未来,生产加工环节和意义将不在重要,3D打印在3-5年内将实现量化,新兴技术将不再是单一技术的体现,3D打印、物联网、互联网、云计算、大数据、移动互联网等技术将逐步融合起来,形成如云工厂或梦工厂这样的平台,新技术将使制造变得更加智能,只需要通过选项和配置,就可以在云工厂中实现下单生产,可以说,云工厂是制造业后期的发展方向。
目前在产品生产中使用智能化机器人,已经是一个较为普遍的现象。而更多人在提到智能化产品的时候往往想到的是无人驾驶,这个技术也是众多工程机械厂商所一直追捧并不断深入研发的。
对于装备制造业来说,人力正在超越原材料成为最大的成本支出,如果不加快装备制造业的转型升级,走智能化发展道路,行业利润空间将被进一步压缩,下面以图文形式展示未来制造制造技术。
未来工厂
经济全球化和信息化使制造业竞争环境、发展模式及运行效率与规模等发生了深刻变化。未来工厂的发展趋向于集成化、数字化、智能化、敏捷化、网络化和绿色化。
未来的工厂将致力于从事大规模定制型生产,这里将不会出现裹着油渍斑斑工作服的员工操控设备的场景,大多数工作不在工厂车间进行,转而被安排在办公室附近,办公室里将会挤满设计师、工程师、IT专家、后勤专家以及其他各类专业人士,他们将具备多种技能。
由于采用了全新的生产工艺,未来工厂的生产组织更加灵活,需要更少的劳动投入,从大规模生产方式转到了更加个性化的生产方式。
未来测量技术
未来工厂将是使设计和制造整合为一个过程的智能系统,对预订的产品可以根据其需求精确地制造出来。为了达到这一目的,测量需评价和确保每一部件合适,并满足其性能和功能上的要求。可能包括通过溯源至国际单位制(SI)可以实现自身检定并可以作为在现场的计量设备的机床。
计算机技术、传感器技术的迅猛发展,使得测量技术更加日新月异。随着航空结构和设备对测量技术要求的不断提高、测量精度的不断升级、测量手段更加多样化,从中可以分析出未来测技术的发展趋势:高精度、非接触和高效率。
计量对广域基础科学或高额投资的研究和开发项目,也称为“大科学”的成功传递,发挥至关重要的作用。这些项目将成为未来以推动科学发展为目标的宏大的计划,以应对社会面临的重大挑战。
未来机床
1990年以来,欧美各国应用新的机床运动学理论和先进的驱动技术,优化机床结构,提高功能部件性能,轻量化移动型部件,减少运动摩擦。高速加工技术的应用缩短了切削时间和辅助时间,实现了加工制造的高质量和高效率。
当前,数控机床已成为机床消费的主流。尤其是高档数控机床属于高端装备制造业,具有高技术含量、高技术附加值的特征,是发展战略性新兴产业重要着力点。
数控技术是为适应高精度、高速度、复杂零件的加工而出现的,是实现自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础,是现代机床装备的灵魂和核心。
高速化、精密化、集成化和绿色化已经成为数控机床产业技术发展方向。在装备水平、加工范围、加工质量和生产效率方面,全球数控机床产业获得了革命性的进展,对高端制造业水平的提高起到了关键性的作用。
在今天,除了对大型、重型、超重型数控机床的需要外,还有大型、重型、超重型精细数控机床、多轴数控机床、专用数控机床、复合化数控机床等。
未来刀具
近年来,切削加工技术在高速切削、硬态切削、微雾润滑切削、干式切削、复合切削等领域迅速发展,这些切削加工技术是实现以最小限度生产设备高效率、低成本加工零件的生产方式的核心,到目前为止,切削加工技术发展的最大标志就是高速切削加工的发展。
先进的刀具技术是促进切削技术发展的基础和保证,刀具技术的发展涉及刀具材料和刀具结构的发展,刀具材料是提升刀具性能的基础,刀具结构是提高工件加工精度的关键。
随着新型加工技术的发展和尖端产品的日益精密化和集成化,研发高精度、高效率、高可靠性和专用化的现代高效刀具,获得更好的加工性能和经济性已成为行业的共识。
近年来,人们在新型刀具材料的应用、刀具涂层技术以及新型刀具切削性能方面进行了大量的研究与应用工作,生产现场使用的刀具已经进入了以硬质合金材料为主体、多种涂层成熟应用的状态,未来刀具材料主要的发展趋势是“细晶粒的基体材料+复合涂层”,以适应高速切削、干式切削、高精度加工的基本需求。
未来焊接
焊接是通过加热、加压,或两者并用,使同性或异性两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊接应用广泛,既可用于金属,也可用于非金属。在近代的金属加工中,焊接比铸造、锻压工艺发展较晚,但发展速度很快。焊接结构的重量约占钢材产量的45%,铝和铝合金焊接结构的比重也不断增加。
未来的焊接工艺,一方面要研制新的焊接方法、焊接设备和焊接材料,以进一步提高焊接质量和安全可靠性,如改进现有电弧、等离子弧、电子束、激光等焊接能源;运用电子技术和控制技术,改善电弧的工艺性能,研制可靠轻巧的电弧跟踪方法。
另一方面要提高焊接机械化和自动化水平,如焊机实现程序控制、数字控制;研制从准备工序、焊接到质量监控全部过程自动化的专用焊机;在自动焊接生产线上,推广、扩大数控的焊接机械手和焊接机器人,可以提高焊接生产水平,改善焊接卫生安全条件。
随着激光焊接技术的发展,单一的激光焊接技术已经远远不能满足针对不同材料、不同结构件的焊接需要,应运而生的则是各种新焊接方法的创新及研究。依靠新出现的激光焊接方法或者多种方法的复合,希望能解决目前激光焊接中所遇到的问题。