La tecnología de fabricación avanzada es una piedra angular importante que respalda la cuarta revolución industrial global. Actualmente, China se está centrando en promover el arreglo estratégico de lograr la modernización socialista para 2035. Entrar en la vanguardia de los países innovadores es el objetivo estratégico de la modernización socialista, y romper las tecnologías básicas clave es el requisito fundamental para ingresar a la vanguardia de los países innovadores. Acelerar el desarrollo de la tecnología de fabricación avanzada es una acción importante para abordar las tecnologías básicas clave.
La tecnología avanzada de preparación y procesamiento de material metálico es una dirección importante del desarrollo industrial hoy en día. Aunque China ha logrado ciertos resultados en la preparación avanzada del material metálico y la tecnología de procesamiento, la innovación tecnológica aún se necesita. En el entorno industrial actual, las perspectivas de aplicación de la preparación avanzada de material metálico y la tecnología de procesamiento son amplias, lo que puede mejorar en gran medida la calidad del procesamiento y la calidad del producto. Es un requisito previo para establecer una marca y promoverá en gran medida la transformación de la fabricación en China a la fabricación inteligente en China.
1 、 Tecnología de fabricación aditiva.
Adition Manufacturing es una tecnología de fabricación que integra el diseño asistido por computadora, el procesamiento de materiales y la tecnología de formación, y luego utiliza materiales personalizados para apilar y solidificar archivos de modelos digitales capa por capa a través de software y sistemas CNC para fabricar productos físicos. Es decir, con solo una idea, archivo de datos y materiales correspondientes, se puede lograr una conversión directa de una idea a otra.
La tecnología de fabricación aditiva tiene un ciclo de producción corto y comparado con los métodos tradicionales de preparación de materiales metálicos, requiere mayores capacidades de fabricación. Requiere menos operaciones y es fácil de operar. Además, la tecnología de fabricación aditiva ocupa un área pequeña, es conveniente de llevar y también puede desempeñar un papel en ciertas situaciones específicas. Al mismo tiempo, la tecnología de fabricación aditiva puede replicar perfectamente el modelo de producción en el software 3D, lograr una fabricación precisa y lograr estructuras complejas que los métodos de moldeo tradicionales no pueden completar. Además, no hay material de desecho después de la fabricación, lo que mejora la utilización del material.
Debido a las características tecnológicas de la fabricación aditiva, ha atraído una atención global generalizada y puede aportar una serie de cambios profundos a la fabricación tradicional. En los últimos años, la fabricación de componentes y dispositivos médicos de equipos de aviación siempre ha sido los lugares de aplicación con la tasa de crecimiento más alta de productos de fabricación aditiva. Los ingresos de fabricación de aditivos globales en 2020 han alcanzado los 15.8 mil millones de dólares estadounidenses, y se espera que el pronóstico de ingresos para 2022 suba a 23.9 mil millones de dólares estadounidenses, llegando a 35.6 mil millones de dólares estadounidenses para 2024. El procesamiento aditivo y la tecnología de fabricación aún se encuentran en un período de rápido Desarrollo y tiene una fuerte vitalidad en el mercado.
Sin embargo, la tecnología de fabricación aditiva tiene requisitos relativamente altos para las materias primas, lo que resulta en altos costos de materias primas. Al mismo tiempo, el equipo para la fabricación aditiva es relativamente costoso, y algunos componentes clave también dependen de las importaciones, lo que limita la aplicación de esta tecnología en productos ordinarios. Desarrollar materias primas de bajo costo y dominar las tecnologías clave para reducir los costos de los equipos son problemas importantes que se deben abordar en la promoción de la tecnología de fabricación aditiva.
2 、 Tecnología de láser de femtosegundos
La tecnología láser de femtosegundos está compuesta de láseres químicos que operan libremente y rápidamente en varias formas de ondas electromagnéticas láser o pulsos láser. Su duración de procesamiento es muy corta y tiene una velocidad de movimiento instantánea muy alta y potencia de procesamiento. Durante el procesamiento, el láser puede lograr fácil y directamente el procesamiento de láser fino, la reparación y el tratamiento de difracción de microondas láser de cualquier material. El láser interactúa con otros productos químicos en una duración extremadamente corta del procesamiento fino y un espacio de acción muy pequeño. La temperatura del láser dentro del rango de tiempo de acción aumenta rápidamente en un instante, y el punto láser de femtosegundos se elimina mediante varias formas de movimiento y pulverización rápida de plasma láser y pulverización.
La tecnología láser de femtosegundos evita los problemas de calidad causados por la fusión de alta temperatura y el proceso de fusión en el procesamiento tradicional, reduciendo significativamente y eliminando efectivamente muchos otros impactos negativos que pueden surgir de los efectos térmicos de alta temperatura en la gestión tradicional del procesamiento tradicional. Tiene excelentes perspectivas de aplicación en el campo del mecanizado y reparación ultra finos.
La tecnología láser de femtosegundo todavía está en sus primeras etapas, y el desarrollo y la aplicación de esta tecnología aún necesitan resolver una serie de problemas técnicos clave. Por ejemplo, actualmente no hay una teoría completa para explicar la esencia física de la interacción entre el láser y la materia en condiciones extremas de ultrarrápido, ultra corto y ultra fuerte; Aumentar la inversión en la producción de láseres de femtosegundos y sistemas de microfabricación, y miniaturizar aún más su volumen; Mejorar el entorno de trabajo para su microfabricación y extender su vida útil; Desarrolle el software para el diseño del modelo basado en las características de la microfabricación láser de femtosegundos y las propiedades del material procesado, simule y simulen el proceso de mecanizado, y logren un mecanizado de parámetros óptimo.
3 、 Tecnología de mecanizado ultrasónico
El mecanizado ultrasónico es un método de mecanizado especial que utiliza la frecuencia ultrasónica como herramienta para la vibración de amplitud pequeña, y rompe gradualmente la superficie del material de la pieza de trabajo a través del efecto de martilleo del abrasivo libre en el líquido entre él y la pieza de trabajo en la superficie mecanizada. Tiene ventajas únicas en el corte, troqueles de dibujo de alambre, mecanizado de agujeros profundos y pequeños y otros campos. El mecanizado ultrasónico ha experimentado un rápido desarrollo en las últimas décadas, especialmente en el campo de los materiales difíciles de máquina, donde se han resuelto muchos problemas clave de procesos y se han logrado buenos resultados.
El mecanizado ultrasónico se ha convertido gradualmente en un medio importante para mejorar la eficiencia energética del procesamiento mecánico. Desde la perspectiva de la industria de aplicaciones, el mecanizado ultrasónico se aplica actualmente principalmente en la industria 3C, aeroespacial, de defensa nacional y militar, y 5G nuevos materiales. En el campo aeroespacial, se requiere alta calidad del producto. Los materiales importantes, como los compuestos de carbono de carbono y las fibras de carbono, tienen excelentes características, como alta resistencia, baja densidad, resistencia a la temperatura ultra alta y resistencia a la corrosión. Sin embargo, su alta resistencia, su módulo elástico alto y alta resistencia al desgaste son difíciles de procesar, y no son fáciles de cortar, propensos al colapso de borde y tienen un desgaste de herramientas rápida. El mecanizado ultrasónico puede reducir la carga de herramientas, mejorar los fenómenos de borde y rebabas, y mejorar la calidad y eficiencia del mecanizado.
Con la mejora de la calidad del procesamiento y la demanda de nuevos materiales, materiales difíciles de máquina, estructuras y superficies difíciles de máquina, así como la combinación de mecanizado ultrasónico con mecanizado de descarga eléctrica, mecanizado electroquímico, mecanizado de corte, mecanizado de molienda, etc. El mecanizado compuesto, el mecanizado ultrasónico tendrá perspectivas de aplicación más amplias para mejorar la eficiencia y la calidad del procesamiento.
La tecnología de fabricación aditiva tiene un ciclo de producción corto y comparado con los métodos tradicionales de preparación de materiales metálicos, requiere mayores capacidades de fabricación. Requiere menos operaciones y es fácil de operar. Además, la tecnología de fabricación aditiva ocupa un área pequeña, es conveniente de llevar y también puede desempeñar un papel en ciertas situaciones específicas. Al mismo tiempo, la tecnología de fabricación aditiva puede replicar perfectamente el modelo de producción en el software 3D, lograr una fabricación precisa y lograr estructuras complejas que los métodos de moldeo tradicionales no pueden completar. Además, no hay material de desecho después de la fabricación, lo que mejora la utilización del material.
Debido a las características tecnológicas de la fabricación aditiva, ha atraído una atención global generalizada y puede aportar una serie de cambios profundos a la fabricación tradicional. En los últimos años, la fabricación de componentes y dispositivos médicos de equipos de aviación siempre ha sido los lugares de aplicación con la tasa de crecimiento más alta de productos de fabricación aditiva. Los ingresos de fabricación de aditivos globales en 2020 han alcanzado los 15.8 mil millones de dólares estadounidenses, y se espera que el pronóstico de ingresos para 2022 suba a 23.9 mil millones de dólares estadounidenses, llegando a 35.6 mil millones de dólares estadounidenses para 2024. El procesamiento aditivo y la tecnología de fabricación aún se encuentran en un período de rápido Desarrollo y tiene una fuerte vitalidad en el mercado.
