先进制造技术期末考试

1.先进制造技术概念；与传统制造技术的区别：

指在制造过程和制造系统中融合电子、信息、管理以及新工艺等科学技术，使材料转换为产品的过程更有效、成本更低、更能及时满足市场需求的先进的工程技术的总称。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。

由于先进制造技术涵盖了大量的新理念新技术，而且这些理念和技术更能适应当今市场的发展，与传统制造业相比其优越性也是显而易见的，主要表现在以下方面：

（1）使制造企业能够适应市场快速变换和多样化的需要，提高为用户服务的水平。

（2）以较小的批量轮番生产，可以减少在制品占用，缩短制造提前期，减少成品的安全库存，从而加速流动资金的周转速度。

（3）先进的开发与设计是决定企业快速反应能力的首要因素，这些技术主要是指基于信息基础上的，可使设计过程信息化与自动化，可使设计过程缩短，设计成本降低。

（4）以优质、高效、低耗、清洁、灵活的基础制造技术为核心，使得产品性质更好，生产效率更高，运作成本更少，人性化更完善，满足可持续发展的要求。（5）通过信息技术、计算机技术和系统管理技术将传统制造技术的基础及技术和新型制造单元局部或系统集成形成了先进制造集成技术，技术优势更加明显突出。

（6）企业组织更加有机化与柔性化，能够充分发挥人的主观能动性，充分利用高新技术和先进信息技术的扁平型，层次效率高，灵活迅速，应变能力强，充满活力，具有很强的竞争能力而且能够持续进行组织学习、管理创新和结构重组的组织。

（7）管理理念追求变革创新，重视人的作用，充分利用外部资源，如变革管理、人才管理、自主管理、团队管理、作业管理、流动管理等。

2.快速成型技术的基本概念与基本原理；SLA、SLS、FDM三个技术的特点：

基本概念：快速成形技术又称快速原型制造(Rapid Prototyping

Manufacturing，简称RPM)技术，它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制

造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。即，快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。

基本原理：快速成形技术是在计算机控制下，基于离散、堆积的原理采用不同方法堆积材料，最终完成零件的成形与制造的技术。

1、从成形角度看，零件可视为“点”或“面”的叠加。从CAD电子模型中离散得到“点”或“面”的几何信息，再与成形工艺参数信息结合，控制材料有规律、精确地由点到面，由面到体地堆积零件。

2、从制造角度看，它根据CAD造型生成零件三维几何信息，控制多维系统，通过激光束或其他方法将材料逐层堆积而形成原型或零件。

1. 光固化成形：SLA(Stereo lithography Apparatus)工艺也称光造型、立

体光刻及立体印刷。该工艺的特点是：原型件精度高，零件强度和硬度好，可制出形状特别复杂的空心零件，生产的模型柔性化好，可随意拆装，是间接制模的理想方法。缺点是需要支撑，树脂收缩会导致精度下降，另外光固化树脂有一定的毒性而不符合绿色制造发展趋势等。

2. 选择性激光烧结：SLS(Selective Laser Sintering)工艺，常采用的材

料有金属、陶瓷、ABS塑料等材料的粉末作为成形材料。该工艺的特点是材料适应面广，不仅能制造塑料零件，还能制造陶瓷、金属、蜡等材料的零件。造型精度高，原型强度高，所以可用样件进行功能试验或装配模拟。

3. 熔融沉积成形：FDM(Fused Deposition Manufacturing)工艺又称为熔丝

沉积制造。该工艺的特点是使用、维护简单，成本较低，速度快，一般复杂程度原型仅需要几个小时即可成型，且无污染。

3.激光加工技术的特点；主要应用，6项：

激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料（包括金属与非金属）进行切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等的一门加工技术。

1、光点小，能量集中，热影响区小；

2、不接触加工工件，对工件无污染；

3、不受电磁干扰，与电子束加工相比应用更方便；

4、激光束易于聚焦、导向，便于自动化控制。

5、范围广泛：几乎可对任何材料进行雕刻切割。

6、安全可靠：采用非接触式加工，不会对材料造成机械挤压或机械应力。

7、精确细致：加工精度可达到0.1mm

8、效果一致：保证同一批次的加工效果几乎完全一致。

9、高速快捷：可立即根据电脑输出的图样进行高速雕刻和切割，且激光切割的速度与线切割的速度相比要快很多。

10、成本低廉：不受加工数量的限制，对于小批量加工服务，激光加工更加便宜。

11、切割缝细小：激光切割的割缝一般在0.1-0.2mm。

12、切割面光滑：激光切割的切割面无毛刺。

13、热变形小：激光加工的激光割缝细、速度快、能量集中，因此传到被切割材料上的热量小，引起材料的变形也非常小。

14、适合大件产品的加工：大件产品的模具制造费用很高，激光加工不需任何模具制造，而且激光加工完全避免材料冲剪时形成的塌边，可以大

幅度地降低企业的生产成本提高产品的档次。

15、节省材料：激光加工采用电脑编程，可以把不同形状的产品进行材料的套裁，最大限度地提高材料的利用率，大大降低了企业材料成本。

激光切割技术、激光焊接技术、激光打孔技术、激光表面热处理技术、激光快速成型、激光打标技术、激光清洗技术。

4.CAD参数化、变量化设计的各自特点，技术发展特点：

参数化设计是通过改动图形的某一部分或某几部分的尺寸或修改已定义好的零

件参数，自动完成对图形中相关部分的改动，从而实现对图形的驱动。基本特点：参数化造型是由编程者预先设置一些几何图形约束，然后供设计者在造型时使用。与一个几何相关联的所有尺寸参数可以用来产生其它几何。其主要技术特点是：基于特征、全尺寸约束、尺寸驱动设计修改、全数据相关。

变量化设计基本特点：变量化技术是在参数化的基础上又做了进一步改进后提出的设计思想。变量化造型的技术特点是保留了参数化技术基于特征、全数据相关、尺寸驱动设计修改的优点，但在约束定义方面做了根本性改变。

5.绿色、虚拟制造技术的大致概念：

绿色制造(Grin Manufacturing，简称GM)是指在保证产品功能、质量、成本的

前提下，综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式；它使产品从设计、制造、使用到报废整个产品生命周期中不产生环境污染或环境污染最小化，符合环境保护要求，对生态环境无害或危害极少，节约资源和能源，使资源利用率最高，能源消耗最低。绿色制造涉及制造、环境保护、资源优化利用三个领域，与传统制造有本质的区别，它对产品生命周期实施综合预防污染战略，通过减少污染源和保证环境安全的回收利用，使废弃物最小化或消失在生产过程中，从而降低了生产成本。

虚拟制造是一种通过计算机虚拟模型来模拟和预估产品功能、性能及可加工性等各方面可能存在的问题的技术。它提供了从产品概念的形成、设计到制造全过程的三维可视及交互的环境，使得制造技术走出主要依赖于经验的狭小天地，发展到全方位预报的新阶段。虚拟制造技术的主要手段是在高性能计算机及高速网络的支持下，采用计算机仿真与虚拟现实技术，采用群组协同工作，在计算机上实现产品制造的本质过程，包括产品的设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验，并进行过程管理与控制。以三维CAD／CAE／CAM为核心的计算机辅助设计、工程分析、辅助制造技术。