79981

Основы высоких технологий и инновационные технологии

Лекция

Производство и промышленные технологии

Основы высоких технологий и инновационные технологии Сущность систем высоких технологий ВТ Каждое изделие поставляемое в условиях жесткой конкуренции на внутренний и в особенности на внешний рынок должно обладать новым уровнем свойств и отвечать все возрастающим требованиям предъявляемым потенциальным потребителем к функциональным экологическим и эстетическим свойствам. Эти названия новых технологий связаны с тем или иным признаком технологического процесса или свойствами изделия который принят авторами в качестве определяющего при...

Русский

2015-02-15

35 KB

0 чел.

Тема 12. Основы высоких технологий и инновационные

технологии

Сущность систем высоких технологий (ВТ)

Каждое изделие, поставляемое в условиях жесткой конкуренции на внутренний и в особенности на внешний рынок, должно обладать новым уровнем свойств и отвечать все возрастающим требованиям, предъявляемым потенциальным потребителем к функциональным, экологическим и эстетическим свойствам.

В связи с этим все большее внимание специалистов привлекают нетрадиционные технологии, созданию которых предшествует накопление обширных данных фундаментальных и прикладных наук. В отличие от традиционных, чаще аналоговых, такие технологии называют “наукоемкими”, “высокими”, “прецизионными”, “ультрапрецизионными”, “нанотехнологиямми” и др. Эти названия новых технологий связаны с тем или иным признаком технологического процесса или свойствами изделия, который принят авторами в качестве определяющего, при этом во внимание чаще всего берется предельная точность, обеспечиваемая данным рабочим процессом. Термин “нанотехнология” используется для определения систем оборудования и технологий интегрированного производства, которые обеспечивают обработки с точностью порядка 1 нм. В более широком плане “нанотехнология занимается системами, новые функции и свойства которых зависят только от наноэффектов их компонентов”, как звучит академическое определение понятия, которое дает Союз немецких инженеров. Известно, например, что в мир микроизделий могут вести два пути: можно из массивной заготовки, например из кремния, шлифованием получать необходимое точное миниатюрное изделие. По этому принципу функционирует системная техника, которая в основном занимается структурная размеров от мм до мкм. Другой возможный путь: берутся отдельные атомы, молекулы или частички из них, которые как кирпичики создают желаемую структуру. Этот принцип применяется в нанотехнологии, которая занимается структурами размером до нанометров (млн. доля мм). Таким образом, термины, применяемые к новым технологиям, не являются исчерпывающими, т.к. не отражают всей многосложности и емкости новых технологий, всего спектра и нового уровня функциональных и других свойств макро- и микроизделий.

Высокими следует считать такие технологии, которые, обладая совокупностью основных признаков – наукоемкость, системность, физическое и математическое моделирование с целью структурно-параметрической оптимизации, высокоэффективный рабочий процесс размерной обработки, компьютерная технологическая среда и автоматизация всех этапов разработки и реализации, устойчивость и надежность, экологическая чистота, - при соответствующем техническом и кадровом обеспечении (прецизионное оборудование, оснастка и инструмент, определенный характер рабочей технологической среды, система диагностики, компьютерная сеть управления и специализированная подготовка персонала), гарантируют получение изделий, обладающих новым уровнем функциональных, эстетических и экологических свойств.

Важнейшим признаком ВТ является рабочий процесс.

Существенным признаком ВТ является автоматизация, базирующаяся на компьютерном управлении всеми процессами проектирования, изготовления и сборки, на физическом, геометрическом и математическом моделировании, всестороннем анализе моделей процесса или его составляющих.

Системный подход предполагает использование не отдельных математических моделей, а системы взаимосвязанных моделей с непременной параметрической и структурной оптимизацией.

В современных условиях непременным признаком ВТ является их экологическая ориентация, гармонизация с окружающей средой.

В зависимости от предельно достижимой точности все рабочие процессы можно разделить на обычные, точные (прецизионные) и чрезвычайно точные (ультрапрецизионные).

Каждое десятилетие происходило повышение точности на один класс по ISO и шероховатости до 0,001 мкм. Таким образом, новое тысячелетие технология размерной обработки отмечает переходом от микрометрического к нанометрическому диапазону точности.

Возможности рабочих процессов, на которых базируются нанотехнологии, приближаются к предельным, критическим, т.е. теоретическим ограничением точности при обработке материалов разделением кристаллической решетки являются размеры молекулы или атома вещества (0,2–0,4 нм).

Интегрированный рабочий процесс ускоренного формообразования изделия или его прототипа – Rapid Prototyping (RP).

Изготовление моделей и прототипов, необходимых в рамках создания изделия, происходит, как правило, посредством обычных технологий, при необходимости в комбинации с литейным производством. В частности, здесь находят применение  NC – фрезерные станки, копировальные фрезерные, токарные станки, и пр. Кроме этого, эти модели вручную собирают, склеивают, спаивают.

Новые этапы развития науки, информатики, техники CNC, лезерной технологии и т.д. позволили перейти к интегрированным способам ускоренного формообразования, избавиться от нескольких фаз создания прототипов, рассмотренных выше.

Сущность способа.

Интегрированный рабочий процесс ускоренного изготовления деталей или их прототипов представляет собой органичное соединение возможностей компьютерных технологий обработки информации и трехкоординатного моделирования (CAD) и современных способов изготовления. Способ позволяет во времени и пространстве совместить или чрезвычайно сблизить конструирование и изготовление  типовой или единичной модели или непосредственно детали и сократить время на их изготовление в зависимости от степени сложности на 30–70 %.

Этот  генеративный процесс, получивший название Rapid Prototyping, зародился около 10 лет назад. Но уже сейчас, по данным исследователей, в мире существует примерно до 2000 установок, работающих по идеологии Rapid Prototyping, в которых реализуются различные принципы. Области применения данного рабочего процесса широчайшие: машиностроение, авиация, космические исследования, автомобилестроение, электроника, медицина, бизнес и др. Сегодня можно уиверждать: современны те отрасли, где применяется Rapid Prototyping.

Идеология ускоренного формообразования изделия (модели, прототипа) базируется на: возможности компьютерного автоматизированного проектирования изделия (по чертежу, аналитическим зависимостям или результатам измерений), компьютерной оптимизации его конструкции исходя из требований дизайна, формы, функциональных свойств CAD); трансформации трехкоординатной модели в совокупность послойных двумерных, двухкоординатных моделей; возможности воспроизвести эту совокупность послойных моделей, т.е. материализовать всю модель как единое целое, как твердотельное изделие или его прототипом (CAM).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

10488. Измерение направленных и поляризационных параметров рупорных антенн 116 KB
  Исследуемые рупорные антенны с присоединенными к ним волноводными детекторными секциями по очереди можно устанавливать в антенно-поворотном устройстве. АПУ позволяет -поворачивать и измерять угол поворота рупорной антенны как в горизонтальной плоскости
10489. Поняття про амфотерні гідроксиди й оксиди 62 KB
  Тема: Поняття про амфотерні гідроксиди й оксиди. Навчальна мета: пригадати та поглибити поняття про оксиди і гідроксиди їхню класифікацію властивості; зясувати поняття амфотерності; удосконалити вміння спостерігати та пояснювати хімічні явища. Виховна мета: ви
10490. Реакції іонного обміну між розчинами електролітів 68 KB
  Тема уроку: Реакції іонного обміну між розчинами електролітів Вид заняття: лабораторне заняття Цілі уроку: навчальні: поглибити знання учнів про механізм реакцій обміну між розчинами електролітів; сформувати вміння розвязувати практичні задачі з д...
10491. Розвязування задач по темі Ненасичені вуглеводні 80.5 KB
  Навчальний предмет: хімія Клас: 10 Тема уроку: Розвязування задач по темі Ненасичені вуглеводні Вид заняття: практичне заняття Цілі уроку: навчальні: пригадати та поглибити знання про ненасичені вуглеводні їхню класифікацію номенклатуру вла
10492. Рух електронів в атомі. Поняття про орбіталі 96.5 KB
  Навчальний предмет: хімія. Клас: 8. Тема уроку: Рух електронів в атомі. Поняття про орбіталі. Вид заняття: комбінований урок урок повторення і засвоєння нових знань на якому активізування чуттєвого досвіду учнів закріплення знань умінь та навичок проводиться з вико...
10493. Рух електронів у атомі. Будова електронних оболонок атомів 56 KB
  Тема: Рух електронів у атомі. Будова електронних оболонок атомів. Навчальна мета: розгляути характер руху електрона, ввести поняття орбіталь енергетичний рівень і енергетичний підрівень, розглянути та проаналізувати правила заповнення електронних шарів атомів
10494. Складання хімічних формул за валентністю 105.5 KB
  Тема уроку: Складання хімічних формул за валентністю Вид заняття: комбінований урок Цілі уроку: навчальні: формувати поняття про валентність, навчити учнів визначати валентність елементів за формулами бінарних сполук; навчити учнів складати фор
10495. Сучасне формулювання Періодичного закону. Ізотопи (стабільні й радіоактивні) 44 KB
  Тема: Сучасне формулювання Періодичного закону. Ізотопи стабільні й радіоактивні. Навчальна мета: познайомити учнів із сучасним формулюваням періодичного закону, показати яку інформацію несе порядковий номер і масове число, ознайомити учнів із складом ядер атомів, сф...
10496. Сучасне формулювання періодичного закону. Ізотопи 88 KB
  Тема уроку: Сучасне формулювання періодичного закону. Ізотопи. Вид заняття: комбінований урок Цілі уроку: навчальні: повторити і узагальнити знання про будову атома, встановити рівень засвоєного матеріалу з теми: Будова атома€ розширити зн