在极端条件或环境下，制造极端尺度或极高功能的器件和功能系统。当前，极端制造已成为制造技术发展的重要领域，极端制造集中表现在微细制造、超精密制造、巨系统制造和强场（如强能量场）制造，例如：制造空天飞行器、超常规动力装备、超大型冶金和石油化工装备等极大尺寸和极强功能的重大装备，制造微纳电子器件、微纳光机电系统等极小尺度和极高精度的产品。
以大型金属构件塑性成形制造能力为例，美、俄、法等国建造了一批4.5万吨到7.5万吨的巨型水压机，从而迅速提高了大型飞机制造能力及洲际运载能力；欧美等发工业发达国家使用大型盾构机进行施工的城市隧道已占90%以上；大型集装箱起重机作为集装箱船与码头之间的主要装卸设备在世界许多国家和地区都得到了迅猛发展。再以微制造为例，纳米技术和微纳系统是21世纪高技术的制高点，而微制造则是其基础；半导体设备作为一种重要的极端微细加工设备，是整个半导体产业链的基础与核心，发达国家一直将其作为重要的战略产业，加以积极支持保护和重点发展。因此，制造科学与技术的一个重要前沿领域是在物质结构与运动的多层次、多尺度条件下探索极端制造规律与技术创新。 绿色制造模式
绿色制造是综合运用生物技术、“绿色化学”、信息技术和环境科学等方面的成果，使制造过程中没有或极少产生废料和污染物的工艺或制造系统的综合集成生态型制造技术。绿色制造模式是实现制造业可持续长远发展的制造模式。
日趋严格的环境与资源约束，使绿色制造显得越来越重要。发达国家的经验表明，解决生态与环境问题必须依靠全社会和各行各业的广泛参与和投入，“为环境而设计”、“环境友好产业和产品”、“绿色制造”、“绿色化学”等都是近年来先进工业国家进行的卓有成效的实践。绿色制造已成为制造业未来的重要发展方向。 绿色制造主要体现在：
（1）绿色产品设计：使产品在生命周期内都符合环保、健康、能耗低、资源利用率高的要求。
（2）绿色生产过程：在整个制造过程，对环境负面影响最小，废弃物和有害物质的排放最小，资源利用效率最高。绿色制造技术主要包含了绿色资源、绿色生产过程和绿色产品三方面的内容。
（3）产品的回收和循环再利用：如生态工厂的循环式制造技术。它主要包括生产系统工厂－－致力于产品设计和材料处理、加工及装配等阶段，
恢复系统工厂－－对产品（材料使用）生命周期结束时的材料处理循环再利用。
预计具有绿色制造集成功能的信息化产品将很快成为抢手货。绿色产品和工艺设计与材料制造系统的集成、绿色制造的过程集成等集成技术以及绿色设计和绿色制造信息管理技术，都将是未来绿色制造中的关键技术。
八、现代化机械制造系统自动化的关键技术主要有哪些？
1、计算机辅助设计（CAD）：利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作，简称CAD。 在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。基本技术 主要包括交互技术、图形变换技术、曲面造型和实体造型技术等。
2、计算机辅助工艺规程设计（CAPP）：计算机辅助工艺规程设计，简称CAPP，是通过计算机技术辅助工艺设计人员，以系统、科学的方法确定零件从毛坯到成品的整个技术过程，即工艺规程。计算机辅助工艺规程设计的产生克服了传统工艺设计的不足，促进工艺技术的发展同时为现代制造系统集成提供技术桥梁 3、计算机辅助制造（CAM）：计算机辅助制造是指在机械制造业中，利用电子数字计算机通过各种数值控制机床和设备，自动完成离散产品的加工、装配 、检测和包装等制造过程，简称CAM。 采用计算机辅助制造零件、部件，可改善对产品设计和品种多变的适应能力，提高加工速度和生产自动化水平，缩短加工准备时间，降低生产成本，提高产品质量和批量生产的劳动生产率。