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極端制造，說(shuō)得通俗一點(diǎn)呢，就是可以極端“大”也可以極端小，比如我國(guó)研發(fā)成功的一種挖掘機(jī)，斗容量有55立方米，是全世界最大的挖斗，可以容納一個(gè)樂(lè)隊(duì)在里面演奏。那小的有多小呢？現(xiàn)在做集成電路制版用的裝備，都是納米級(jí)的，只有90納米。極端大與極端小，是對(duì)科技實(shí)力的綜合考量，那么，這些讓人驚嘆的極端制造，到底是如何制造出來(lái)的？
新界限
北京機(jī)床研究所所長(zhǎng)劉炳業(yè)說(shuō)，加工精度始終是衡量現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展水平的重要指標(biāo)，但體現(xiàn)加工精度的效果如今已經(jīng)不局限于尺寸精度、形狀精度以及表面粗糙度等方面，更體現(xiàn)在微結(jié)構(gòu)的加工技術(shù)方面。
而加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，現(xiàn)在可以明顯感知到的是，一方面局部加工的形狀尺度特征向精微方向發(fā)展，另一方面加工的整體形狀向大尺寸方向發(fā)展。
實(shí)際上，在科技創(chuàng)新的驅(qū)動(dòng)下，微結(jié)構(gòu)零件的應(yīng)用非常廣泛，比如太陽(yáng)能發(fā)電元件、手機(jī)導(dǎo)光板、液晶顯示器增亮膜、高速公路顯示板、復(fù)眼透鏡、衍射光柵、傳感器元件、二元光學(xué)元件、微型透鏡等。
“很多源于身邊事物的啟發(fā)�！眲⒈䴓I(yè)舉例說(shuō)，比如有人發(fā)現(xiàn)水滴在荷葉上，總是會(huì)自覺(jué)呈現(xiàn)特定的形狀，這與荷葉的微型構(gòu)造有關(guān)，那么就有發(fā)明家嘗試研制類似的平臺(tái)，來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)用，這就需要加工技術(shù)的跟進(jìn)。
因此，大量帶有微結(jié)構(gòu)的零件加工成為當(dāng)前精密機(jī)床發(fā)展面臨的重要任務(wù)，而微結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)也使得機(jī)床的加工進(jìn)入新的領(lǐng)域。
微結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)對(duì)機(jī)床加工提出了新挑戰(zhàn)，因?yàn)槲⒔Y(jié)構(gòu)尺寸的變化從幾百微米到幾微米不同，帶有微結(jié)構(gòu)的整體零件的尺寸從毫米級(jí)到數(shù)米不同。但微結(jié)構(gòu)的加工表面的質(zhì)量都在納米級(jí)。這對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度、運(yùn)動(dòng)的平滑性、阻尼特性都有新的要求，此外加工工藝、機(jī)床刀具、機(jī)床附件也都要發(fā)生新的變化。
而新的光學(xué)加工技術(shù)，如快刀伺服（FTS）、刨削加工、鑿削加工、確定性磨削等也在微加工技術(shù)發(fā)展中產(chǎn)生。現(xiàn)今用于加工大型圓柱面、圓端面、平面的微結(jié)構(gòu)機(jī)床成為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)品，此外納米壓印復(fù)制工藝技術(shù)相應(yīng)也得到發(fā)展應(yīng)用。
據(jù)劉炳業(yè)介紹，在微結(jié)構(gòu)的制造設(shè)備領(lǐng)域，日本、德國(guó)、美國(guó)發(fā)展迅速，出現(xiàn)了很多新機(jī)床產(chǎn)品。典型的公司包括：東芝機(jī)械、發(fā)那科、不二越、庫(kù)格勒等。
他提到，近期微孔精密切削加工在此期間也得到了快速的發(fā)展，德國(guó)科恩公司的金字塔超精密機(jī)床，可以用同一把刀具在半導(dǎo)體陶瓷材料上加工上萬(wàn)個(gè)直徑不超過(guò)0.1mm的微孔。
智能化要求高可靠性
與極限制造一樣，智能制造已經(jīng)成為國(guó)際制造領(lǐng)域一種新的趨勢(shì)。自2011年德國(guó)在漢諾威博覽會(huì)提出“第四次工業(yè)革命”(工業(yè)4.0)以來(lái)，如今已經(jīng)進(jìn)入實(shí)施階段。
劉炳業(yè)說(shuō)，“第四次工業(yè)革命”的目標(biāo)是工廠智能化。2013年美國(guó)以制造業(yè)回流為主題，開(kāi)啟智能時(shí)代的再工業(yè)化。日本在柔性制造的基礎(chǔ)上，形成了當(dāng)今比較成熟的智能化制造技術(shù)。中國(guó)目前制造業(yè)勞動(dòng)力成本的不斷上升，一些地區(qū)出現(xiàn)的“用工荒”也迫使制造企業(yè)向智能化方面轉(zhuǎn)型。
智能化制造技術(shù)的大趨勢(shì)，要求機(jī)床必須適應(yīng)其使用要求，最典型的應(yīng)用特征是要求各種配置的高可靠性，作為智能制造最基本的組成部分，機(jī)床設(shè)備的可靠性成為最主要的考核指標(biāo)。
新界限
北京機(jī)床研究所所長(zhǎng)劉炳業(yè)說(shuō)，加工精度始終是衡量現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展水平的重要指標(biāo)，但體現(xiàn)加工精度的效果如今已經(jīng)不局限于尺寸精度、形狀精度以及表面粗糙度等方面，更體現(xiàn)在微結(jié)構(gòu)的加工技術(shù)方面。
而加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，現(xiàn)在可以明顯感知到的是，一方面局部加工的形狀尺度特征向精微方向發(fā)展，另一方面加工的整體形狀向大尺寸方向發(fā)展。
實(shí)際上，在科技創(chuàng)新的驅(qū)動(dòng)下，微結(jié)構(gòu)零件的應(yīng)用非常廣泛，比如太陽(yáng)能發(fā)電元件、手機(jī)導(dǎo)光板、液晶顯示器增亮膜、高速公路顯示板、復(fù)眼透鏡、衍射光柵、傳感器元件、二元光學(xué)元件、微型透鏡等。
“很多源于身邊事物的啟發(fā)�！眲⒈䴓I(yè)舉例說(shuō)，比如有人發(fā)現(xiàn)水滴在荷葉上，總是會(huì)自覺(jué)呈現(xiàn)特定的形狀，這與荷葉的微型構(gòu)造有關(guān)，那么就有發(fā)明家嘗試研制類似的平臺(tái)，來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)用，這就需要加工技術(shù)的跟進(jìn)。
因此，大量帶有微結(jié)構(gòu)的零件加工成為當(dāng)前精密機(jī)床發(fā)展面臨的重要任務(wù)，而微結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)也使得機(jī)床的加工進(jìn)入新的領(lǐng)域。
微結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)對(duì)機(jī)床加工提出了新挑戰(zhàn)，因?yàn)槲⒔Y(jié)構(gòu)尺寸的變化從幾百微米到幾微米不同，帶有微結(jié)構(gòu)的整體零件的尺寸從毫米級(jí)到數(shù)米不同。但微結(jié)構(gòu)的加工表面的質(zhì)量都在納米級(jí)。這對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度、運(yùn)動(dòng)的平滑性、阻尼特性都有新的要求，此外加工工藝、機(jī)床刀具、機(jī)床附件也都要發(fā)生新的變化。
而新的光學(xué)加工技術(shù)，如快刀伺服（FTS）、刨削加工、鑿削加工、確定性磨削等也在微加工技術(shù)發(fā)展中產(chǎn)生。現(xiàn)今用于加工大型圓柱面、圓端面、平面的微結(jié)構(gòu)機(jī)床成為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)品，此外納米壓印復(fù)制工藝技術(shù)相應(yīng)也得到發(fā)展應(yīng)用。
據(jù)劉炳業(yè)介紹，在微結(jié)構(gòu)的制造設(shè)備領(lǐng)域，日本、德國(guó)、美國(guó)發(fā)展迅速，出現(xiàn)了很多新機(jī)床產(chǎn)品。典型的公司包括：東芝機(jī)械、發(fā)那科、不二越、庫(kù)格勒等。
他提到，近期微孔精密切削加工在此期間也得到了快速的發(fā)展，德國(guó)科恩公司的金字塔超精密機(jī)床，可以用同一把刀具在半導(dǎo)體陶瓷材料上加工上萬(wàn)個(gè)直徑不超過(guò)0.1mm的微孔。
智能化要求高可靠性
與極限制造一樣，智能制造已經(jīng)成為國(guó)際制造領(lǐng)域一種新的趨勢(shì)。自2011年德國(guó)在漢諾威博覽會(huì)提出“第四次工業(yè)革命”(工業(yè)4.0)以來(lái)，如今已經(jīng)進(jìn)入實(shí)施階段。
劉炳業(yè)說(shuō)，“第四次工業(yè)革命”的目標(biāo)是工廠智能化。2013年美國(guó)以制造業(yè)回流為主題，開(kāi)啟智能時(shí)代的再工業(yè)化。日本在柔性制造的基礎(chǔ)上，形成了當(dāng)今比較成熟的智能化制造技術(shù)。中國(guó)目前制造業(yè)勞動(dòng)力成本的不斷上升，一些地區(qū)出現(xiàn)的“用工荒”也迫使制造企業(yè)向智能化方面轉(zhuǎn)型。
智能化制造技術(shù)的大趨勢(shì)，要求機(jī)床必須適應(yīng)其使用要求，最典型的應(yīng)用特征是要求各種配置的高可靠性，作為智能制造最基本的組成部分，機(jī)床設(shè)備的可靠性成為最主要的考核指標(biāo)。
