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第 3 学期 先进加工工艺 5 ECTS
目标 为了在全球工业环境中保持竞争力，向可持续和绿色加工和生产工艺的过渡似乎是关键一步。这意味着必须考虑和转变该链中涉及的加工工艺的每个环节，从而提出需要回答的重大科学和技术问题。因此，本课程将介绍制造业的未来挑战，并浏览 i) 加工原理与整个生产过程相联系的背景，ii) 制造过程建模和优化的要求，iii) 主要输入数据的特征，特别强调能源效率和环境足迹，以及 iv) 如何建立战略方法来制定工艺的技术/经济计划和质量。 关键词：加工、切屑形成、热机械负荷、效率、建模、表面完整性
今日结果 - GF Machining Solutions
“GF Machining Solutions 的技术和解决方案帮助我们实现了生产效率的大幅提升，”Yiben 老板 Ni Liping 说道。“我们计划在未来半年内将更多的 GF Machining Solutions EDM 机器整合到我们的生产线中。”这些都是 Yiben 的重要考虑因素，与其他汽车行业供应商一样，Yiben 也面临着严峻的挑战，包括原材料、刀具和刀架、劳动力和模具测试的成本。与此同时，Yiben 必须向客户提供高质量的模具，缩短五轴加工周期，并管理培训新员工的成本。自动化铣削单元已被证明是真正的游戏规则改变者，降低了 Yiben 的制造成本和交货时间，优化了制造流程，并巩固了其在汽车细分市场的领导地位。
塑料零件加工指南 - MCAM
什么是退火？退火是一种热处理工艺，可改善塑料的物理特性，提高其延展性并降低其硬度，使形状更易于加工。退火有助于释放塑料内部的内部压力，使加工部件随着时间的推移具有更高的尺寸稳定性。退火工艺涉及将塑料形状加热至其熔化温度的一半并保持一定时间，然后以特定速率冷却。
透明脆性材料的激光加工
玻璃、蓝宝石等透明脆性材料由于其优异的物理化学稳定性和良好的透明性，在消费电子、光电器件等领域受到广泛关注和应用。近几十年来，对透明脆性材料进行高精度、高质量加工的新方法的研究越来越受到重视。在众多技术中，激光加工已被证明是一种加工各种透明脆性材料的有效、灵活的方法。本文总结了激光全切割、激光划片、激光隐形切割、激光丝、激光诱导背面干法蚀刻（LIBDE）和激光诱导背面湿法蚀刻（LIBWE）等一系列激光加工方法，并详细介绍了这些技术在微加工、钻孔切割和图案化中的应用，并讨论了该领域当前面临的挑战和未来的前景。
优化用于铣削操作的加工参数，
这项研究着重于使用传统设置，下坡单纯形和遗传算法方法优化CNC铣削参数。该研究评估了加工参数（例如降低速度和进料速度）对关键性能指标的影响，包括表面粗糙度，工具磨损，加工时间和整体成本效益。通过使用3D表面和轮廓图，该研究表明，最佳切割速度的范围为40-80 m/min，进料速度从0.1-0.25 mm/牙齿介于0.1-0.25 mm/牙齿中，导致峰值工具寿命约为9-10分钟。遗传算法的表现优于传统设置和下坡单纯词，其单位成本最低为8.50美元，而下坡单纯子的成本为9.00美元，传统设置为11.00美元。收敛分析表明，遗传算法虽然需要更多的迭代，但总体成本较低（约8.50美元），并提供了更好的优化结果。成本分解分析显示，加工和改变工具的成本大幅降低，遗传算法将工具换成本降低至1.50美元，加工成本降至3.50美元，从而带来了最具成本效益的解决方案。这些发现证明了高级优化技术在增强CNC铣削过程，提高加工效率和最小化运营成本方面的有效性。
MU-S600V - 5 轴立式加工中心
X、Y、Z、B、C、5轴控制、主轴控制：1轴 OSP全范围绝对位置反馈（无需原点返回） 机械坐标系（1套）、工件坐标系（20套） 8位小数、±99999.999～0.001mm、0.001˚ 小数：1µm、10µm、1mm（0.0001,1英寸）（1˚、0.01˚、0.001˚） 倍率：0～200% 直接主轴转速指令倍率30～300%、多点分度 注册刀具数：最多999套、刀具长度/半径补偿：每个刀具3套 15英寸彩色LCD+多点触摸面板操作 自动诊断和显示程序、操作、机械和NC系统故障 程序存储容量： 4 GB；操作备份容量：2 MB 程序管理、编辑、多任务、计划程序、固定循环、G/M 代码宏、算术、逻辑语句、数学函数、变量、分支命令、坐标计算、面积计算、坐标转换、编程帮助、夹具偏移 应用程序以图形方式可视化和数字化车间所需的信息 高度可靠的触摸屏，适合车间使用。一键访问套件应用程序。 “单一模式操作”完成一系列操作 高级操作面板/图形促进流畅的机器控制 MDI、手动（快速移动、手动切削进给、脉冲手柄）、负载计、操作帮助、报警帮助、顺序返回、手动中断/自动返回、脉冲手柄重叠、参数 I/O、PLC 监视器、对准补偿 机器
机械加工操作的最小量润滑
最小量润滑是一种全损耗润滑方法，而不是使用乳液的循环润滑方法。这意味着使用基于脂肪醇或酯的新型清洁润滑剂。防污染添加剂，例如杀生物剂和杀菌剂，完全没有必要，因为微生物生长只可能在水相中。润滑量的极端减少导致工件和切屑几乎干燥。这大大减少了金属加工液在工作场所吸入空气和员工皮肤上排放造成的健康危害。金属加工液不会扩散到机器周围的整个区域，从而使工作场所更清洁。
塑料零件加工指南 - MCAM
大多数机械加工操作（不包括钻孔和切断）通常不需要冷却液。但是，为了获得最佳表面光洁度和紧密公差，建议使用非芳香族水溶性冷却液。喷雾和加压空气是冷却切削界面的非常有效的方法。矿物油基切削液虽然适用于许多金属和塑料，但可能会导致非晶态塑料（如 Altron™ PC、Sultron™ PPSU、Duratron™ U1000 PEI 和 Sultron™ PSU）的应力开裂。
塑料零件加工指南 - MCAM
三菱化学集团拥有 80 多年的经验、在 20 个国家/地区设有 30 个分支机构以及一支由技术服务专家、工程师和应用开发经理组成的团队，是高性能工程聚合物材料研究、开发和制造领域的全球领导者。我们的产品为所有行业提供解决方案，让世界变得更加安全 — 航空航天、可再生能源、化学/石油和天然气加工、食品加工和包装、建筑/重型设备、衬里、医疗/生命科学、半导体、交通/铁路。
气体辅助飞秒脉冲激光加工
横截面是一种关键的样品制备技术，被广泛用于各种应用，它能够研究埋层和地下特征或缺陷。最先进的横截面方法各有优缺点，但通常都需要在吞吐量和准确性之间进行权衡。机械方法速度快但准确性低。另一方面，基于离子的方法，如聚焦离子束 (FIB)，分辨率高但速度慢。激光器可以潜在地改善这种权衡，但它也面临多重挑战，包括产生热影响区 (HAZ)、过大的光斑尺寸以及材料再沉积。在这项工作中，我们首次利用飞秒脉冲激光器，这种激光器已被证明可产生极小甚至零的 HAZ，用于快速创建质量可与 FIB 横截面相媲美的大横截面。该激光器集成了靶向 CO 2 气体输送系统，用于再沉积控制和光束尾部削减，以及硬掩模，用于顶面保护和进一步缩小有效光斑尺寸。通过现实世界的例子展示了所提出的系统的性能，这些例子比较了激光和 FIB 横截面技术产生的吞吐量和质量。