21世纪的材料成形加工技术柳百成.pdf

目录

21 世纪的材料成形加工技术柳百成 1
一材料成形加工技术的作用及地位 1
二材料成形加工技术的发展趋势 2
三新一代的材料成形加工技术 3
四材料加工制造过程的模拟和仿真 4
五快速产品/工艺开发系统并行工程及绿色制造 5
激光表面改性技术及国内外发展现状应小东李午申冯灵芝 7
前言 7
一激光表面处理技术的原理及特点 8
二激光表面处理技术应用及其国内外发展现状 8
三激光表面改性技术存在问题和前景展望 12
从第 13 届国际电加工会议 ISEM XIII 看电加工的最新发展方向 13
加工技术与研究的新进展 16
板材成形新技术及其发展趋势 I 赵军马瑞 19
板材成形新技术及其发展趋势 II 赵军马瑞 25
国产旋压设备的发展和应用张顺福孙存福 31
快速成形制造技术的发展与展望刘光富张曙 36
中国从焊接大国向世界焊接强国迈进林尚扬 42
从 DMG 的产品开发看数控机床的发展趋向徐正平 47
超精密测量技术与仪器工程研究中的几个热点问题谭久彬 51
21 世纪的材料成形加工技术
中国工程院院士柳百成
摘要论述了材料成形加工技术的作用及地位介绍了快速产品与工艺开发系统
新一代制造工艺与装备模拟与仿真 3 项关键先进制造技术指出轻量化精确化高
效化将是未来材料成形加工技术的重要发展方向
关键词先进制造技术材料成形加工精确成形加工模拟仿真并行工程绿
色制造

一材料成形加工技术的作用及地位
中国已是制造大国仅次于美日德居世界第 4 位中国虽是制造大国但
与工业发达国家相比仍有很大差距表现在制造业的劳动生产率低不到美国
的 5% 技术含量低以 CAD 为例仍停留在绘图功能上重要关键产品基本上
没有自主创新开发能力
材料成形加工行业是制造业的重要组成部分材料成形加工技术是汽车电力
石化造船及机械等支柱产业的基础制造技术新一代材料加工技术也是先进制造技
术的重要内容铸造锻造及焊接等材料加工技术是国民经济可持续发展的主体技术
据统计全世界 75%的钢材经塑性加工成形 45%的金属结构用焊接得以成形又如
我国铸件年产量已超过 1400 万 t 是世界铸件生产第一大国汽车结构中 65%以上仍
由钢材铝合金铸铁等材料通过铸造锻压焊接等加工方法成形
但是我国的材料成形加工技术与工业发达国家相比仍有很大差距举例说重
大工程的关键铸锻件如长江三峡水轮机的第一个叶轮仍从国外进口航空工业发动机
及其他重要的动力机械的核心成形制造技术尚有待突破因此在振兴我国制造业的
同时要加强和重视材料成形加工制造技术的发展
高速发展的工业技术要求加工制造的产品精密化轻量化集成化国际竞争更
加激烈的市场要求产品性能高成本低周期短日益恶化的环境要求材料加工原料
与能源消耗低污染少为了生产高精度高质量高效率的产品材料正由单一的
传统型向复合型多功能型发展材料成形加工制造技术逐渐综合化多样化柔性
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化多学科化因此面对市场经济参与全球竞争必须十分重视先进制造技术及
成形加工技术的技术进步
二材料成形加工技术的发展趋势
美国在新一代制造计划 Next Generation Manufacturing 中指出未来的制造模
式将是批量小质量高成本低交货期短生产柔性环境友好未来的制造企
业将是以人技术和经营三要素组成而以人为本未来的制造企业要掌握十大关
键技术其中包括快速产品与工艺开发系统新一代制造工艺及装备模拟与仿真 3
项关键技术如图 1 所示其中下一代制造工艺包括精确成形加工制造或称净成形加
Shape Process 净成形加工工艺要求材料成形加工制造向更轻更薄
更精更强更韧成本低周期短质量高的方向发展
劳动力柔性组合
知识供应链战略
方向与联盟
快速产品/工艺下一代制造工艺和设备
开发技术全面的模拟技术
创新管理具有自适应性和可应答
变化管理人的信息系统
经营技术
下一代制造企业
广义企业合作
企业一体化
图1 美国新一代制造计划中提出的十大关键技术
轻量化精确化高效化将是未来材料成形加工技术的重要发展方向以汽车制
造为例美国新一代汽车研究计划 Partnership of Next Generation Vehicle 的目标是
在 2003 年汽车重量减轻 10% 汽车每 100km 油耗要减少到 3L 并减少 10%的污染
为了达到这一目标要求整车重量减轻 40% 50% 其中车体和车架的重量要求减轻
50% 动力及传动系统减轻 10% 例如美国福特汽车公司新车型中使用的状况就反
映了这种