先进制造技术盛步云

武汉理工大学盛步云教授、博导中职国培机械制造与控制专业

先进设计加工技术1、先进设计技术优化设计(OptimizeDesign)虚拟设计(VirtualDesign)有限元分析(InfiniteAnalysis)可靠性设计(ReliabilityDesign)2、加工、成形制造技术——将原材料、半成品加工成为产品的方法和过程。——成形工艺去除成形受迫成形堆积成形生成成形加工精度不断提高加工速度得到提高材料科学的变革重大装备促进——大型、大容量、高效率优质清洁表面工程热成形过程数值模拟5um(3um)精密加工0.3-3um超精密0.03-0.3纳米<0.03um2.1发展现状和趋势成形技术——铸造：轻量化、精确化、强韧化、复合化、无污染锻造：净成形CAE相结合焊接：高能密度焊接发展，柔性化、智能化、自动化快速原型、激光表面处理计算机模拟、虚拟制造2.1发展现状和趋势3精密洁净铸造工艺精密、洁净、高效无机化学粘接剂型砂——水玻璃、水泥有机化学粘接剂型砂——植物油金属型铸造工艺挤压铸造技术消失（气化）模）铸造技术3.1压力铸造高压力：几到几十Mpa~5000Mpa短时间：0.02s~0.2s高速度：0.5m/s~50m/s120m/s3.1压力铸造开发新型的压射控制系统（致密薄件）新压铸工艺（消除缺陷，提高质量）开发和应用新的压铸合金材料（金属基复合材料MMCs、压铸镁合金、高铝锌基合金）开发和应用快速原型制造技术开展CAD/CAM/CAE系统研究与应用3.2挤挤压铸铸造技术术1937苏联问问世———液态金金属模压压——液液压模锻锻——液液压铸造造定义：浇浇入金属属型中的的液态金金属，在在通过冲冲头传递递压力作作用下进进行填充充、成型型和凝固固结晶。。特点尺寸精度度高、粗粗糙度低低铸件在在凝固固过程程中能能得到到有效效补缩缩、无无铸造造缺陷陷组织致致密性性好、、晶粒粒细化化、力力学性性能好好无浇冒冒口，，减少少液态态金属属消耗耗3.3消消失失模铸铸造（（EPC））原理：：发泡成成型机机制成成泡末末塑料料模样样（铸铸件和和浇注注系统统模样样）粘结成成实体体模组组、涂涂刷特特制涂涂料、、干燥燥放入特特制砂砂箱、、填入入干砂砂三维振振动紧紧实、、抽真真空浇浇铸泡沫模模型气气化消消耗被被金属属置换换特点近无余余量新新型成成型工工艺艺（无无须取取模、、无分分型面面、无无泥砂砂芯、、无飞飞边、、无拔拔模斜斜度、、重量量减少少30-40%）铸件精精度高高、缺缺陷少少无环境境公害害，易易实现现清洁洁生产产方便逐逐渐结结构设设计（（通过过粘结结一次次铸造造）简化砂砂处理理工序序、减减少占占地面面积、、降低低设备备费用用4精精确高高效金金属塑塑性成成型工工艺传统：：杂制制轧制制、挤挤压、、拉拔拔、锻锻造、、冲压压超塑成成型、、等温温成型型、辊辊锻和和锲横横轧技技术、、粉末末成型型工艺艺4.1超超塑塑等温温成形形超塑性性：材材料在在低载载荷作作用下下，拉拉伸变变形的的伸长长率大大于100%（（黑色色：40%、有有色：：60%已知材材料200多种种（锌锌、铝铝、铜铜、钛钛合金金）关键在在：材材料成形特特点形状复复杂的的工件件可一一次成成形组织细细小、、均匀匀、性性能好好、稳稳定变形抗抗力小小---无无加工工硬化化流动应应力对对应变变速率率的变变化敏敏感制件精度高高超塑性分类类微晶组织超超塑（恒温温超塑性或或结构超塑塑性）晶粒小于10um，，变形温温度大于0.5Tm（材料熔熔点温度））恒定，应应变速率低低相变超塑性性（变温超超塑性或动动态超塑性性）在一定的温温度和负荷荷下，反复复循环相变变而获得高高伸长率。。普通碳钢钢160次次循环伸长长率达到500%其它超塑性性材料超塑性工艺艺应用气压成形原理：使毛坯的外外侧或内侧侧形成一个个封闭的压压力空间，，在压缩空空气的气压压作用下，，坯料产生生超塑性变变形，逐步步向模具型型面靠近，，直至同模模具完全贴贴合，形成成零件凸模法、凹凹模法真空成型4.2粉粉末成成形工艺粉末冶金是是制取金属属粉末或用用金属粉末末（混合物物）作为原原料，经过过成形烧结结，制取金金属材料、、复合材料料的工艺技技术——其其生产工艺艺与陶瓷工工艺类似———金属陶陶瓷法基本工序原料粉末制制取将金属粉末末成形———坯块烧结——使使制品具有有最终的物物理、化学学和力学性性能粉末冶金锻锻造工艺原理：金属属粉末经压压实后烧结结，在用烧烧结体作为为锻造毛坯坯进行锻造造粉末冷压烧结加热锻造热处理机加工成品准备预制坯制取取预制坯锻造造后处理与加加工4高效优优质焊接切切割技术精密焊接特殊环境下下焊接现代切割技技术4.1精精密焊接激光焊接———激光加加热焊接部部位电子束焊接接——在真真空条件下下，聚焦后后被加速的的电子束高高速冲击工工件焊接部部位扩散焊接———可连接接物理化学学性能差别别很大的异异种材料，，固态焊接接方法（如如陶瓷与金金属）焊熔近终成成形——快快速成形方方法之一4.2特特殊环境下下焊接空间焊接接水下焊接接4.3现现代切切割技术术激光切割割等离子切切割超声切割割高压水射射流切割割4.4激激光切切割利用聚焦焦的高功功率密度度光束照照射工件件，使被被照射处处的材料料迅速熔熔化、气气化、烧烧蚀或达达到燃点点，同时时借助光光束同轴轴的高速速气流吹吹除熔融融物质4.5等等离子子切割等离子：：是高度度电离的的气体，，是由气气体原子子或分子子电离后后，离解解成带正正电荷的的离子和和负电荷荷的电子子所组成成，正负负电荷相相等，因因此称为为等离子子。原理：利利用高温温、高速速的等离离子弧及及其焰流流使工件件材料融融化、蒸蒸化缓和和气化并并被吹离离机体。。等离子体体能量高高度集中中，电流流密度高高、等离离子弧温温度高（（11000-28000度度）普通通电弧5000-8000度度、速度度高（800-2000m/s)特点能切割氧氧气割难难以切割割的各种种金属材材料切割厚度度不大的的金属时时，速度度快，是是普通切切割的5-6倍倍切割面光光洁、热热变形小小切口宽度度和切割割斜角较较大，与与切割厚厚度有关关切割厚度度不及气气割4.6超超声切切割原理：利利用超声声振动的的工具在在有磨料料的液体体介质中中或干磨磨料中，，产生磨磨料的冲冲击、震震颤、液液压冲击击及由此此产生的的气蚀作作用去除除材料，，特别适适合硬脆脆材料切切割特点适合加工工硬脆材材料，尤尤其适合合非金属属硬脆材材料，或或硬质耐耐热导电电材料，，但加工工效率低低切削力小小切割应应力、热热小，粗粗糙度低低（0.63-0.08）尺尺寸精度度正负0.03mm,也适合合加工薄薄壁、窄窄缝、低低刚度零零件工具可用用软材料料做成复复杂形状状，无相相对运动动，可加加工复杂杂型腔和和型面比金刚石石刀具切切割具有有切片薄薄、切口口窄、精精度高、、生产率率高、经经济性好好4.7高高压水水射流切切割原理：利利用水或或水中加加添加剂剂的液体体，经水水泵至增增压器，，再经储储掖蓄能能器使高高压液体体流动平平稳，最最后有人人造蓝宝宝石喷嘴嘴形成300-900m/s的高速速液体束束流，喷喷射到工工件表面面，从而而去除材材料的加加工。高速液体体束流能能量密度度：102W/mm2流量7.5L/min特点加工精度度高:0.075-0.1mm，切切边质量量好液体束流流能量密密度高，，流速高高，工件件切缝窄加工产物物混入液液体排出出，无灰灰尘、无无污染加工区温温度低，，不产生生热量，，适合木木材、纸纸张、皮皮革材料料的加工工设备简单单、操作作方便，，易实现现数控加加工5.表表面工程程技术定义：通过改变变固态金金属表面面或非金金属表面面的形态态、化学学成分和和组织结结构，，以获得得所需表表面性能能的系统统工程理论基础础：表面分析析技术、、表面物物理、表表面化学学应用理论论：表面失效效分析、、摩擦与与磨损理理论、表表面腐蚀蚀与防护护理论、、表面结结合和复复合理论论目的：弄清各类类固态材材料表面面失效机机理，并并综合运运用各种种表面技技术提高高材料的的抵御环环境作用用的能力力，实施施特定的的表面加加工来制制造构件件、另部部件和元元器件方法覆盖层技技术：电镀、电电刷镀、、涂装、、粘结、、堆焊、、喷涂、、塑料粉粉末涂敷敷、搪瓷瓷涂敷、、真空镀镀膜、镀镀膜，贴贴片机械、物物理化学学方法：：改变材料料形貌、、化学成成分、微微观结构构、应力力状态———喷丸丸、热处处理、激激光表面面处理、、等离子子扩渗处处理综合两种种或以上上方法的的复合表表面处理理：等离子喷喷涂与激激光辐射射、热喷喷涂与喷喷丸、化化学热处处理与电电镀、化化学热处处理与气气相沉积积5.1表表面改改性技术术指采用某某种工艺艺手段使使材料表表面获得得与基体体材料的的组织结结构、性性能不同同的一种种技术。。既发挥挥基体的的力学性性能，又又获得表表面的各各种特殊殊性能传统方法：喷丸、表面热热处理、化学学热处理清洁技术：等离子体、激激光、电子束束等5.2表面面覆层技术在工件表面制制备各种特殊殊功能的覆盖盖层，用极少少量材料达到到大量昂贵整整体材料所能能起到或难以以起到的作用用，同时极大大地降低制造造成本——广广泛用于修复复产品6超高速速加工技术定义：采用超硬材料料刀具、磨具具和能可靠实实现高速运动动的高精度、、高自动化、、高柔性的制制造设备，以以极大提高切切削速度来达达到提高切除除率、加工精精度和加工质质量的现代制制造加工技术术。（标志））范围：铝合金2000－7500m/min铸铁900－－5000m/min钢600－3000m/min，，钛合金150－1000m/min车削700－－7000m/min，铣削300－6000m/min钻削削200－－1100m/min，，磨磨削削150m/s6.1超超高高速速加加工工关关键键技技术术超高高速速切切削削机机理理大功功率率超超高高速速主主轴轴单单元元高加加减减速速直直线线进进给给电电机机超硬硬耐耐磨磨长长寿寿命命刀刀具具材材料料及及结结构构安全全装装置置以以及及高高性性能能CNC控控制制系系统统和和测测试试系系统统6.2超超高高速速切切削削机机理理萨洛洛蒙蒙曲曲线线A不能切削B区高速切削C区切削速度切削温度6.3大大功功率率超超高高速速主主轴轴单单元元主轴轴材材料料、、结结构构、、轴轴承承超过过高高速速主主轴轴系系统统动动态态特特性性及及热热态态特特性性柔性性主主轴轴及及其其轴轴承承的的弹弹性性支支撑撑技技术术润滑滑与与冷冷却却技技术术主轴轴系系统统多多目目标标优优化化设设计计、、虚虚拟拟设设计计技技术术美国国福福特特卧卧式式加加工工中中心心（（动动静静压压轴轴承承））15000rpm日本本东东庄庄大大学学CNC平平磨磨3000，，东东芝芝气气浮浮轴轴承承30000德国国KAAP公公司司磁磁悬悬浮浮轴轴承承60000－－100000rpm6.4高高加加减减速速直直线线进进给给电电机机侍服服驱驱动动技技术术滚动动元元件件技技术术监测测单单元元技技术术安全全防防护护技技术术冷却却润润滑滑技技术术从8－－12m/min发发展展到到30－－50m/min一般般18－－20m/min60m/min7超超精精密密加加工工技技术术一般般加加工精密密加加工超精精密密加加工纳米米加加工工<10-3umRa<0.005um7.1关关键键技技术术加工工方方法法与与机机理理（（微微量量切切除除表表层层））材料料技技术术:加加工工工工具具与与被被加加工工材材料料加工工设设备备及及其其基基础础元元件件8快快速速原原型型制制造造技技术术的的概概念念原型型原型型（（Prototype)是是指指用用来来建建造造未未来来模模型型或或系系统统基基础础的的一一个个初初始始模模型型或或系系统统。。它它能能基基本本代代表表零零部部件件性性质质和和功功能能，，但但不不具具备备或或不不完完全全具具备备零零部部件件的的功功能能。。快速速原原型型制制造造原型型制制造造（（Prototyping)是是设设计计、、建建造造原原型型的的过过程程。。一一般般来来说说，，物物体体成成型型的的方方式式分分为为三三类类：：去去除除成成型型、、添添加加成成型型和和静静尺尺寸寸成成型型，，原原型型制制造造也也是是如如此此。。快速速原原型型制制造造技技术术的的分分类类按采采用用的的原原材材料料分分类类：：液体体聚聚合合、、固固化化粉末烧烧结与与粘结结丝材、、线材材熔化化粘结结膜、板板材层层合按制造造工艺艺原理理分类类：立体印印刷成成型层合实实体制制造选域激激光烧烧结熔融沉沉积制制模三维喷喷涂粘粘结焊接成成型数码累累计造造型快速原原型制制造技技术发发展历历史与与现状状1892年年美国国人JFblanther获获得了了用层层合方方法制制作三三维地地图模模型的的专利利，可可以说说是近近代分分层制制造方方法的的开端端。1979年年，日日本东东京大大学生生产技技术研研究所所中川川威雄雄教授授发明明叠层层模型型造型型法。。80年，，小玉玉秀兰兰提出出了光光造型型法，，并于于81年首首次发发表了了快速速原型型制造造技术术的论论文。。美国UVP公司司的C.Whull完成成了系系统SLA-1（StereoLithographyApparatus，，立体体印刷刷成型型），，之后后与他他人创创办3DSystem公司司，研研制出出了掩掩膜式式的原原型1984年，MFeygin提出了层合实体概念。1986年，美国人S.Crump提出了熔融沉积造型设想。在多家快速原型制造设备公司中，3DSystem公司生产的快速原型制造系统在国际上占有60%的份额。90年代，快速原型制造技术服务中心年平均增长40%以上。立体印印刷成成型立体印印刷成成型是是目前前世界界上研研究最最深入入、技技术最最成熟熟、应应用最最广泛泛的一一种快快速成成型方方法。。它以光光敏树树脂（（如丙丙烯基基树脂脂）为为原料料采用用计算算机控控制下下的紫紫外激激光以以预定定原型型各分分层截截面的的轮廓廓为轨轨迹逐逐点扫扫描，，使被被扫描描区的的树脂脂薄层层产生生光聚聚合反反应后后固化化，从从而形形成的的一个个薄层层截面面。当当一层层固化化后，，向上上（下下）移移动工工作台台，在在刚固固化的的树脂脂表面面布放放一层层新的的液态态树脂脂，再再进行行新一一层扫扫描、、固化化。如如此重重复至至整个个原型型制造造完毕毕。立体印印刷成成型的的工艺艺过程程模型设计对模型分层处理工作台置位激头照射光敏树脂后续处理重复三维CAD系统中造型STL格式←CAD模型系统控制系统操纵层合实实体制制造层合实实体制制造又又称分分层实实体造造型、、分层层物体体制造造等。。它采采用激激光器器按照照CAD分分层模模型所所获得得的数数据，，用激激光束束将单单面涂涂有热热溶胶胶的薄薄膜材材料或或其他他材料料的箔箔带切切割成成欲制制原型型在该该层平平面的的内外外轮廓廓，再再通过过加热热辊加加热，，使刚刚刚切切好的的一层层与下下面已已切割割层粘粘接在在一起起。通通过逐逐层切切割、、粘合合，最最后将将不需需要的的材料料剥离离，得得到欲欲求的的原型型。层合实实体制制造工工艺与与立体体印刷刷成型型工艺艺的主主要区区别在在于将将立体体印刷刷成型型中的的光致致树脂脂固化化的扫扫描运运动变变为激激光切切割薄薄膜运运动，，它使使用低低能二二氧化化碳激激光器器，成成型的的制件件无内内应力力、无无变形形，因因而精精度较较高。。层合实实体制制造的的工艺艺过程程模型设计对模型切片处理工作台置位激光头切纸后续处理重复三维CAD系统中造型使用切片软件系统控制系统控制、提供数据选域激激光烧烧结选域激激光烧烧结，，借助助精确确引导导的激激光束束使材材料粉粉末烧烧结成成熔融融合凝凝固成成三维维原型型或制制件。。即成成型机机按照照计算算机输输出的的原型型分层层轮廓廓，采采用激激光束束在指指定路路径上上选择择性地地扫描描并熔熔融工工作台台上很很薄（（100～～200μμm））且均均匀铺铺层的的材料料粉末末，由由分层层图形形所选选择的的扫描描区域域内的的粉末末被激激光束束熔融融，连连结在在一起起，而而未在在该区区域内内的粉粉末仍仍然是是松散散的。。当一一层扫扫描完完毕，，向上上（或或下））移动动工作作台，，控制制完成成新一一层烧烧结。。全部部烧结结后去去掉多多余的的粉末末，再再进行行打磨磨、烘烘干等等处理理便获获得原原型或或零件件。选域激激光烧烧结的的工艺艺过程程模型设计对模型切片处理工作台置位激光烧结粉末后续处理重复三维CAD系统中造型使用切片软件系统控制系统控制、提供数据熔融沉积造造型熔融沉积造造型采用热热熔喷头，，使半流动动状态的材材料按CAD分层数数据控制的的路径挤压压并沉积在在指定的位位置凝固成成型，逐层层沉积、凝凝固后形成成整个原型型或零件。。这一技术术又称为熔熔化堆积法法、熔融挤挤出成模等等。熔融沉积造造型的工艺艺过程模型设计对模型切片处理工作台置位液体凝固成型后续处理重复三维CAD系统中造型使用切片软件系统控制加热、挤压控制液体其它技术三维喷涂粘粘接，使用粉末材材料和粘接接剂，按原原型或零件分层层截面轮廓廓，喷头在在每一层铺铺好的材料料粉末层上上有选择的的喷吐粘接接剂，喷过过粘接剂的的路径材料料被粘接在在一起，其其他地方仍仍为松散粉粉末。层层层粘接后就就得到一个个三维空间间实体，去去除粉末并并进行后烧烧结就得到到所要求的的原型或零零件，又称称三维打印印、多层打打印，陶瓷瓷壳法。焊接成型技技术，用焊接设备备及工艺方方法，制成成全由焊缝缝金属组成成的零件，，也称融化化成型、全全焊接金属属零件制造造技术。这这种方法的的本质，就就是采用现现有的各种种成熟的焊焊接技术用用逐层堆焊焊的方法制制造零件。。第目录录制造造是通通过过能能量量与与信信息息的的输输入入将将原原材材料料变变换换成成产产品品的的过过程程。。自动动化化：：规划划、、管管理理、、组组织织、、控控制制与与操操作作60年年代代：扩扩大大生生产产规规模模70年年代代：：降低低生生产产成成本本80年年代代：：提高高产产品品质质量量90年年代代：：快速速响响应应市市场场刚性性自自动动化化数控控机机床床柔性性制制造造系系统统CIMS并行行工工程程工厂厂子子网网广域域网网信息息高高速速公公路路全球球通通讯讯网网络络智能能制制造造计算算智智能能制造造智智能能敏捷捷制制造造虚拟拟组组织织制造造资资源源组组织织全全球球化化全球球制制造造刚性性技技术术柔柔性性柔柔性性系系统统决决策策敏敏捷捷全全球球单元元系系统统集集成成自自动动化化性性性性40-5060708090年代代制造造自自动动化化技技术术特特征征分布布式式、、协协同同处处理理强调调人人和和知知识识的的作作用用智能能化化集集成成（4M，，Modeling、、Manufacturing、、Measurement、、Manipulation））网络络化化和和全全球球化化制造造自自动动化化关关键键技技术术基于于并并行行工工程程CAD/CAPP/CAM/PDM技技术术面向向自自动动化化的的虚虚拟拟制制造造技技术术虚拟拟加加工工、、虚虚拟拟控控制制、、虚拟拟装装配配、、虚虚拟拟检检测测、、虚虚拟拟评评价价传感感与与检检测测技技术术机器器人人化化制制造造技技术术（（传传输输、、装装配配、、加加工工））汽车车转转向向器器干干涉涉检检查查示示例例：：CAPP系统统CAPP系统统2.2协协同设设计网站站——远程辅助助设计系系统2.3三三维设设计软件件共享系系统2.4共共享白白板和多多媒体交交流系统统远程文件件传输第一部分分先先进设计计加工技技术第二部分分制制造自动动化技术术第三部分分微机械系系统第四部分分先先进管理理模式目录录微机械的的概况称谓：美国：微微型电子子机械系系统（MEMS）日本：微微机器欧洲：微微系统按尺寸分分类：微小型机机械：1～10mm微机械：：1μμm～1mm纳米机械械：1nm～1μm现代微机机械加工工的特征征：高宽比达达到几十十以上几个<=W<=几十个微微米几十<=H<=几百个微微米2.具有集光光、机、、电性能能于一体体的生产产器件的的潜力微机械的的概况--几种典型型产品（（1）日本丰田田公司早早已造出出长4．．8毫米米的4轮轮微型汽汽车美国斯坦坦福研究究所的微微观“人人造肌肉肉”则可可利用““扑打””的方法法，带动动微型飞飞机飞行行美国林肯肯实验室室的燃气气轮机只只有钮扣扣般大小小，可产产生0．．64公公斤推力力麻省理工工学院的的喷气式式发动机机，直径径只有1厘米，，推力为为13克克，可带带动50克重的的微型飞飞机以300公公里时速速飞行德国的微微型直升升机有400毫毫克重，，发动机机直径1—2毫毫米，转转速高达达每分钟钟4万转转瑞典皇家家理工学学院设计计微机械的的概况--几种典型型产品（（2）美国国家家航空航航天局准准备要研研制重7磅（3．2公公斤）的的超微航航天探测测器广东工业业大学与与日本筑筑波大学学生物医医用微型型机器人人，一维维二维联联动压电电陶瓷驱驱动器，，位移50umX50um哈尔滨工工业大学学电致伸伸缩陶瓷瓷驱动二二自由度度微型机机器人，，10umX10um,位移移分辨率率00.1um微机械材材料与微微型构件件硅体材料料：单晶硅、、多晶硅硅、二氧氧化硅、、炭化陶陶瓷、石石英、金金刚石石、记忆忆合金、、压电电功能材料料：电致伸缩缩材料、、形状记记忆材料料、永磁磁材料、、受热变变相的凝凝胶材料料微机械的的应用领领域微机械由由于具有有狭小空空间内进进行作业业而又不不扰乱工工作环境境和对象象的特点点，在航空航天天、精密密仪器、、材料、、生物医医疗等领域有有着广泛泛的应用用潜力另另外，，微型机器器人不久久的将来来可能出出现在战战场上微机器人人擅于管管道检查查维修微组装和和微型工工厂微机械的的一般结结构典型的MEMS系统传感器信号处理执行器外部信息微传感器器微执行器器微型构件件微机械光光学器件件真空微电电子器件件电力电子子器件信号处理理的集成成电路微机械的的设计方方法--新的设计计概念（（1）开发微机机械必须须建立新新的设计计概念：：尽量设计计无摩擦擦结构，，不出现现旋转关关节，因因为所有有的旋转转关节都都有摩擦擦力（（因为微微机械尺尺寸很小小，摩擦擦力超过过了其它它的力，，控制了了系统的的运动。。）在我们身身边有很很多毫米米级的昆昆虫，它它们是开开发基于于昆虫模模型机械械的基础础。微机械的的设计方方法--新的设计计概念（（2）开发微机机械必须须建立新新的设计计概念：：我们学习习昆虫的的知识对对我们研研究微型型机械大大有好处处。昆虫虫有很多多有趣的的特征，，比如：：外部骨骨骼、弹弹性关节节、伸缩缩肌肉等等。这些些特点为为我们设设计微机机械提供供了基础础。（昆虫只只有104－106个个神经细细胞，它它的运动动是简单单的机械械运动，，如往复复运动。。但是为为什么这这些运动动看上去去非常协协调、灵灵活，这这就是我我们研制制基于昆昆虫模型型机械的的原因。。）微机械的的设计方方法--动力问题题微机械的的动力问问题在微机械械领域，，由于尺尺寸及重重量的限限制，传传统的驱驱动器基基本上都都无法工工作。目前，已已经提出出的几种种典型方方案如下下：形状记忆忆合金（（SMA）微驱驱动器DNA驱驱动超声马达达（USM）驱驱动形状记忆忆合金（（SMA）微驱驱动器原理：利用合金金的相变变(热弹弹性马氏氏体相变变)来进进行能量量转换的的，它可可直接实实现各种种直线运运动或曲曲线运动动轨迹，，而不需需任何机机械传动动装置。。优点：1.形状状记忆合合金驱动动器可做做成非常常简单的的形式2.形状状记忆合合金制作作的驱动动器便于于实现独独立控制制3.具有有传感功功能4.所需需的电源源电压较较低，，易与控控制电路路用的电电源一致致以简化化系统5.工作作时不存存在外摩摩擦，无无任何噪噪声，不不会产生生磨粒缺点：效率较低低、疲劳劳寿命较较短微机械的的设计方方法--SMADNA驱驱动原理：单股的DNA链链是伸直直的，但但是互补补的DNA遇到到一起，，就会形形成双螺螺旋结构构，因此此单股的的DNA就会缩缩短。优点：几乎不需需要我们们另外提提供任何何能量，，它的动动力都是是自然界界自身所所提供的的绝对纯纯净的能能源。。缺点：适用范围围有限，，只能在在液体中中工作。。微机械的的设计方方法--DNA驱驱动超声马达达驱动原理：利用压电电陶瓷的的逆压电电效应将将电能转转换成超超声波范范围内的的机械振振动（频频率≥20kHz）来来获得驱驱动力，，通过摩摩擦耦合合将驱动动力转换换成转子子或滑块块的运动动。优点：1.不受磁场场的干扰扰、不产生电电磁波2.能量量密度大大,比电磁马马达大5～10倍3.结构构紧凑4.结构构形式多多样化5.制动动和响应应快，控制性性能好6.运行行无噪音音缺点：1.由于于靠摩擦擦力驱动动，存在在磨损问问题，因因此工作作寿命较较短2.高频频振动引引起温度度升高，，影响压压电陶瓷瓷工作的的稳定性性微机械的的设计方方法--超声马达达驱动（USM）第一部分分先先进设计计加工技技术第二部分分制制造自动动化技术术第三部分分微微机械系系统第四部分分先进管理理模式目录录并行工程程敏捷制造造精益生产产绿色制造造一、并行行工程特点（1）从组织织结构上上看，CE采用分布布式组织织结构，，将组织织结构从从层次式式转变为为平面式式，其基基本组织织结构是是产品开开发组。。（（2）从设计计过程来来看，CE的工作过过程是集集成化的的产品设设计、制制造、经销销过程。。（（3）从管理理上来看看，CE的管理体体制中强强调人的的作用。。含义并行工程程（ConcurrentEngineering)：并行行工程程是一一种对对产品品及其其相关关过程程（包包括制制造过过程和和支持持过程程）进进行并并行的的、一一体化化设计计的的的工作作模式式。这这种工工作模模式可可使