現(xiàn)代制造的核心：3D打印與綠色制造淺析

　　在現(xiàn)代制造技術(shù)中，我們要對AMT引起足夠的重視，在能源和環(huán)境出現(xiàn)危機(jī)時(shí)，國人更應(yīng)重視綠色制造;對于3D打印制造，小編認(rèn)為它是未來制造業(yè)的制高點(diǎn)，涉及到軍事、經(jīng)濟(jì)、工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域;是實(shí)現(xiàn)中國夢的超時(shí)代技術(shù)?，F(xiàn)在對現(xiàn)代綠色制造和3D打印制造作簡要的淺述，主要是引起大家的關(guān)注。

　　一、現(xiàn)代先進(jìn)制造和綠色制造

　　現(xiàn)代制造技術(shù)是指制造業(yè)不斷吸收機(jī)械工程技術(shù)、電子信息技術(shù)(包括微電子、光電子、計(jì)算機(jī)軟硬件、現(xiàn)代通信技術(shù))、自動化技術(shù)生產(chǎn)設(shè)備、材料、能源及現(xiàn)代管理等方面的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢測、管理和售后服務(wù)以及對報(bào)廢產(chǎn)品的回收處理這樣一個(gè)制造全過程;實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔和靈活生產(chǎn)，提高對動態(tài)、多變市場的適應(yīng)能力和競爭能力、并取得理想的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的制造技術(shù)的總稱。

　　1、 先進(jìn)制造技術(shù)(AMT)

　　先進(jìn)制造技術(shù)(Advanced Manufacturing Technology)，英文縮寫為AMT。1993年，美國政府批準(zhǔn)了由聯(lián)邦科學(xué)、工程與技術(shù)協(xié)調(diào)委員會(FCCSET)主持實(shí)施的先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃(Advanced Manufacturing Technology-AMT)計(jì)劃。AMT是美國根據(jù)本國制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，為增強(qiáng)制造業(yè)的競爭力和促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)增長，首先提出的概念。此后，歐洲各國、日本以及亞洲新興工業(yè)化國家如韓國等也相繼作出響應(yīng)。

　　人們往往用AMT來概括微電子技術(shù)、自動化技術(shù)、信息技術(shù)等給傳統(tǒng)制造技術(shù)帶來的種種變化的新型系統(tǒng)。具體地說，AMT就是指集機(jī)械工程技術(shù)、電子技術(shù)、自動化技術(shù)、信息技術(shù)等多種技術(shù)為一體所產(chǎn)生的技術(shù)、設(shè)備和系統(tǒng)的總稱。主要包括：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、集成制造系統(tǒng)等。AMT是制造業(yè)企業(yè)取得競爭優(yōu)勢的必要條件之一，但并非充分條件，其優(yōu)勢還有賴于能充分發(fā)揮技術(shù)威力的組織管理，有賴于技術(shù)、管理和人力資源的有機(jī)協(xié)調(diào)和融合。 AMT主體技術(shù)包括兩個(gè)基本部分：

　　面向制造的設(shè)計(jì)技術(shù)群

　　面向制造的設(shè)計(jì)技術(shù)群系指用于生產(chǎn)準(zhǔn)備(制造準(zhǔn)備)的工具群和技術(shù)群?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)是指以電子產(chǎn)品質(zhì)量、性能、壽命、成本和價(jià)格的綜合效益最優(yōu)為目的，以電子設(shè)計(jì)自動化技術(shù)為手段，以電子技術(shù)理論知識和工藝實(shí)踐為依托，以現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)與方法為基礎(chǔ)，又好又快地滿足人類社會各領(lǐng)域?qū)﹄娮赢a(chǎn)品和系統(tǒng)需求而進(jìn)行設(shè)計(jì)所采用的各種技術(shù)的總和。這里特別一提的是可制造性設(shè)計(jì)，可制造性設(shè)計(jì)(DESIGN FORMANUFACTURAB)。

　　ILITY)亦被各方稱為協(xié)同式或同時(shí)性工程(concurrent or simultaneous engineering)或是可生產(chǎn)性或生產(chǎn)線之設(shè)計(jì)(design for productivity or assembly)――相較于由研發(fā)工程師建立自己的設(shè)計(jì)原型(prototype)，然后在未經(jīng)前線生產(chǎn)工人的意見下將之送到生產(chǎn)部門組裝線上的傳統(tǒng)制造方式來說享有非常大的優(yōu)勢。另一方面，一個(gè)可制造性團(tuán)隊(duì)的成員包括設(shè)計(jì)者、制造工程師：行銷代表、財(cái)務(wù)經(jīng)理、研發(fā)人員、原料供應(yīng)商及其他計(jì)劃利益相關(guān)者(包括客戶在內(nèi))。因?yàn)榘瑏碜愿鞣饺耸?，因此也有助于加速?jì)劃的完成并且可以避免傳統(tǒng)生產(chǎn)方式會碰到的延遲。DFM它主要是研究產(chǎn)品本身的物理特征與制造系統(tǒng)各部分之間的相互關(guān)系，并把它用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，以便將整個(gè)制造系統(tǒng)融合在一起進(jìn)行總體優(yōu)化，使之更規(guī)范，以便降低成本，縮短生產(chǎn)時(shí)間，提高產(chǎn)品可制造性和工作效率。它的核心是在不影響產(chǎn)品功能的前提下，從產(chǎn)品的初步規(guī)劃到產(chǎn)品的投入生產(chǎn)的整個(gè)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行參與，使之標(biāo)準(zhǔn)化、簡單化，讓設(shè)計(jì)利于生產(chǎn)及使用。減少整個(gè)產(chǎn)品的制造成本(特別是元器件和加工工藝方面)。減化工藝流程，選擇高通過率的工藝，標(biāo)準(zhǔn)元器件，選擇減少模具及工具的復(fù)雜性及其成本。

　　面向制造工藝技術(shù)群

　　制造工藝技術(shù)群是指用于物質(zhì)產(chǎn)品(物理實(shí)體產(chǎn)品)生產(chǎn)的過程及設(shè)備。例如，模塑成形、鑄造、沖壓、磨削等。隨著高新技術(shù)的不斷滲入，傳統(tǒng)的制造工藝和裝備正在產(chǎn)生質(zhì)的變化。制造工藝技術(shù)群是有關(guān)加工和裝配的技術(shù)，也是制造技術(shù)或稱生產(chǎn)技術(shù)的傳統(tǒng)領(lǐng)域。

　　傳統(tǒng)制造技術(shù)一般僅指加工制造的工藝方法，實(shí)際上只是制造全過程中的一部分;而現(xiàn)代電子制造技術(shù)貫穿了從市場預(yù)測、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、物流、坐產(chǎn)管理、制造裝配、質(zhì)量保證、市場銷售、售后服務(wù)、報(bào)廢處理直至回收再利用等全過程，使整個(gè)制造過程成為集市場、產(chǎn)品、制造、環(huán)保為一體的大系統(tǒng)。一個(gè)產(chǎn)品的導(dǎo)入、一個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施，工程技術(shù)只是系統(tǒng)內(nèi)需要考慮的一部分，而成本效益、社會效益、環(huán)境影響、生態(tài)平衡等都是需要綜合考慮、統(tǒng)籌兼顧的重要內(nèi)容?；诖耍瑥氖码娮又圃斓墓こ碳夹g(shù)人員，特別是較高層次的設(shè)計(jì)管理人員，應(yīng)該具有開闊的視野、系統(tǒng)化思維和協(xié)同管理能力，從而使制造系統(tǒng)運(yùn)行更優(yōu)化，組織管理模式科學(xué)化，制造過程綠色化，使經(jīng)濟(jì)效益與社會效益協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

　　傳統(tǒng)制造技術(shù)的專業(yè)、學(xué)科單一、界限分明;而先進(jìn)電子制造技術(shù)的專業(yè)、學(xué)科之間不斷滲透、交叉、融合，有些界限逐漸淡化甚至消失。這使現(xiàn)代電子制造技術(shù)趨于系統(tǒng)化、集成化，并已發(fā)展成為以機(jī)、光、電為基礎(chǔ)，信息和材料學(xué)科為支撐，集生物、管理、藝術(shù)和人文等學(xué)科技術(shù)于一體的新興交叉的現(xiàn)代高科技。例如采用多學(xué)科仿真技術(shù)，可以計(jì)算并模擬出雷達(dá)天線和波導(dǎo)的構(gòu)形對微波信號的影響情況;采用優(yōu)化技術(shù)，可以在保證微波信號滿足要求的同時(shí)，得到最優(yōu)的天線和波導(dǎo)構(gòu)形;采用快速原型制造技術(shù)，可以自動而迅速地將設(shè)計(jì)思想物化為具有一定結(jié)構(gòu)和功能的原型或?qū)嶋H零件，從而對產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行快速評價(jià)、測試、改進(jìn)，以響應(yīng)市場需求。實(shí)際上，許多優(yōu)秀的有競爭力的電子產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)過程都是現(xiàn)代機(jī)械工程、CAD、數(shù)控、激光以及材料等技術(shù)的交叉與優(yōu)化集成的成果。迄今為止，基本沒有學(xué)校能夠設(shè)置知識面如此寬的學(xué)科專業(yè)，也很少有一個(gè)人能全面具備如此眾多的專業(yè)能力，現(xiàn)代電子制造除了需要對基礎(chǔ)知識的融會貫通和靈活應(yīng)用，更強(qiáng)調(diào)的是團(tuán)隊(duì)精神和協(xié)調(diào)合作。