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

75060. Виды транспорта 169 KB
  Основная часть История транспорта; Виды транспорта; Что называют транспортом Для чего нужен транспорт. Потом появились первые сельскохозяйственные орудия первое колесо различные транспортные средства.
75062. ЛИПЕЦКАЯ ЗЕМЛЯ НА СЛУЖБЕ ОТЕЧЕСТВУ 78 KB
  Два века отделяют нашу современность от великой победы русского народа в Отечественной войне 1812 года, но это нисколько не умаляет ее огромного значения для истории России. Борьба с иноземными захватчиками пробудила тогда в народе высокие чувства любви к Родине, истинного патриотизма, гордости и чести, народного единения.
75063. Роль казачества в истории становления и развитие Амурских земель 191.5 KB
  Прошло уже триста с лишним лет, как здесь впервые ступила нога русского человека. Первый отважный землепроходец, завидев здешние места, никем не занятые и никем ещё не освоенные, сразу же сердцем прикипел к ним. А кто этот отважный землепроходец? – задаюсь я вопросом каждый раз.
75064. ПЕРЕПЕЛИННОЕ ЧУДО 201.5 KB
  Известно, что перепелиные яйца - экологически чистый продукт. В древние времена яйца и мясо перепелов использовались в восточной народной медицине. Яйца перепелов очищают кровь нормализуют давление повышают гемоглобин.
75066. Мой пёс Борман в цифрах и диаграммах 267 KB
  Цель моей работы – создать математический портрет моей собаки. Для выполнения этой цели я ставила перед собой следующие задачи: Продолжить изучение электронных таблиц Excel, Узнать, с какой скоростью Борман передвигается по квартире, Узнать, сколько корма съедает Борман за год и сколько это стоит...
75067. Влияние музыки на организм человека 121 KB
  Каждый день большинство из нас слушает разную музыку, которая, так или иначе встретится где-нибудь, независимо от того, хотим мы этого или нет – в машине, автобусе, супермаркете, кинотеатре, на улице, на дискотеке – везде, где бы мы ни находились, нас сопровождают звуки музыки.