先进制造技术导论
第1章 先进制造技术概论 先进制造技术 教学课件

第1章 先进制造技术概论
1.2.3 先进制造技术的起源及定义
先进制造技术AMT这一概念是美国根据本国制造业面临 来自世界各国,特别是亚洲国家的挑战,为增强制造业的竞 争力,夺回美国制造工业的优势,促进国家经济的发展,于 20世纪80年代末期提出的。由于目标明确,一经提出,立即 得到美国朝野各界的一致响应,并在社会上形成一种气候。 政府立即组织人力和财力,制定相应的技术政策和发展计划, 以促进先进制造目标的实现。事实上,先进制造技术提出的 根本原因在于美国制造业竞争力的不断减弱。
第1章 先进制造技术概论
第1章 先进制造技术概论
第1章 先进制造技术概论
1.2 先进制造技术产生的背景与需求
1.2.1 全球竞争的新形势及新特点 现代的制造业必须以最短的交货期、最优的产品质量、最
低的产品价格和最好的服务向用户提供定制产品,才能占领市 场,赢得竞争,落伍者将丧失市场占有额,甚至被挤出市场。 因此,提高制造企业市场竞争力的最有力的工具——先进制造 技术,就越来越受到广泛的关注和重视。
战略 “ 规 模 ” 战 略 “ 成 本 ” 战 略 “ 质 量 ” 战 略 “ 时 间 ” 战 略
第1章 先进制造技术概论
如图1-1所示,制造战略的主要发展趋势是: (1) 动作空间不断扩大,从设备级、车间级、企业级直到 社会和全球范围。 (2) 柔性范围向纵深发展,从设备柔性、技术柔性到管理 柔性、组织柔性以及人的地位和作用。 (3) 充分依靠信息技术,特别是依靠国际互联网(Internet) 和企业内联网(Intranet/Extranet)技术的普及和推广。
第1章 先进制造技术概论
第1章 先进制造技术概论
1.1 制造、制造技术与制造业 1.2 先进制造技术产生的背景与需求 1.3 先进制造技术的内涵及体系结构 1.4 先进制造技术的发展趋势
先进制造技术绪论PPT49页

先进制造领域的关键技术
集成化技术; 智能化技术; 网络技术; 分布式并行处理技术; 多学科、多功能综合产品开发技术; 虚拟现实技术; 人——机——环境系统技术。
第三节 先进制造技术的现状及发展趋势
发展现状 制造科学已成为多学科交叉的学科
制造技艺→制造技术→制造科学;
制造活动的社会性、制造系统的开放性→制造科学综 合性;
制造是涉及制造工业中产品设计、物料选择、生产计 划、生产过程、质量保证、经营管理、市场销售和服务 的一系列相关活动和工作的总称。
1、制造的概念
• 制造技术(Manufacturing Technology) 按照人们所需的目的,运用知识和技能,利用客观物
资工具,将原材料物化为人类所需产品的工程技术。即: 使原材料成为产品而使用的一系列技术的总称
柔性制造系统、计算机集成制造系统、网络化制造、智能 制造系统、及时生产、精良生产、敏捷制造……
工业的概念
工业 由制造业、采掘业以及电力、燃气、 和水的生产供应业构成,制造指第二产业中 除采掘业、电力、燃气及其生产和供应业、 建筑业以外的所有行业。
先进制造技术定义
制造业不断吸收机械、电子、信息、能源及现代系统管 理等方面的成果,并综合应用于产品设计、制造、检测、 管理、销售、使用、服务乃至回收的全过程,以实现优 质、高效、低耗、清洁、灵活生产,提高对动态多变的 产品市场的适应能力和竞争能力并取得理想经济效果的 制造技术总称。
第一章 绪论
第一节 先进制造技术及其主要特点 第二节 先进制造技术的构成及分类 第三节 先进制造技术的应用及发展趋势
第一节 先进制造技术及其主要特点
1、制造的概念
1.1 概念 制造(Manufacturing): 是人类所有经济活动的基石,是人类历史发展和文明进
先进制造技术绪论

目 录
• 先进制造技术概述 • 先进制造技术核心组成 • 先进制造技术在工业生产中应用 • 先进制造技术在产品创新中作用 • 先进制造技术发展趋势与挑战 • 总结与展望
01 先进制造技术概述
定义与发展历程
定义
先进制造技术是指基于先进生产设备和 制造工艺,结合信息技术、自动化技术 等手段,实现高效、高精度、高质量、 低成本、柔性化生产的技术总称。
对未来发展趋势预测和展望
智能化
绿色化
随着人工智能技术的不断发展,先进制造 技术将更加智能化,实现自动化生产、智 能化决策和优化管理。
环保意识的提高将推动先进制造技术向绿 色化方向发展,减少资源消耗和环境污染 。
柔性化
集成化
市场需求的多样化将要求先进制造技术更 加柔性化,能够快速响应市场变化,实现 个性化定制生产。
促进制造业与互联网、人工智能等新兴产业的跨 界融合,激发创新活力,培育新的增长点。
06 总结与展望
对本次课程学习成果回顾
01 掌握了先进制造技术的基本概念、特点 Nhomakorabea发 展历程。
02 了解了先进制造技术在各个领域的应用现状 。
03
学习了先进制造技术的核心技术和关键方法 。
04
具备了运用先进制造技术解决实际问题的能 力。
FMS的运行与维护
探讨柔性制造系统的运行原理、维护方法以及故障处理等问题,确 保系统的稳定运行。
04 先进制造技术在产品创新 中作用
产品设计创新方法探讨
基于用户需求的设计创新
通过深入了解用户需求,挖掘潜在需求,以此为基础进行 产品设计创新,提高产品的用户体验和满意度。
引入新技术进行设计创新
积极引入新技术、新工艺、新材料等,将其应用于产品设 计中,实现设计创新,提升产品的技术含量和附加值。
先进制造技术概论

先进制造技术
一. 基本概念
制造业的作用
• • • • • • • • 提供人们衣、食、住、行物质消费 决定全社会的长远效益和经济的持续增长 国际商品贸易的保证(美国78%,日本96%,我国81%-1995年) 农业基础地位的物质保障,服务业发展的重要条件 信息产业发展的物质基础; 农业劳动力转移和就业的重要途径 为科技和教育发展提供经费支持和实验装备 实现军事现代化和国家安全的保障
பைடு நூலகம்
三. 先进制造技术产生背景
(1) 社会经济发展背景
消费需求:主题化、个性化和多样化,产品寿命周期缩短 全球性产业结构调整:制造商之间既有激烈竞争,又有基于实力 的合作。 快速响应市场:满足已有和潜在顾客需求,主动适应市场,引导
市场,是赢得竞争,获取最大利润的关键
先进制造技术
三. 先进制造技术产生背景
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文教体育用品制造业
石油加工、炼焦及核燃料加工业 化学原料及化学制品制造业 医药制造业
通信设备、计算机及其它电子设备制造业
仪器仪表及文化、办公用机械制造业 工艺品及其它制造业 废弃资源和废旧材料回收加工业
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先进制造技术
一. 基本概念
一个国家经济发展的支柱 制造业 地位 国民经济收入的重要来源 工业经济年代经济增长的“发动机” 一个国家经济强大、经济腾飞的重要基础
货、支持用户到产品报废等)各个环节智能化,实现生产过程(包
括组织、管理、计划、调度、控制等)各个环节的智能化,并实现 人与制造系统的融合及人的智能的充分发挥。
先进制造技术
四. 先进制造的关键技术
先进制造技术导论论述题

五、简述题2、简述CIMS的组成,一个制造型企业采用CIMS将给企业带来什么经济效益?组成部分:1.经营管理信息系统。
它把企业内的各个管理环节有机地结合起来,各个功能模块可在统一的数据环境下工作,以实现管理信息的集成,从而达到缩短产品生产周期、减少库存、降低流动资金、提高企业应变能力的目的。
2.工程设计自动化系统工程设计自动化系统,是指在产品开发过程中引用计算机技术,使产品开发活动更高效、更优质、更自动地进行。
产品开发活动包括产品的概念设计、工程与结构分析、详细设计、工艺设计以及数控编程等设计和制造准备阶段的一系列工作,即通常所说的CAD、CAPP、CAM 三大部分。
3.制造自动化系统制造自动化系统是CIMS的信息流和物料流的交汇点,是CIMS最终产生经济效益的聚集地,通常由CNC机床、加工中心、FMC或和FMS等组成。
4.质量保证系统由以下四个子系统组成:1)质量计划子系统2)质量检测子系统3)质量评价子系统4)质量信息综合管理与反馈控制子系统经济效益:一个制造型企业采用CIMS,概括地讲是提高了企业整体效率。
具体而言,体现在以下方面:1)在工程设计自动化方面,可提高产品的研制和生产能力,便于开发技术含量高和结构复杂的产品,保证产品设计质量,缩短产品设计与工艺设计的周期,加速产品的更新换代速度,满足用户需求,从而占领市场。
2)在制造自动化或柔性制造方面,加强了产品制造的质量和柔性,提高了设备利用率,缩短了产品制造周期,增强了生产能力,加强了产品供货能力。
3)在经营管理方面,使企业的经营决策和生产管理趋于科学化。
使企业能够在市场竞争中,快速、准确地报价,赢得时间;在实际生产中,解决“瓶颈”问题,减少在制品;同时,降低库存资金的占用。
4.先进制造技术的定义、内涵及发展趋势先进制造技术是传统制造业不断地吸收机械、信息、材料及现代管理技术等方面最新的成果,并将其综合应用于产品开发与设计、制造、检测、管理及售后服务的制造全过程,实现优质、高效、低耗、清洁、敏捷制造,并取得理想技术经济效果的前沿制造技术的总称。
第1章 先进制造技术概论 先进制造技术

第1章 先进制造技术概论
1.1 制造、制造技术与制造业 1.2 先进制造技术产生的背景与需求 1.3 先进制造技术的内涵及体系结构 1.4 先进制造技术的发展趋势
第1章 先进制造技术概论
第1章 先进制造技术概论
第1章 先进制造技术概论
制造业是将可用资源与能源通过制造过程,转化为可供人 和社会使用和利用的工业产品或生活消费品的行业。它涉及到 国民经济的各个行业,如机械、电子、轻工、食品、石油、化 工、能源、交通、军工和航空航天等。制造业是国民经济的基 础行业,是创造社会财富的支柱产业。制造业的水平反映了一 个国家或地区的经济实力、国防实力、科技水平和生活水准, 制造业的先进与否是一个国家经济发展的的社会财富,是国际贸 易中主要交易物品的源泉。例如,从1700~1990年的290年中, 制造货物占世界贸易总额的75%,而农业与原材料产业只占 25%。
第1章 先进制造技术概论 图1-1 制造战略发展示意图
第1章 先进制造技术概论
1.2.2 制造业发展的新需求 1.制造企业竞争力的六要素
在市场经济环境下,制造企业的竞争力是该企业生存和发 展的根本条件。一个企业的竞争力可以包含许多方面,但归根 结底都要反映在企业的产品和服务对市场的适应程度方面。目 前,用户或市场对产品的要求可以归纳为六个方面:交货期短 (T)、质量优良(Q)、价格低廉(C)、服务优质(S)、环境清洁(E) 和知识创新(K),称之为制造企业竞争力的六要素。
(1) 交货期短(T:Time to Market):产品上市快,对市场占 有率影响很大,如一种新彩电产品首家早上市一个月,可以占 有市场50%以上,第二家上市的市场占有率将会大大下降,利 润也会减少1/3左右。
第1章 先进制造技术概论
先进制造技术导论

1.1 制造技术的基本概念与发展概况
1.1.6 现代制造及其技术的发展
二战结束之后,进入20世纪下半叶以来,各个国家、 各个地区由于发展经济和增强国防的需要,也由于剧 烈的市场竞争的刺激,纷纷将传统的制造技术与新发 展起来的科技成就相结合,发展了现代制造技术。这 些新兴的科技成就主要包括:
——微电子技术、信息技术与计算机技术; ——自动化与自动控制技术; ——人工智能技术; ——现代设计理论与技术; ——材料加工、成形的新技术; ——现代管理科学与技术。
1.1 制造技术的基本概念与发展概况
1996年我国制造业的分类和构成
类别
金属制品 一般机械 运输机械 电器设备 电子设备 仪器仪表 食品工业
纺织 其他制造
构成比例
3.395% 8.625% 6.424% 5.125% 4.588% 0.998% 15.335% 7.193% 1.681%
类别
服装 家具 文教用品 油加工 化工 建材 黑色金属 有色金属
1.1 制造技术的基本概念与发展概况
1.1.1 制造与制造业 (1)制造
狭义:指生产车间内与物流有关的加工和装配过程。
广义:包括市场分析、产品设计、工艺设计、生
产准备、加工装配、质量保证、生产过程 管理、市场营销、售前售后服务,以及报 废后的回收处理等整个产品生命周期内一 系列相互联系的生产活动。
1.3 21世纪制造业面临的挑战
1.3.2 我国机械制造业的发展与差距
(1)我国机械制造业的发展
从2002年起,我国机械工业经历了连续三年的超 高速增长期,每年工业总产值增长幅度都达到了 25%以上,经过“十五”期间的高速发展,我国已成 为机械产品生产大国。2001年至2004年机械工业 总产值年均增长16.1%,产业规模已达世界机械工 业的5%以上,位居世界第五位。
先进制造技术导论

捷安特公司现状及技术分析一、企业介绍提及捷安特,许多人并不陌生。
作为知名自行车生产商品牌,捷安特完成了从诞生初期名不见经传到全球家喻户晓的完美蜕变。
自进入大陆市场以来,捷安特秉持着“以客为尊,顾客所欲,长在我心;品质是第一工作”的品质方针,将人类对于未来的执着汇入自身对于自行车的设计理念中,将对生活的热爱展现在它的每一个细节;维系自然和人的交流,在充满机遇的全新时代,以科技、时尚、人本为主题,为中国人民的美好生活创建更完善的产品。
捷安特在以全新的产品回报大陆人民的同时,秉持着“全球经营,当地深根;全球品牌当地经营”的新世纪经营哲学,坚持以自身通路来带动自行车文化的发展。
目前已发展有12家直营店和28家经销商,700余家专卖店,合计1500余家经销网点,使得消费者可以享受“一地购车,全国服务”的服务。
并且在关心中国自行车体育运动的同时,也注重自行车休闲文化的导入与发展。
在赞助江苏、北京、河北、河南自行车队的同时,也不忘与消费者之间的互动。
公司旗下拥有世界著名的自行车品牌——捷安特(GIANT),是享誉全球的自行车品牌。
捷安特以30多年生产各类自行车的专业经验,将先进的生产技术、管理模式以及行销全球的成功理念,精心打造每一个零部件,并使得每一个消费者都能够感受到我们的人性服务。
捷安特正在创造中国自行车文化的新世纪,并与每个人共同分享生活的喜悦,因为坚信:生活可以更美好!捷安特自1972年创业以来,巨大机械工业股份有限公司秉持永续经营的态度,精耕发展的新世纪经营哲学,并将"人性理念服务生活"作为企业的重要文化组成。
1992年,捷安特(中国)有限公司于江苏省昆山市经济技术开发区成立,并以其执着之心,创造着中国自行车文化的新纪元。
紧随西部大开发的战略和机遇,巨大机械于2003年12月28日决定在成都龙泉经济技术开发区设立捷安特(成都)有限公司,项目投资一千两百万美金,占地135亩。
捷安特以"全球品牌,当地生根"的行销哲学与自我创意和人性科技,使品牌已成为了国际时尚与尖端科技的代名词。
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3、成形件强度和表面质量较差,精度低。表面 的粗糙度受粉末颗粒大小及激光光斑的限制零件的表面多孔性,为了使表面光滑必须进 行渗蜡等后处理。在后处理中难于保证制件尺寸 精度,后处理工艺复杂,样件变型大,无法装配 。
SLA 快速成型技术缺点
1、需要专用的实验室环境,成型件需要后处理,比如: 二次固化,防潮处理等工序。 2、尺寸稳定性差,随着时间推移,树脂会吸收空气中的 水分,导致软薄部分的翘曲变形,进而极大地影响成型件 的整体尺寸精度(圆会不像圆是SLA最大的缺陷,竖向) ; 3、氦-镉激光管的寿命仅3000小时,价格较昂贵,由于需 对整个截面进行扫描固化,成型时间较长,因此制作成本 相对较高。 4、 可选择的材料种类有限,必须是光敏树脂。由这类树 脂制成的工件在大多数情况下都不能进行耐久性和热性能 试验,且光敏树脂对环境有污染,使皮肤过敏。 5、 需要设计工件的支撑结构,以便确保在成型过程中制 作的每一个结构部位都能可靠定位,支撑结构需在未完全 固化时手工去除,容易破坏成型件。
工作台
液面始成终形处开于始激时光,的工焦作平台面在,液聚面焦下后的一的个光确斑定在深液度面,上按计
算机指令逐点扫描,逐点固化(分层固化)
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三维光刻工艺的工作原理
升降台
刮平器 工作台 一层扫刮描平完器成刮后如平,此树除重脂该复液层直面及到,之整再前个进成零行型件下部制一分造层,完的其毕扫余,描仍;是液态树脂。 升20降21/3台/11带动工作台即下新得降固到一化一层的个高一三度层维,牢实成固体型地模面粘型上在。又前布一满层一上层。树脂。13
SL光固化快速成型设备
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三维光刻法的工艺特点
➢ 精度高、表面质量好(精度在0.1mm国内SLA精 度在0.1—0.3mm之间,并且存在很大的波动性); ; ➢ 原材料利用率接近100%; ➢ 能制造形状特别复杂(如空心零件)、特 别精细(如首饰、工艺品等)的零件; ➢ 制造出来的原型件,可以制造各种模具。 ➢成形速度较快、先系进制统造技工术导论作相对稳定
原理演示
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SLA成型机产品——LPS系列
气体激光型(He-Cd 50mw): LPS250型(A,B,C配置) LPS350型(A,B,C配置) LPS600型(A,B,C配置) 激光器寿命>2000小时 配用材料: XH-1, 420元/公斤
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氦镉激光器 扫描速度 1m/s 分层厚度 0.05-0.5mm 升降机重复精度 0.01mm 液体光敏树脂
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SLS工艺的工作过程
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SLS工艺的工作过程
粉末平铺 (工作台)
辊子刮平
层
与
层
粉末烧结
烧
(激光束扫描)
结
工作平台下降 (约0.1mm)
三维实体原型
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原理演示
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实物演示
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SLS的工艺特点
➢ 材料适应面广 塑料材料 陶瓷、石蜡等材料 直接制造金属零件
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3. 2 选择性激光粉末烧结法
❖ SLS-Selective(选择性的) Laser (激光) Sintering (烧结)
❖ 美国C. R. Dechard 1989年发明
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SLS工艺的工作原理
SLS工艺是利用粉末材料(金属粉 末或非金属粉末)在激光照射下烧结的 原理,在计算机控制下层层堆积成形。
的整体形状。
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零件的快速成形
零件在CAD/CAM中的处理过程
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零件的快速成形 8
3. RP工艺方法的分类
SLA – 光固化立体造型法,三维 光刻法, SLS -激光粉末烧结法; LOM-薄片叠层法; FDM-熔丝堆积法;
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3. 1 三维光刻法
快速成形制造RPM -------Rapid Prototyping
Manufacturing
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快速成型技术
产生的背景 技术原理(要求掌握) 分类(要求掌握) 应用场合
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1. 产生背景
❖ 全球市场一体化,制造业竞争激烈, 使得产品更新换代日益加快。
❖ 企业的竞争力将主要体现在根据市场 要求,不断地推出新产品。
➢ 无需加支撑 没被烧结的粉末起支撑作用
➢ 可烧结制造空心、多层镂空的复杂零件。 ➢零件的构建时间较先短进制,造技可术导达论到1in/h高度
SLS快速原型技术缺点
1、需要专门实验室环境,维护费用高昂。
2、在加工前,要花近2小时的时间将粉末加热到 熔点以下,当零件构建之后,还要花5-10小时冷 却,然后才能将零件从粉末缸中取出。
➢ 基于液态光敏(photosensitive)树脂 (resin)的光聚合( polymerize )原理。
➢ 光敏树脂在一定波长和功率的紫外激
光的照射下能够迅速发生光聚合反应,
分子量急剧增大,材料也能从液态转变
为固态。
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三维光刻工艺的工作原理
紫外光
液态光敏树 脂
液面
液体材料容 器
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传统制造方法的瓶颈
➢ 机床设备和工模具,费时又费钱。 ➢ 有些企业往往由于缺乏产品成形制造 能力而造成产品设计不尽合理或上市太 慢,错过大好的市场机遇。
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快速成型技术
❖ Rapid Prototyping-RP
❖ RP技术是20世纪80年代后期发展起 来的一项高科技成果。
❖ RP技术对制造业的影响可以和20世纪 50~60年代发展起来的数控技术相媲美。
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2. 技术原理
RP技术是基于离散(discrete)和堆积
(deposit)原理,将零件的CAD模型按一定
方式离散,成为可加工的离散面、离散线
和离散点,而后采用物理或化学手段,将
这些离散的面、线段和点堆积而形成零件
❖ SL-Stereo (铅版, 立体照片) Lithography(平版印刷术) Apparatus ❖ SL法最成熟,也是市场的最大占有者。
❖ 发明人Charles Hul ,1984年获美国专利
❖ 美国3D Systems公司1988年 制造第一台 原型机 (SLA-1)
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三维光刻法的工作原理