現代制造的核心：3D打印與綠色制造淺析

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

　　一、現代先進(jìn)制造和綠色制造

　　現代制造技術(shù)是指制造業(yè)不斷吸收機械工程技術(shù)、電子信息技術(shù)(包括微電子、光電子、計算機軟硬件、現代通信技術(shù))、自動(dòng)化技術(shù)生產(chǎn)設備、材料、能源及現代管理等方面的成果，并將其綜合應用于產(chǎn)品設計、制造、檢測、管理和售后服務(wù)以及對報廢產(chǎn)品的回收處理這樣一個(gè)制造全過(guò)程;實(shí)現優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔和靈活生產(chǎn)，提高對動(dòng)態(tài)、多變市場(chǎng)的適應能力和競爭能力、并取得理想的技術(shù)經(jīng)濟效果的制造技術(shù)的總稱(chēng)。

　　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(xiě)為AMT。1993年，美國政府批準了由聯(lián)邦科學(xué)、工程與技術(shù)協(xié)調委員會(huì )(FCCSET)主持實(shí)施的先進(jìn)制造技術(shù)計劃(Advanced Manufacturing Technology-AMT)計劃。AMT是美國根據本國制造業(yè)面臨的挑戰和機遇，為增強制造業(yè)的競爭力和促進(jìn)國家經(jīng)濟增長(cháng)，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。

　　人們往往用AMT來(lái)概括微電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)等給傳統制造技術(shù)帶來(lái)的種種變化的新型系統。具體地說(shuō)，AMT就是指集機械工程技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)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)、設備和系統的總稱(chēng)。主要包括：計算機輔助設計、計算機輔助制造、集成制造系統等。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(lài)于能充分發(fā)揮技術(shù)威力的組織管理，有賴(lài)于技術(shù)、管理和人力資源的有機協(xié)調和融合。 AMT主體技術(shù)包括兩個(gè)基本部分：

　　面向制造的設計技術(shù)群

　　面向制造的設計技術(shù)群系指用于生產(chǎn)準備(制造準備)的工具群和技術(shù)群?，F代設計技術(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，以電子設計自動(dòng)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，以現代設計技術(shù)與方法為基礎，又好又快地滿(mǎn)足人類(lèi)社會(huì )各領(lǐng)域對電子產(chǎn)品和系統需求而進(jìn)行設計所采用的各種技術(shù)的總和。這里特別一提的是可制造性設計，可制造性設計(DESIGN FORMANUFACTURAB)。

　　ILITY)亦被各方稱(chēng)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(xiàn)之設計(design for productivity or assembly)――相較于由研發(fā)工程師建立自己的設計原型(prototype)，然后在未經(jīng)前線(xiàn)生產(chǎn)工人的意見(jiàn)下將之送到生產(chǎn)部門(mén)組裝線(xiàn)上的傳統制造方式來(lái)說(shuō)享有非常大的優(yōu)勢。另一方面，一個(gè)可制造性團隊的成員包括設計者、制造工程師：行銷(xiāo)代表、財務(wù)經(jīng)理、研發(fā)人員、原料供應商及其他計劃利益相關(guān)者(包括客戶(hù)在內)。因為包含來(lái)自各方人士，因此也有助于加速計劃的完成并且可以避免傳統生產(chǎn)方式會(huì )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各部分之間的相互關(guān)系，并把它用于產(chǎn)品設計中，以便將整個(gè)制造系統融合在一起進(jìn)行總體優(yōu)化，使之更規范，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)品的初步規劃到產(chǎn)品的投入生產(chǎn)的整個(gè)設計過(guò)程進(jìn)行參與，使之標準化、簡(jiǎn)單化，讓設計利于生產(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(guò)率的工藝，標準元器件，選擇減少模具及工具的復雜性及其成本。

　　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(guò)程及設備。例如，模塑成形、鑄造、沖壓、磨削等。隨著(zhù)高新技術(shù)的不斷滲入，傳統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(chēng)生產(chǎn)技術(shù)的傳統領(lǐng)域。

　　傳統制造技術(shù)一般僅指加工制造的工藝方法，實(shí)際上只是制造全過(guò)程中的一部分;而現代電子制造技術(shù)貫穿了從市場(chǎng)預測、產(chǎn)品設計、物流、坐產(chǎn)管理、制造裝配、質(zhì)量保證、市場(chǎng)銷(xiāo)售、售后服務(wù)、報廢處理直至回收再利用等全過(guò)程，使整個(gè)制造過(guò)程成為集市場(chǎng)、產(chǎn)品、制造、環(huán)保為一體的大系統。一個(gè)產(chǎn)品的導入、一個(gè)項目的實(shí)施，工程技術(shù)只是系統內需要考慮的一部分，而成本效益、社會(huì )效益、環(huán)境影響、生態(tài)平衡等都是需要綜合考慮、統籌兼顧的重要內容?；诖?，從事電子制造的工程技術(shù)人員，特別是較高層次的設計管理人員，應該具有開(kāi)闊的視野、系統化思維和協(xié)同管理能力，從而使制造系統運行更優(yōu)化，組織管理模式科學(xué)化，制造過(guò)程綠色化，使經(jīng)濟效益與社會(huì )效益協(xié)調統一。

　　傳統制造技術(shù)的專(zhuān)業(yè)、學(xué)科單一、界限分明;而先進(jìn)電子制造技術(shù)的專(zhuān)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。這使現代電子制造技術(shù)趨于系統化、集成化，并已發(fā)展成為以機、光、電為基礎，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代高科技。例如采用多學(xué)科仿真技術(shù)，可以計算并模擬出雷達天線(xiàn)和波導的構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(mǎn)足要求的同時(shí)，得到最優(yōu)的天線(xiàn)和波導構形;采用快速原型制造技術(shù)，可以自動(dòng)而迅速地將設計思想物化為具有一定結構和功能的原型或實(shí)際零件，從而對產(chǎn)品設計進(jìn)行快速評價(jià)、測試、改進(jìn)，以響應市場(chǎng)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)現過(guò)程都是現代機械工程、CAD、數控、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(méi)有學(xué)校能夠設置知識面如此寬的學(xué)科專(zhuān)業(yè)，也很少有一個(gè)人能全面具備如此眾多的專(zhuān)業(yè)能力，現代電子制造除了需要對基礎知識的融會(huì )貫通和靈活應用，更強調的是團隊精神和協(xié)調合作。