先进光学制造技术篇1
关键词:先进制造特点发展现状趋势0引言:先进制造技术(advancedmanufacturingtechnology,简称为amt)是指微电子技术、自动化技术、信息技术等先进技术给传统制造技术带来的种种变化与新型系统[1]。具体地说,就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。主要包括:计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。amt是制造业企业取得竞争优势的必要条件之一,但并非充分条件,其优势还有赖于能充分发挥技术威力的组织管理,有赖于技术、管理和人力资源的有机协调和融合。
1先进制造技术的特点:
1.1实用性:首先先进制造技术应该能够为我们所用,是实用的,而不是观念上得东西,能够真正为人类造福的。其是一项面向工业应用并且兼备有实用性的新技术,它的发展是针对某一具体制造业的需求而发展起来的先进的、适用的制造技术,它有明确的需求导向的特征,其应用特别注意产品最好的实际效果,以提高制造业的综合经济效益和社会效益为最终目的。
1.2先进性:其次,从他的命名来看,他显然应当具有先进性,这符合社会的发展,能够带动社会的生产力的前进才是他的关键所在。它从传统的工艺发展而来,既保留了过去制造技术中的有效要素,又吸收了各种高新技术的最新成果,并与新技术实现了局部或系统集成,先进制造技术的核心是优质、高效、低耗、清洁、灵活的工艺,这些工艺也必须是经过优化的先进工艺。
1.3广泛性:再者,他应当具有广泛的应用,而不是单单用于某个狭窄的方面或者是个狭窄的技术。他应当能够为现在生产制造的绝大部分所使用,这样才能体
现先进制造技术的存在价值,才能激发科学研究者去研究发展它的决心。先进制造技术是由计算机技术、设计技术、自动化技术、系统管理技术组成,渗透到产品的设计、制造、生产组织、市场营销及回收再生等所有领域及其全过程。
1.4动态特性:而且先进制造技术是一类技术,而不是单指某项技术,拥有一定的目标。是一个技术群,并且是针对一定的应用目标,不断地吸收各种高新技术逐渐形成的新技术,因此这个技术群是一个动态技术,不同时期有不同的特点,通过不同形式发展不同国家和地区的制造技术。
1.5集成性:先进制造技术由于专业、学科间的不断渗透、交叉、融合,界限逐渐淡化甚至消失,技术趋于系统化,已发展成为集机械、电子、信息、材料和管理技术于一体的新兴交叉学科。
1.6效益、成本和质量的统一性:先进制造技术能对市场变化作出敏捷的反应,提出提高产品劳动生产率的有效途径,并且将其转变为以时间为核心的效率、成本、质量的有机结合,使其达到高度的统一,最终在市场竞争中立于不败之地
[2]。
2先进制造技术目前的发展及几种常见的技术介绍:我国现阶段正大力发展先进制造技术,但是与国外顶尖技术还是有一定的差距,把我国的制造技术提高上去才能真正增强国家的综合实力,才能真正提高国家的科技竞争力,所以应当大力发展先进制造技术。
2.1主要的核心技术及发展情况:
2.1.1快速成形,英文是Rapidprototyping,是当代先进制造技术的一种.快速成形技术是计算机辅助设计及制造技术、逆向工程技术、分层制造技术(SFF)、材料去除成形(mpR)材料增加成形(map)技术以及它们的集成.通俗一点说,快速成形就是利用在三维造型软件中已经设计的数字三维模型,通过快速成型设备(快速成形机),制造实体的三维模型的技术。
快速成形技术有以下特点:
(1)制造原型所用的材料不限,各种金属和非金属材料均可使用
(2)原型的复制性、互换性高
(3)制造工艺与制造原型的几何形状无关,在加工复杂曲面时更显优越[3]
(4)加工周期短,成本低,成本与产品复杂程度无关,一般与传统加工模型的工艺相比,快速成形在制造费用上可以降低80%,加工周期可以节约70%以上
(5)高度技术集成,可实现了设计制造一体化
曾经和目前仍然为主流的快速成形技术有以下几种:
2.1.2立体光刻技术(SL/SLa)
SLa的工作原理是以液态光敏树脂(例如一种特殊的环氧树脂)为造型材料,采用紫外激光器为能源:一种是氦一福激光器(波长325nm,功率15~50mw),另一种是氨离子激光器(波长351~365nm,功率100~500mw),激光束光斑大小为0.05~3mm。由CaD设计出三维模型后将模型进行水平切片,分成为成千上万个薄层,生成分层工艺信息,按计算机所确定的轨迹,控制激光束的扫描轨迹,使被扫描区域内的液态光敏树脂固化,形成一层薄固体截面后,升降机构带动工作台下降一层高度,其上复盖另一层液态光敏树脂,接着进行第二层激光扫描固化,新固化的一层牢固地粘在前一层上,就这样逐层叠加直到完成整个模型的制作。一般每个薄层的厚度0.07~0.4mm,模型从树脂中取出后,进行最终硬化处理加以打光、电镀、喷漆或着色等即可。
发展趋势:稳步发展.SL/SLa技术的缺点在于材料成本和设备维护成本十分高昂。因为紫外激光器的使用寿命只能维持在1年左右,同时作为成形材料的光敏树脂也需要每年更换,仅此两项便需要每年50万人民币以上的维护成本.此外,SL/SLa快速成形设备结构复杂,零件众多,日常的维护保养也十分不易.但是,由于SL/SLa技术的成形精度非常高,可以制造十分细小的模型或表面特征,这一项优势似的SL/SLa技术仍然具有十分广阔的应用前景.
2.1.3薄材叠层成形技术(Lom)
薄材叠层成形技术是通过
对原料纸进行激光切割与粘合的方式来形成零件的。其工艺是先将单面涂有热熔胶的纸通过加热辊加压粘结在一起,此时位于其上方的激光器按照分层CaD模型所获得的数据,将一层纸切割成所制零件的内外轮廓,然后新的一层纸再叠加在上面,通过热压装置,将下面已经切割的层粘合在一起,激光再次进行切割。切割时工作台连续下降,切割掉的纸片仍留在原处,起支撑和固化作用,纸片的一般厚度为0.07~0.1mm。该方法特点是成形速率高,成本低廉。发展趋势:已经淘汰.Lom技术是快速成形技术发展过程中曾今为了寻找成本相对低廉,精度相对合理的解决方案的一种尝试性探索.客观而言,Lom设备的成形精度适中,可以制造一些具有表面纹路的模型,同时,成形速度也相对较快.但是,由于Lom技术的材料利用率很低(10%-20%),使得实际的材料成本并不便宜.此外,Lom设备的稳定性和安全性也存在严重隐患,在实际运行过程中,纸质、木质和pVC材料在激光照射极易着火,引起事故.因此,目前Lom技术在全世界范围内已经几乎停止使用。
2.1.4选区激光粉末烧结技术(SLS)
选择性激光烧结(SLS)的成形方法是。在层面制造与逐层堆积的过程中,用激光束有选择地将可熔化粘结的金属粉末或非金属粉末(如石蜡、塑料、树脂沙、尼龙等)一层层地扫描加热,使其达到烧结温度并烧结成形;当一层烧结完后,工作台降下一层的高度,铺下一层的粉末,再进行第二层的扫描,新烧结的一层牢固地粘结在前一层上,如此重复,最后烧结出与CaD模型对应的三维实体。选择性激光烧结(SLS)突出的优点在于它是以粉末作为成形材料,所使用的成形材料十分广泛,从理论上来说,任何被激光加热后能够在粉粒间形成原子间连接的粉末材料都可以作为SLS的成形材料。
展趋势:停滞不前。
2.1.5熔融沉积成形技术(mem)
先进光学制造技术篇2
关键词：增材制造；航空航天领域；发展现状
1金属增材制造的种类和原理
金属增材制造（additivemanufacturing，简称am）技术区别于传统的铸、锻、焊等热加工“等材成形”技术及车、铣、磨等冷加工“减材成形”技术的一种全新的制造方法，是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除-切削加工技术，是一种自下而上的制造方法[2]。它是融合了计算机软件、材料、机械、控制等多学科知识的系统性、综合性的技术。增材制造按照不同的加工方法可分为激光增材制造、电子束增材制造、电弧增材制造等，有的加工方法仍可细化成两种或多种不同的具体方式。下面将对各种不同增材制造方法的原理和特点进行阐述，并对各自的国内外研究现状进行介绍。
2激光增材制造
激光增材制造分为激光选区熔化技术和激光直接沉积技术，激光选区熔化成形技术原理：它是以激光作为热源，一层一层熔化金属粉末，直接制造出近形的金属零件。激光快速成形技术打破了传统材料去除或变形加工成形方法的限制，利用“离散+堆积”的増材成形思想，通过同步送粉(送丝)或激光熔覆数字化成形一步实现工件的精确成形；属近净成形制造技术。激光直接沉积技术是在快速原型技术和激光熔覆技术的基础上发展起来的一种先进制造技术。该技术是基于离散/堆积原理，通过对零件的三维CaD模型进行分层处理，获得各层截面的二维轮廓信息并生成加工路径，在惰性气体保护环境中，以高能量密度的激光作为热源，按照预定的加工路径，将同步送进的粉末或丝材逐层熔化堆积，从而实现金属零件的直接制造与修复。约翰霍普金斯大学、宾州大学和mtS公司开发出一项大功率Co2激光“钛合金的柔性制造”技术，并成立aeromet公司。该公司的目标就是实现具有高性能、大体积钛合金零件的制造，尤其是大型整体加强筋结构钛合金零件的快速成形。公司的主要研究方向为军事领域的航空航天用钛合金部件的激光增材制造。该公司制造的钛合金零部件已实现装机使用。已使用零件分别为F-22战斗机的某接头、F-18战斗机的翼跟加强板的连接吊环和起落架连接杆。其中，F-22的接头件能够达到要求疲劳寿命的两倍以上，翼根加强筋达到要求疲劳寿命的四倍以上，起落架连杆疲劳寿命超过原件的30%。美国Sandia国家实验室的Griffith研究组提出以激光熔覆沉积成形为基础的激光净成形（LaserengineerednetShaping）技术，并将此技术用于修复涡轮发动机的零部件。研究的材料种类包括不锈钢、钛合金、高温合金等，成型件的强度和塑性均比锻造件得到显著地提高。研究小组还通过对控制软件的研究和改进，将加工精度提升了一个等级。其水平方向加工精度达到0.05mm，垂直方向加工精度达到0.4mm，加工后零件的表面光洁度达到6.25μm。但是成型精度的提高会影响到成形效率。特别值得一提的是，研究组通过改变金属粉末的成分，实现了材料成分在一个零件上的梯度变化，从而使得零件的不同部位具有了不同的力学性能，这就为零件的设计优化提供了一种新的方法。国内的增材制造相关研究虽然起步较晚，但是一些相关的大学和研究机构已有异军突起之势，在某些方面甚至达到国内外领先的地步。西北工业大学的黄卫东教授的团队在快速原型制造技术的基础上提出了激光增材制造技术的研究思路，进行了相关的研究探索。并成功运用激光立体成形技术制造出了大型飞机的钛合金翼梁缘条和飞机发动机的高温合金空心叶片，综合力学性能优于同等条件下的锻件。北京航空航天大学的王华明教授采用激光增材技术制造出大尺寸金属零件，并应用于新型飞机的研制过程中，不但提高了飞机的结构强度，而且大大缩短了飞机的研制周期，并于2012年获得国家科学技术进步一等奖。但是激光增材制造也存在一些问题[3]。比如：球化现象、裂纹敏感性、残余应力等，而且设备较昂贵、能量利用率低、低熔点金属材料的受热变形、速度与精度之间的矛盾等问题也尤为突出。尤其对铝合金而言，由于液态铝的光反射率很高，激光照射在液体表面大部分反射掉，导致其能量损失严重；而且铝合金熔点较低，激光的能量密度很高，对大型薄壁零件或者壳体增材时，翘曲变形较严重。
3电子束增材制造
电子束增材制造分为熔丝沉积成形和电子束选区熔化成形，电子束熔丝沉积技术又称为电子束自由成形制造技术（electronBeamFreeformFabrication，eBF）。在真空环境中，电子束轰击金属表面形成熔池，金属丝材通过送丝装置送入熔池并熔化，同时熔池按照预先规划的路径运动，熔池金属逐层凝固堆叠，达到致密的冶金结合，从而制造出金属毛坯件，最后进行表面精加工和热处理。特点：沉积效率高、真空环境有利于零件的保护、内部质量好、可实现多功能加工。电子束选区熔化成形技术[4](electronbeamselectivemelting,eBSm)的工艺原理。先在铺粉平面上铺展一层粉末并压实；然后，电子束在计算机的控制下按照断面轮廓的信息进行有选择的熔化，层层堆积，直至整个零件全部熔化完成；最后，去除多余的粉末得到所需的三维零件。特点：成形精度高，成形件表面质量较好，光洁度较好，可用于近成型增材制造。Calcam公司[5]采用电子束熔丝沉积增材制造技术，通过对工艺参数和控制系统的把控，制造出了综合力学性能优于锻件的tC4钛合金叶轮部件，并成功应用于某型飞机上。2001年瑞典的arcam公司成立以来，以电子束增材制造技术在粉末近净成形精度、效率、成本和力学性能等方面具有的优势，针对它的研究很快成为了国外科学前沿的研究热点。德国纽伦堡大学、英国华威大学、美国北卡罗莱纳大学以及美国波音公司、Synergeering集团、德国Faruth公司、瑞典VoLVo公司等都陆续开展了相关的研究。美国Sciaky公司联合Lockheedmartin、Boeing公司等也在同时期合作开展了研究，成形钛合金时，最大成形速度可达18kg/h，力学性能满足适航要求。意大利aVio公司[8]采用其自行制造设备开发出航空发动机复杂tial基合金构件，并成功应用在新一代航空发动机上。2006年北京航空制造工程研究所开始对电子束熔丝沉积成形技术进行深入研究。设计并制造了国内首台电子束熔丝沉积成形设备，对tC4、tC18、ta15、等钛合金以及a100超高强度钢的力学性能进行了系统的研究。研制了大量钛合金零件和试验件。2012年，采用电子束熔丝成形制造的钛合金零件在国内飞机结构上率先实现了装机应用。目前电子束增材制造仍面临着一系列技术问题，吹粉、球化现象、变形及残余应力控制、表面粗糙度等。而且，电子束增材设备十分昂贵，设备维护成本较高。因为电子束加工需要真空保护，所以其制造周期较长。对轻合金薄壁件的增材制造而言，同样存在着变形严重的难题。
4其他增材制造方法
4.1电弧增材制造
电弧增材制造又叫做形状金属沉积（shapedmetaldepositionSmD）技术。它采用的是钨级气体保护焊技术和高密度丝材。工件在保护气环境下被层层叠加制造，同时焊接机器人直接由电脑CaD模型控制。通常情况下，精度和表面质量都不如激光或电子束增材制造。但是，它可以制造大到1m3的工件并且沉积速率可以达到1kg/h。因此，高速的电弧增材制造大型高密度部件的能力在这方面使得它比其他方法具有巨大优势。英国谢菲尔德大学的贝恩等人用六轴联动的机器人在两轴的平台上对铜丝材进行电弧增材制造，获得了厚度为20mm的箱体坯件。组织性能接近同等条件下激光增材的性能。天津大学的尹玉环等人使用tiG电弧作为热源对5356铝合金零件的增材成形进行了研究。研究结果表明：同一层成形时通过对道次间冷却时间的控制可以获得较好的增材成形效果，而对整个成形件而言不同层之间冷却时间的合理控制对获得良好的增材成形效果也起着至关重要的作用。还发现在后续焊接中采用不同的焊接速度虽然可以有效的控制热输入量，但是如果焊接速度的差异过大将导致增材成形过程的稳定性变差。华中科技大学的王桂兰[7]等研究了电磁场对电弧熔积快速成形温度场及参与应力的影响，研究结果表明：添加磁场之后，成形件表面温度场各温度区域范围增大，熔积层表面热循环峰值温度升高，冷却速度降低，成形件表面的纵向和横向残余应力均减小。电弧增材制造也存在一些不可回避的难题[8]：吹粉和球化现象严重造成成形稳定性差、成形材料种类的局限性、成型零件易发生开裂和变形综合力学性能较差、组织差异大和需要较多的后期精加工等。
4.2超声增材制造
超声增材制造Ultrasonicadditivemanufacturing(Uam)作为一种固态金属成形加工方式，它是运用超声波焊接方法，通过周期性的机械操作，将多层金属带加工成三维形状，最后成形为精确的金属部件。下面是滚轴式超声焊接系统，它是由两个超声传感器和一个焊接触角组成，传感器的振动传递到磁盘型的焊接触角上，能够在金属带与基板之间进行周期性的超声固态焊接，进而触角的连续滚动将金属带焊在基板上。这种技术能够使铝合金、铜、不锈钢和钛合金达到高密度的冶金结合。若将它与切削加工做比较，Uam可以做出深缝、空穴、格架和蜂巢式内部结构，以及其他的传统的切削加工无法加工的复杂结构。
5展望
增材制造技术经过二三十年的探索发展，目前正处于蒸蒸日上的时期，一方面期待在技术上有新的突破，提高增材制造在材料、精度和效率上的要求；另一方面是基于现有技术的新应用，拓宽增材制造的应用领域和范围。相信在不久的将来，一定能看到增材制造技术在航空航天领域的更大范围的应用。
参考文献：
[1]田宗军,顾冬冬,沈理达,等.激光增材制造技术在航空航天领域的应用于发展[J].航空制造技术,2015(11):38-42.
[2]李涤尘,田小永,王永信,等.增材制造技术的发展[a].地14届全国特种加工学术会议论文集[C].2011.
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[5]杨鑫，奚正平，刘咏，等.tial基合金电子束快速成形研究进展[J].稀有金属材料与工程,2011,40(12):2252-2256.
先进光学制造技术篇3
在传统的制造业中，飞机等大型设备都需要大型整体构件来支撑组合。过去，那样的大型整体构件仍然需要传统的锻造和机械加工方法，耗时费力。制造一个大型整体构件，首先就需要造一个模具，而这一模具的加工就需要一年多的时间。不仅如此，还要动用几万吨级的水压机来工作，甚至要建设电厂。一个大型整体构件的完成，需要几十个亿，而且经过精加工和最后成形，其中90%的材料都被切削、浪费了。
有没有一种简单的方法呢？今年，北京航空航天大学材料科学与工程学院教授王华明及其研究团队，通过激光快速成形技术，已研制生产了我国飞机装备中迄今尺寸最大、结构最复杂的钛合金及超高强度钢等高性能关键整体构件，并在大型客机C919等飞机研制生产中得到应用，这在世界尚属首例。
王华明教授所采用的激光快速成形技术非常巧妙。他通过计算机控制，用激光将合金粉末熔化，一层层堆积起来，“生长”出一个合金部件。这只需要一套激光设备来完成制造过程，大小部件都可以通用，任意复杂形状的零件，在这里都可以游刃有余地制造，再也没有模具的束缚。
一束激光，有规则地在金属材料上游走，在游走的线路上，金属在神奇地“生长”着。这是一种“变革性”的低成本、快速、高效、数字化大型金属结构件先进制造技术，是国际材料工程与先进制造技术交叉学科前沿领域的热点研究方向。当下时髦的说法叫做3D打印。
其实，王华明带领的团队早在2000年就开始技术攻关，用了不到5年的时间，就突破了钛合金等高性能金属结构件激光快速成形关键技术及关键成套工艺装备技术，使我国跻身于国际上少数几个全面掌握这项技术的国家行列，并成为继美国之后世界上第二个掌握飞机钛合金结构件激光快速成形及在飞机上装机应用技术的国家。
据王华明介绍，激光快速成形技术的使用，使以前用两三年才能做好的复杂的大型零件，现在两三个月时间就能完成，而且只需两三个人在实验室里操作，还不会造成材料浪费。“而随着技术的完善，今年已经在飞机上使用的钛合金及超高强度钢等高性能关键整体构件，已经成为世界最大、结构最复杂的构件。”
先进光学制造技术篇4
关键词：逆向工程；快速成型；模具制造；反求技术；三维扫描仪
中图分类号：tp202文献标识码：a文章编号：1009-2374（2013）05-0053-04
1逆向工程
1.1逆向工程及反求技术
逆向工程，又称反求工程（Re），是以先进产品设备实物、软件（图纸、程序、技术文件等）或影像（图片、照片等）作为研究对象，应用现代设计理论方法、生产工程学、材料学有关专业知识进行系统深入的分析和研究，探索掌握其关键技术，进而开发出同类的先进产品。
反求技术是利用电子仪器去收集物体表面的原始数据，之后再使用软件，计算出采集数据的空间坐标，并得到对应的颜色。扫描仪是对物体做全方位的扫描，然后整理数据、三维造型、格式转换、输出结果。整个操作过程，可以分为以下几个步骤：物体数据化：普遍采用三坐标测量机或光学三维扫描仪来采集物体表面的空间坐标值；从采集的数据中分析物体的几何特征：依据数据的属性，进行分割，再采用几何特征和识别方法来分析物体的设计及加工特征；物体三维模型重建：利用CaD软件，把分割后的三维数据做表面模型的拟合，得出实物的三维模型；检验、修正三维模型；加工、制造三维模型。
1.2逆向工程流程
1.2.1三维扫描：用三维扫描仪对实物进行高精度三维测量，得到三维点云数据，输出aSC及StL文件。
1.2.2曲面重构：利用Geomagic、imageware、Rapidform、Copycad等逆向软件和Catia、pro/e、Ug等设计软件读入扫描数据，对其进行数据重构。
1.2.3数控加工：用三维软件重构数据进行数控加工出成品。或快速成型加工：扫描仪得出StL数据直接进行快速成型加工。
1.3三维反求设备发展现状
1.3.1第一代反求设备：三坐标测量机。精度高、体积较大、采集速度慢、测量范围受机械行程限制、设备维护成本高。
1.3.2第二代反求设备：激光扫描设备。投射线激光，采集速度慢、测量范围受机械行程限制、扫描死角多，测量数据无法编辑、无自动拼接测量数据。
1.3.3第三代反求设备：白光光栅式三维扫描仪。具有便携、点距小、分辨率高、精度高、采集速度较快、对人体无害、标志点全自动拼接、硬件要求低等特点。
2快速成型（Rapidprototyping）
2.1快速成形技术
快速成形技术（简称Rp）是由CaD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维物理实体的技术总称，是一种集CaD/Cam、CnC、激光、新材料等技术于一体的现代先进制造技术。该技术改变了传统的通过去除多余材料获得零件的方法，利用分层制造、逐层累加成型的原理，可自动、直接、精确、快速地将设计思想转变成具有一定功能的原形实物零件，制造速度、制造成本与零件的复杂程度基本无关，从而可对实物零件进行快速功能验证、市场评估、修改定型。用定型零件进行模具的快速制造，可以实现零件的批量生产。因此，采用该技术可大大地缩短新产品的研制开发周期，降低研制开发的成本。
快速成型的基本过程是：首先设计出所需零件的计算机三维模型（数字模型、CaD模型）；其次根据工艺要求，按照一定的规律将该模型离散为一系列有序的单元，通常在Z向将其按一定厚度进行离散（习惯称为分层），把原来的三维CaD模型变成一系列的层片；再次根据每个层片的轮廓信息，输入加工参数，自动生成数控代码；最后由成形系统成形一系列层片并自动将它们联接起来，得到一个三维物理实体，如图1所示：
2.2快速成型技术的特点
2.2.1快速性。通过StL格式文件，Rpm系统几乎可以与所有的CaD造型系统无缝连接，从CaD模型到完成原型制作通常只需几小时到几十小时，大幅度缩短新产品的开发成本和周期。可减少产品开发成本30%～70%，减少开发时间50%，甚至更少。
2.2.2高度柔性化。快速成型系统是真正的数字化制造系统，在整个制造过程，仅需改变CaD模型或反求数据结构模型，对成型设备进行适当的参数调整，即可在计算机的管理下制造出不同形状的零件或模型，特别适合新品开发或单件小批量
生产。
2.2.3技术高度集成化。快速成型技术是计算机技术、数控技术、控制技术、激光技术、材料技术和机械工程等多项交叉学科的综合集成。它以离散/堆积为方法，在计算机和数控技术基础上，追求最大的柔性为目标。
2.2.4设计制造一体化。一个显著特点是CaD/Cam一体化。由于采用了离散/堆积的分层制造工艺，能够很好地将CaD、Cam结合起来。
2.2.5制造自由成型化。它可根据零件的形状，不受任何专用工具或模具的限制而自由成型，也不受零件任何复杂程度的限制，能够制造任何复杂形状与结构、不同材料复合的零件。Rpm技术大大简化了工艺规程、工装设备、装配等过程，很容易实现由产品模型驱动的直接制造或称自由制造。
2.2.6材料使用广泛性。金属、纸张、塑料、树脂、石蜡、陶瓷甚至纤维等材料在快速原型制造领域已有很好的应用。
2.3快速成型主要工艺
Rp技术结合了众多当代高新技术：计算机辅助设计、数控技术、激光技术、材料技术等，并将随着技术的更新而不断发展。自1986年出现至今，世界上已有大约20多种不同的成形方法和工艺，而且新方法和工艺不断地出现。目前已出现的Rp技术的主要工艺有：SL工艺：光固化/立体光；FDm工艺：熔融沉积成形；SLS工艺：选择性激光烧结；Lom工艺：分层实体制造；3Dp工艺：三维印刷；pCm工艺：无木模铸造。
3逆向工程和快速成形在模具制造中的应用
Rpm技术在模具制造方面的应用可分为Rp原型间接快速制模和Rp系统直接快速制模，主要用于制造注射类模具、冲压类模具和铸造类模具等，通过将精密铸造、中间软模过渡法以及金属喷涂、电火花加工、研磨等先进模具制造技术与快速成型制造相结合，就可以快速地制造出各种金属模具来。
3.1间接快速制模技术
间接快速制模技术（iRt）是将快速成型技术与传统的成型技术有效地结合，实现模具的快速
制造。
间接快速制模技术通常以非金属材料为主（如纸、aBS工程塑料、蜡、尼龙、树脂等）。通常情况下，非金属成型无法直接作为模具使用，需要以Rp原型作母模，通过各种工艺转换来制造金属模具。而间接制模一般可以使模具制造成本和周期下降一半，明显提高了生产效率。
间接制模工艺依据零件生产批量大小、模具材料和生产成本有下列几种：
3.1.1硅胶模（SRm）。适用于单件或数十件以下的小批量零件的制造，硅胶模的寿命一般为10～80件。在制作时，将表面光整处理后的Rp或其他产品原型置入成型用的框内，注入硅胶，等其固化后从原型分离即得到模具。其优点是成本低、周期短、形状限制小、复制精度高，具有良好的柔性和弹性，能够浇注出结构复杂、花纹精细、无拔模斜度以及具有深凹槽的塑料件。缺点是可供成型的树脂种类有限。
3.1.2环氧树脂模具。环氧树脂模具采用环氧树脂作为模具基材，制作工艺与硅胶模类似。与传统注射模具相比，成本只有传统方法的几分之一，生产周期也大大减少，模具制造件数达到1000～5000件，可满足中小批量生产的需要。
3.1.3金属冷喷涂模。以成型为母模，将低熔点金属充分雾化后以一定的速度喷射到样模表面，形成一层金属壳层（即模具型腔表面，其厚度可达2mm甚至更厚），然后用铝颗粒与树脂混合材料作为背衬物起支撑作用，将壳与成型分离，得到精密的金属模具和用快速成型直接加工模具。其特点是工艺简单、周期短、模具尺寸精度高、成
本低。
3.1.4陶瓷型精密铸造法。以Rp成型为母模，用特制的陶瓷浆料浇注成陶瓷铸型，制成模具。
（1）化学粘接陶瓷（CBC）浇注型腔。用快速成型系统制作纸质母模的成型，浇注硅胶模、环氧树脂、聚氨酯等软体材料，构成软模，移去成型，在软模中浇注化学粘接陶，在205℃下固化CBC型腔，并抛光型腔表面，加入浇注和冷却系统后便制成小批量（约300件）生产用模具。
（2）用陶瓷或石膏模浇注钢或铁型腔（型芯）。与上法相似，制作模具周期不超过4周，寿命较长，可生产250000个塑料制品。
3.2直接快速制模技术（DRt）
对于单件小批量生产，模具的成本占有很大的比重，而修模占近1/3，因此小批量生产的成本较高。较好的解决方法就是采用快速成型直接制造模具，可在几天之内完成非常复杂的零部件模具的制造，而且越复杂越能显示其优越性。
基于Lom基础的金属板材堆积成型工艺。以Lom工艺为基础，直接采用金属片材为材料，通过激光切割、焊接或粘接金属片材成型金属零件。
基于SLS基础的金属粉末堆积成型工艺。该类工艺主要是采用激光烧结或粘接剂粘接金属粉末成型，典型代表是SLS工艺。
基于FDm基础的金属丝材熔融堆积工艺。首先将能用FDm成型的金属粉与粘接剂掺匀，然后挤压成具有足够弯曲度和粘接度的金属丝材供FDm设备成型使用。金属材料包括不锈钢、钨及碳化钨。
3.3应用实例
3.3.1模型验证：为减少模具投入风险，利用快速成形工艺，制作样板，通过实物功能验证，以保证产品设计的正确性。
3.3.2翻模成型：利用快速成形制造样件，然后翻制模具，具有节省时间和费用的特点。
3.3.3钻头模具制造：传统方式，制造钻头需要通过制作石墨模具加工，成本高；如果设计出错，就会完全报废；使用快速成形制作印模，浇注硅胶模，节省时间及成本。
4结语
Re、Rp、Rt技术是产品快速设计与制造系统的核心技术，并行工程、虚拟技术、快速模具、反求工程、快速成型、网络相结合而组成的快速反应集成制造系统，将成为设计与制造新技术主要的发展方向。从以上论述可以看出，快速成型技术及以其为基础的快速模具技术在企业新产品的快速开发中有着重要的作用，它可以极大地缩短新产品的开发周期，降低开发成本，降低研发风险，对所有企业都是一个特别有效地研发平台，该项技术必将得到广阔的应用与发展。
参考文献
[1]刘忠伟.先进制造技术[m].北京：国防工业出版社，2006.
[2]黄宗南，洪跃.先进制造技术[m].上海：上海交通大学出版社，2010.
[3]教材编写组.模塑工艺与模具结构[m].北京：中国劳动社会保障出版社，2011.
[4]快速成型设备在模具行业中的应用[S].北京太尔时代有限公司培训课件，2012.
先进光学制造技术篇5
【关键词】光伏专业课程建设光伏岗位需求
【中图分类号】G64【文献标识码】a【文章编号】2095-3089（2015）08-0225-01
一、光伏专业建设现状
中国光伏产业产业规模迅速增长，在多晶硅、硅片、电池片、组件和光伏系统等光伏产业链各个环节中具有了一些自主知识产权，部分已达到国际领先水平，是世界最大的光伏市场。中国光伏不缺政策、不缺市场，缺的就是光伏方面的专业人才，如何培养现在发展需要的光伏人才一直都是一个值得认真探讨摸索的课题。
目前很多高校、各中等职业学校都在加快光伏产业人才培养工作，力争为光伏产业提供全方位、多学科、多层次的人才和智力支持。南昌大学太阳能光伏学院是我国最早在大学设立的光伏学院，为光伏人才培养提供了很好的榜样。随后，华北电力大学增设以太阳能光伏发电为主的“能源工程及自动化”专业，成为了部级特色专业，侧重于太阳电池设计与制造，光伏系统设计与搭建，光伏电站规划、设计、施工、运行与维护以及太阳能发电新技术开发等方面的技术与管理能力的培养。合肥工业大学、上海电力学院、南开大学、四川大学等大学都陆续开设了光伏专业。
还有很多职业院校也加入了光伏人才的建设队伍，江西太阳能科技职业学院（原江西中山职业技术学院）致力于太阳能光伏和光热利用、新能源和节能减排等制造业专业发展。上饶职业技术学院开设了光伏发电技术与应用专业，注重光伏产业理论、应用知识和操作技能的培养，具有从事硅材料及光伏产业的高素质技能型专门人才。湖南理工职业技术学院的专业名称为光伏发电技术及应用专业，侧重于生产运行、技术开发、产品检测与质量控制、生产技术管理、技术服务等工作的高素质技能型专门人才。扬州职业大学的专业名称为光伏材料加工与应用技术，培养具有太阳能光伏产业及光伏材料基础理论知识，掌握光伏材料加工与应用技术，能在光伏材料及相关行业从事生产运行、技术开发、产品检测与质量控制、生产技术管理等工作的高素质技能型专门人才。无锡职业技术学院开设的的专业名称为电气自动化技术（光伏发电技术及应用），针对长三角地区特别是苏锡常地区产业结构调整和提升的新特点，侧重培养光伏系统安装调试、光伏系统运行维护、小型光伏系统集成、光伏产品销售等方面的能力。乐山职业技术学院开设了专业名称为硅材料技术，培养光伏材料加工及应用。天津轻工职业技术学院的专业名称为光伏发电技术及应用专业，光伏系统硬件电路设计，光伏工程现场施工及从事光伏电力系统的调试、维护、运行和管理工作。
二、对光伏专业人才培养模式的建议
随着光伏产业的快速发展，光伏人才变得非常紧缺，这将制约我国光伏产业的大力发展。目前还没有形成非常完整、成熟的光伏技术人才培养体系，人才的后续供给速度赶不上光伏产业发展的速度。因此，建立合理的光伏产业人才培养体系，为我国光伏产业输送优质专业人才，是我们高校面临的一个新的机遇和挑战。光伏产业是一个新兴的产业，光伏专业是一个全新的专业，因此与学校特色相结合的太阳能光伏专业培养方向的研究有利于我校太阳能光伏专业人才培养方案和太阳能光伏专业人才培养模式的制定和实施。
本文主要针对光伏专业的人才培养提出几点见解，以期为该专业人才培养方案的制定和实施，为培养光伏产业发展所需的优秀和创新性人才提供借鉴。
1.构建合理的课程体系
为满足国家战略性新兴产业和光伏经济发展对高素质人才的需要，结合目前光伏岗位需求以及高校的办学条件，需要构建合理的课程体系。现主要岗位群主要有单晶硅棒生产、太阳能电池片生产、光伏电池生产、光伏组件加工和光伏发电系统施工，其中前四个岗位人员需求量大，但对文化程度要求不高，很多初、高中生经过短时间培训就能胜任。而在光伏发电系统施工方面由于我国起步较晚，目前国家对光伏电站建设的支持力度较大，此类光伏发电技术施工人才需求非常的急缺，需要系统地掌握储能和光伏发电等新能源材料与器件相关的基本理论与技术，能进行新能源材料与器件制备、性能测试及设备运行与维护，在制定培养方案时可以对课程整合和调整。
在课程体系设置中，把重点放在硅棒制备工艺流程及原理、太阳能电池制造工艺流程及工作原理、光伏系统的工作原理和设计、CaD技术、电子线路知识和电气控制技术知识，加强各种机械设备的操作技能、光伏材料和光伏系统检测、pLC、单片机等控制器件基础知识的培养[1-3]。
2.加强校内外实验、企业实习基地建设
企业非常看重学生的职业素质，如爱岗敬业、吃苦耐劳、求知、学习能力、现场管理和组织生产的能力、团队合作等，这些素质很难通过一两门课程来培养，需要通过大量的校内外实验和实习来进行职业素质教育。首先要培养学生们对光伏这个产业的兴趣，认识到光伏行业的重要性和发展前景。其次通过实验和实习重点加强学生对单晶硅片制造加工流程、光伏电池生产工作流程、晶体硅光伏电池组件制造工艺流程等认知和理解，增强学生对机械设备的操作技能，培养学生的学习能力、吃苦耐劳和敬业精神[4]。
3.构建高水平、高素质的师资队伍
作为一门新开的专业需要有一个强大师资队伍，上海电力学院有光伏行业最知名的教授之一，杨金焕，是中国光伏行业的元老之一。南开大学的光电子所是国家863计划之一，他们研究的电池专门供给中国的卫星做空间电池。四川大学的材料科学系冯良恒教授也是国内光伏行业领先学者之一，主攻碲化镉太阳能电池。笔者认为，一个学科要发展，首先要有好的学术带头人。因此，要大力引进国内高水平大学师德好、学术造诣深的人才担任新能源材料与器件的学术带头人。在此基础上引进相关方向的优秀青年博士，为现有师资队伍注入一股具有活力与创造力的新鲜力量。采取老教师带新教师的方法，尽快提升青年博士的教学水平与教学素质，使青年博士在掌握基本的教学技能的同时，充分发挥自身创造力的优势，加快整个专业的发展。
三、总结
光伏产业是一个新兴的产业，光伏专业人才变得非常紧缺，光伏人才培养要结合目前光伏岗位需求以及高校的办学条件，凝练出该专业的特色，制定合理的人才培养方案，构建合理的课程体系，建立科学的管理制度，提高人才培养质量，为光伏产业培养具有创新精神和实践能力的高素质光伏专业人才。
参考文献：
[1]李文萱.高职院校光伏专业建设的探索[J].滁州职业技术学院学报，2012，11（2）：35-37.
[2]肖志刚，蒋瑶，尹绍全等.“太阳能光伏发电技术及应用”课程改革研究[J].乐山师范学院学报，2013，28（11）：61-64.
先进光学制造技术篇6
[关键词]：现代化首饰制造新技术
1前言
从国际首饰制造技术的发展趋势上看，首饰制造业与其它制造行业一样，开始由劳动密集型向技术密集型转化。对于首饰业而言，由于存在资金密集和工艺性、时尚性强的特点，这样的转化将持续一个相对较长的时间。
新中国的首饰制造业的真正起步是在20世纪80年代。对比世界首饰制造业，这一起步无疑太晚而正因为起步太晚，所以新中国的首饰制造业是比较落后的。这种落后，既表现在首饰款式风格和工艺设备上，也表现在管理机制上。这几方面的落后，决定了中国首饰制造业缺乏国际竞争力而随着黄金市场的全面开放，以及中国即将因加入wto而溶入全球一体化的大市场，这种竞争力的薄弱，显得更加突出。因此，中国的首饰制造业所面临的是提高质量，改进工艺，更新款式，强化管理，也就是要从整体上加大现代化进程。
2现代化首饰制造的要求
2.1先进的生产设备
新中国首饰制造业，基本上是从作坊式或半作坊式的生产方式开始的。由于有一个巨大的国内消费市场，以及国家在进出口方面的优惠政策，其发展速度之快，是令世界首饰界侧目的。不少厂家经过十几年，甚至是几年的努力，已经发展成大中型企业。但是即使是这些在国内首饰制造行业领先的企业，其生产设备也比较落后，仍然带着十分明显的作坊式色彩。
目前，国内的各首饰制造企业的生产方式，手工操作仍然是主要的。机械化程度，一般只能达到50％左右。有许多中小型厂家，还达不到这个程度。至于电子化程度的比率，一般都在5％以下．有的甚至干脆为o。以这样的设备从事生产，参与国际竞争，至少在速度上是毫无优势可言的。因此，中国的首饰制造业，必须尽快地走出手工作坊式的影子．切实提高机械化与电子化的进程：
笔者在堪称业界龙头企业的首饰厂家作过了解，亲眼目睹的大多是工人的手工操作，一件首饰从设计、起板、注蜡、熔金、倒模、剪水口、焊接、执模、抛光、压光等各项工序到入库，几乎是手工作业。这样既费时，又费力，加上市场开放和价格战的冲击，赚钱实在不易。这无疑制约了生产的发展。
2.2饰品款式的创新
据了解，目前一些首饰厂家的设计人员和技术人员，素质普遍偏低，极少有在专业院校经过培训的。特别是起板人员，简直无专业化可言，他们一般根本就没有美术底子，甚至根本就设有美术细胞。这正是当前国产首饰的款式陈旧，品种贫乏和工艺简单的症结所在。
当前各首饰厂家的设计人员，大多都只上过中等美术学校，且很少接触首饰设计。同时．这些设计人员从业后，对国内外首饰的创新与发展缺乏必要的了解，基本上属于闭门造车，依葫芦画瓢。而这些厂家的经营者本身的艺术水准，也决定了他们对首饰设汁的目标要求缺乏科学的高标准，从而使国内的首饰款式在创新上和风格上十分滞后。这样的设计，不仅不能引导市场，而且也无法满足有一定品位的消费者的需求。要解决这一问题，一定要选用较高素质的、经过专门培训的首饰设计和起板人才。
2.3技术工艺要跳出老套
首饰制造业在工艺上进展缓慢，以全国首饰加工业的中心深圳来说，其各厂家的技术工艺，基本上是沿习香港的路子。因为这些企业创办之初，大都聘请香港技工作师傅，师傅传给在企业打工的徒弟，徒弟再传给其他的工人。而据调查，这些企业所请的香港技工，决不是香港一流的首饰制作高手。这些师傅如果在技术上再作点保守，那工艺的传承上又要打上折扣。同时，承袭香港师傅的技术的，也大都是普通的打工仔，他们中间，一般都只是初中毕业生，最高的也不过高中毕业生，而且本身大都对首饰的工艺设计与制造缺乏天赋与兴趣。因此，国内首饰厂家设计制作出来的饰品，普遍水准都比较低，很少有能超出香港产品的。这对首饰工艺的提高，实在缺少推动力。
2.4先进的管理水平
当前首饰企业的各项管理，对比其它行业的管理来说，显得十分落后。造成这种落后的直接原因，主要是首饰厂家都是由作坊式的生产发展起来的，企业的老板，不少就是曾经从事首饰加工的技工。这决定了首饰企业管理人员的素质偏低。加上首饰加工业的科技含量很低，很少有高学历、高水平的人才加盟，企业缺乏真正意义上的生力军。此外．首饰企业不需要高素质的人才管理即可运作。因此，目前各首饰企业的管理，基本上都不够规范，不够严密，缺乏科学性与时代感。这需要在管理上来一个质的飞跃，方能使首饰企业的管理尽快接近电子等行业的先进管理。首饰企业的管理如果真正达到了现代化程度．将对民族的首饰业起到决定性的作用，那就是在今后的全球一体化市场中站稳脚跟，进而发展壮大。因为管理是一切条件的条件，管理搞好了，其它的问题就可以迎刃而解。
3现代化的首饰制造的发展趋势
3.1现代失蜡铸造技术的发展
失蜡铸造技术应用于首饰制造业已经一个多世纪了。20世纪早期的失蜡铸造技术多采用手雕拼接式泥版，将泥版翻制成石膏版后再进行拼接和铸造。其特点是成本型质量好，但效率低。
现代首饰失蜡铸造技术主要依托相关技术领域——如新型橡胶模材料技术、模型蜡材料技术、新型石膏铸造技术、中／高频电感应加热技术，真空技术等领域的成果，在原模制造、翻制蜡模及真空氛围离心铸造／加压吸铸等技术环节取得了突破，从而大大提高了首饰失蜡铸造技术的生产效率及制造精度。加上首饰业界技术人员对失蜡铸造流程的革新，如采用蜡镶、金属模等手段，进一步提高了失蜡铸造技术的稳定性和可靠性。
与早期技术相比，现代失蜡铸造技术的工艺难度降低，效率提高，成型质量更好，工艺适应性进一步增强。
3.2采用多种表面处理技术
表面处理对于首饰制造的整体流程而言，相当于最后的装饰、美化工序，对提高首饰产品的表面效果、使用寿命及经济附加值等具有十分重要的意义。
首饰表面处理的主要目的包括：改变纹理、改变色彩、改变材质等。
现代首饰表面处理的常用手段主要有：
1．丝光处理——利用硬质金属丝或硬质矿物粉末，对首饰金属表面进行定向打磨，形成深浅错落的平行凹痕。
2．喷砂——硬质矿物粉末经加压形成冲击流打击首饰金属表面，形成致密的凹坑。
3．车花——硬质合金或钻石刀具对首饰表面进行分度铣削。
4．手雕——用硬质刻刀或电动刻刀雕出需要的表面处理效果。
5电化学染色——利用电化学浸蚀或电泳使首饰表面金属变色或被染色。
6．嵌入色彩——将釉质或玻璃质颜料嵌入首饰金属表面，烘焙或激光进行固化。
7．电镀——利用电化学沉积在首饰表面形成贵金属镀层。现代电镀技术主要发展了黑色K金或彩色K金等贵金属电镀和特殊折光效果电镀等方法。
表面处理技术极大地丰富了首饰产品的装饰效果，拓宽了首饰设计的可用手段，使首饰产品呈现出更加生动多姿的风采，为消费者提供了更多的个性选择。
3.3使用高效率高质量的现代自动织链设备
首饰的自动织链技术发源于19世纪末的欧洲，当时的设备是全机械式，主要通过凸轮——杠杠机构完成预定动作。由于设备的精度要求很高，而设备配件制造上的误差和工作磨损，使得此类设备的调节和操作极为复杂，增大了操作难度，降低了生产效率。
现代自动织链机对传统织链机的易损部件及操作环节进行了局部改良，并利用了液压技术、微芯片控制技术等替代原有的复杂机械机构，提高了设备的工作稳定性、减低了操作难度、增加了织链花色，其质量和生产效率都比老式设备提高了一大步。
目前较为常见的机制链有以下几种类型：
1花排链：类似表带的结构
2环形链：环环相扣的结构
3珠形链：空心小珠经连接扣相连形成的结构。
4隐形链：极细的环形、表带形或珠形结构
3.4广泛应用计算机和激光技术
20世纪7o年代，欧洲机械制造领域研制出层叠法成型机，能够读取CaD软件的设计数据，制造出形状复杂的特殊零件，克服了此类零件用传统机械加工方法难以制造的缺点。1994年，随着专用辅助设计软件JewelCaD的研制成功，第一台可应用于首饰原型制造的设备在美国诞生，1997年其成熟产品modelmarkerii正式推出，引起了珠宝首饰业界的普遍关注。该设备利用层叠法进行自动成型，采取喷射凝固式，使喷头喷出的液态蜡(或快干树脂)逐层堆积成型。
1998年，更加先进的激光固化式首饰原模成型机在日本meiko公司问世。该设备的特点是利用
激光对液态树脂进行固化，虽然也是利用了层叠法的原理，却在制造精度和速度上超过了modelmarker此外，由于激光束的直径很小，且不需要与被成型对象接触，就可以快速移动，避免磨损和喷头堵塞，也没有噪音和粉尘污染。该公司对于设计软件进行了合理改进，推出的JewelCaD3在首饰原模设计方面更加便捷。
实际上，在20世纪90年代，切割式集成制造方法--CnC数控切割技术发展也十分迅速。这种方法对非中空或镂空的首饰可以快速准确地加工。由于能够通过微机对加工过程进行控制，该方法的生产效率较高。本质上，该方法属于数控铣削技术。它将刀头的切削路径，经三维可视化编程，用微处理芯片进行控制作业，可加工非常复杂的立体轮廓和纹理。除了不能加工特别复杂的首饰款式，它是目前最经济的首饰原模集成制造技术。
21世纪初，激光技术开始在首饰制造领域被实际应用。欧洲、美国和日本不约而同地推出了一系列首饰激光加工设备，能够对首饰进行激光雕刻、焊接和切割。
激光技术早已被应用于宝石尤其是钻石的加工领域，加上激光固化成型、激光电镀技术的应用，激光技术实际上已经全面进入宝石加工和首饰制造领域。
为了缩短与国际先进首饰制造技术的差距，我国首饰制造业应大力开发应用高新技术，提高首饰制造技术的整体水平。只有这样，才能使我国的首饰制造业在激烈的国际市场竞争中，立于不败之地。
参考文献：
[1]廖涣修.论珠宝首饰设计要素.宝石和宝石学杂志.2000,(2)
先进光学制造技术篇7
关键词：3D打印快速成形技术制造业
中图分类号：tp39文献标识码：a文章编号：1672-3791（2014）01（b）-0000-00
作者简介：谢静（1984-），女，汉族，硕士研究生，机械结构设计专业。
1引言
3D打印技术是一种先进的、革命的加工制造技术，已经正在快速改变传统的生产加工方式和生活方式，美、德等发达国家非常重视该技术，并积极推广。从3D计算机辅助设计（3DCaD）开始，人们希望能够将设计结果直接转化为实物。3D打印技术将以其革命性的“大幅节省原材料”和“制造灵活性”在加工制造领域掀起一场革命。它适合于小批量、结构复杂、多品种、原材料价值高的机械加工制造，因此在航空制造领域，它将会得到更加广泛的应用。
23D打印技术的研究现状[1][2][3]
3D打印技术最突出的优点是无需机械加工或开模，依据计算机中存储数据直接打印生成任意形状的物体，极大地缩短了产品的研制周期和加工周期。3D打印技术（3Dprinting）是快速成型技术（Rapidprototyping，Rp）的一种，它以数学模型为基础，运用塑料或金属粉末等可粘性材料，通过逐层打印的方式来加工制造产品的技术。采用计算机辅助设计、激光扫描、材料熔融等一系列技术，通过3D打印机，以迭加成形、分层加工的方式逐层增加材料来打印生成所需物品。
快速成型技术使用方法有很多种，主要包括分层实体制造（Laminatedobjectmanufacturing，Lom）、光固化立体成形（StereoLithographyapparatus，SLa），还有直接制造金属功能零件的快速成型方法有：选区激光熔化（SelectiveLasermelting，SLm）、电子束选区熔化（electronBeamSelectivemelting，eBSm）等。
2.1分层实体制造
供料机构将底面涂有热熔胶的箔材―段段地送至工作台的上方。按照计算机提取的横截面轮廓，激光切割系统用Co2激光束对箔材沿轮廓线将工作台上的纸割出轮廓线，并将纸的无轮廓区切割成小碎片。工作原理见图1。
2.2光固化立体成形
20世纪80年代后期，美国3DSystems公司率先推出了光固化立体成形技术。该技术是在液槽中盛满液态光敏树脂，通过激光束照射液态光敏树脂使其迅速固化，然后工作台下降一层薄片的高度，开始第二层激光扫描并固化，如此循环往复，直至产品打印成形完毕，工作原理见图2。SLa具有打印模型尺寸大、打印速度快、可选择材料广泛、打印精度高等优点。
2.3选区激光熔化
选区激光熔化成型原理与选区激光烧结有点类似。其成型材料多为单一组分金属粉末，包括钛基合金、镍基合金、奥氏体不锈钢、钴-铬合金和贵重金属等。通过激光束快速熔化金属粉末生成连续的熔道，可以直接获得任意形状、具有完全冶金结合、高精度的近乎致密的金属零件，该技术未来发展前景广阔。其应用范围已扩展到微电子、医疗、航空航天、珠宝首饰等行业。
2.4电子束选区熔化
在20世纪90年代中期，电子束选区熔化技术是那时发展起来的金属零件3D打印技术中的一种，其与选区激光熔化技术的差别主要是热源不同，而在技术原理上基本相同。与以激光为能量源的金属零件打印技术相比，其具有能量利用率高、功率密度高、无反射等等许多优点。在3D打印技术的数十几种方法中，该技术因其能够直接成型生成金属零部件而受到人们的关注和喜爱。
33D打印在航空领域中的应用
3.1国外航空应用情况[2][4]
美国Sciaky公司在2013年1月4日宣布，他们已成功掌握了的直接制造的关键技术，即用电子束进行钛合金的3D打印。美国空军和洛克希德・马丁公司已经宣布将与Sciaky公司进行合作。在F-35战斗机生产过程中，将使用该公司生产的襟副翼翼梁装备F-35战斗机。相比传统生产加工方式，这一新技术生产制造成本更低、寿命也更长。如果未来几千多架战机均使用该技术制造金属零部件，那么将可以降低数十亿美元的生产成本。
利用3D打印技术，波音公司已经打印制造了约三百多种不同的飞机零部件，其中包括将冷空气导入电子设备的形状复杂导管。目前，波音公司和霍尼韦尔正在研究利用3D打印技术打印机翼等更大型的产品。
在2012年11月20日，通用航空收购了一家名为morristechnologies的3D打印企业，计划利用后者的3D打印技术打印Leap发动机组件。通用把这次收购看作是对新制造技术的一种投资，并认为如果具备处理新兴材料与复杂设计的工艺制造开发能力，对通用的未来尤其重要。
3.2国内航空应用情况[2][5]
通过采用钛合金激光3D打印技术，西北工业大学已生产了长度为5米的飞机主承力梁。而中航相关的3D激光打印技术也可以打印4米×3米×2米的零件，虽然在长度上不如美国，但在面积上仍然领先美国。
西北工业大学与中国商用飞机有限公司合作，利用激光立体成形技术解决了C919飞机钛合金结构件的制造问题。国产大飞机C919中央翼缘条长达3米，是大型钛合金结构件，作为机翼的关键部件，以我国现有制造能力根本无法满足制造要求，如果向国外采购，势必会影响到大飞机的国产化率。虽然激光立体成形制造成本与国外锻压制造成本差不多，但是重要的是形成了具有自主知识产权的特色新技术。这项技术在航空航天发动机等关键部件的制造上也得到了很好运用。
2000年前后，中航重机激光技术团队开始着手进行“3D激光焊接快速成形技术”研发工作。目前，中航重机激光产品已成功在我国多款新型军用飞机上装备应用。除了军用飞机，中航重机激光产品还在不断开拓大型水面水下舰艇市场。
4结束语
随着社会的不断发展和科学技术的进步，3D打印技术将极大地改变已有的传统加工制造业，它将在更加广泛的领域中得到应用，如航空，航天和船舶制造等领域。由于3D打印技术不受传统工艺和制造资源的制约，其大大降低了研制成本，缩短了研发周期，提高了我国军民产品的制造加工能力。未来，成熟的3D打印技术将在航空航天等领域得到更为广泛的应用。
参考文献
【1】杨永强，刘洋等.金属零件3D打印技术现状及研究进展[J].机电工程技术，2013，42（4）；
【2】杨恩泉.3D打印技术对航空制造业发展的影响[J].航空科学技术，2013/1：13-17；
【3】郭剑峰.3D打印被夸大的技术与使命[J].科技潮，2013/6：22-27；
先进光学制造技术篇8
(2021-3)
一、项目基本情况
（一）项目概况
1、项目名称
（泰安）激光产业园
2、项目性质
新建
3、建设单位
泰安激光有限公司
4、建设地点
泰安市高新技术产业开发区智慧谷
5、建设规模及内容
（二）项目总投资、资金筹措及经济社会效益情况
1、项目总投资、资金筹措
（1）项目总投资
项目预计总投资200，000万元。其中，固定资产投资120000万元，占项目总投资的60%，流动资金8000万元，占项目总投资的40%。
（2）资金筹措
本项目现阶段投资均由企业自筹.
2、经济、社会及生态效益
（1）经济效益
预期达产年营业收入400，000万元，总成本费用万元，利润总额万元，税金总额万元，附加万元，税后净利润万元。
达产年投资利润率%，投资利税率%，投资回报率%，全部投资回收期年。
（2）社会及生态效益
，提供就业岗位15000个
（三）项目优势条件
1、资源优势
（1）泰安激光有限公司自有激光核心技术研发平台。
（2）中科院、山东科技大学、山东农业大学等科研单位
和高校高能物理研究、开发、应用技术平台。
2、产业基础
国内一流激光产品制造企业合作平台。
二、项目背景及建设必要性
1、项目提出的背景
激光技术以其无法比拟的优势，成为推动我国制造业转型升级以及提升产品附加值的重要途径和技术，《“十三五”国家科技创新规划》中提出要实现高端产业激光制造装备的自主开发,大幅提升我国高端激光制造技术与装备的国际竞争力。随着近年激光产业快速发展，产值规模迅速扩大，吸引了一些地方政府的关注，并支持打造激光产业园。
从目前国内建成的一些新型激光产业园来看，拥有以下优势：发展定位高、推进速度快、建设成效好。
从激光产业培育效果来看：项目示范带动强、项目科技含量高、以商引商效应好。
激光产业已成为多地政府关注的重点，扬州、常州、济南、中山、南京、温州、宿迁、沧州、江门等地均先后建成激光产业园。激光一方面推动着工业应用的进步，一方面也为各地就业、经济增长做出巨大贡献。随着激光产业的发展，越来越多地方政府着力打造激光产业园，以激光应用带动区域经济。可以预见，激光产业发展将面临更多的机遇。
泰安激光有限公司：
激光产业园项目建成后，依托进驻的激光企业，引进激光与光电企业、光机电企业、激光产业链配套企业及关联产业项目，推动激光产业链上下游一体化发展。
2、项目建设的必要性
三、项目建设条件
1、选择原则
本项目选择于泰安市高新技术产业开发区智慧谷，是基于：
（1）经过多年发展，我市大力推进供给性结构改革，打造了输变电装备、新材料、现代物流等产业集群，加快推进了建材、纺织等一批传统产业的转型、产业改造的升级,装备制造业规模逐步发展壮大，产品种类逐渐增加，产品档次不断提升，高新技术产业开发区更是采取精准有效措施，加快了工业新旧动能转化步伐。
（2）泰安市高新技术产业开发区产业定位的高端化、集群化、数字化，在全市率先打造起高新技术产业、技术研发引领、高附加值产品加工制造密集、服务外包现代的战略高地。
2、建设条件
（1）结构合理、技术领先的人才队伍。爱因斯坦（泰安）激光有限公司已经培养和聚集了一批激光技术项目研发和市场的专业技术人才、管理人才，通过引进和培养组建起一只激光领域研究多元化的人才队伍，形成了核心技术专家、关键技术骨干、一般技术人员的完整梯队
（2）研学产有机配合、成果转化快捷的技术平台。（泰安）激光有限公司与中科院、山东科技大学、山东农业大学、泰山学院、东方学院等科研单位和高校关于高能物理研究、开发、应用建立紧密合作关系。
四、项目市场分析及营销方案
1、项目市场现状
2、项目营销
泰安激光有限公司项目建设发起人具有丰富的企业管理及市场营销经验。
（2）建立并形成了独具特色的销售激励机制。
（3）拥有完善的国内销售网络和稳定且具有激情的销
售团队。
（4）拥有稳定的长期客户和潜在客户。
五、项目建设方案
1、产品方案
本项目激光产品主要为，预计年产值850，000万元。
进入新世纪的二十年，我国国民经济持续快速健康发展，国家出台并实施了一系列加快经济发展的政策，对各行业产业结构调整、提升经营管理水平、参与国际分工都起到极大推动作用，我国经济逐渐融入全球经济大循环，包括激光等新兴产业在内的众多企业都面对极具技术优势、管理优势、品牌优势的竞争对手，市场份额也不断形成新的竞争和分配格局。
泰安激光公司在泰安高新技术产业开发区建设“激光产业园”项目，具有得天独厚的天时、地理、人和优势，相对于省内相近或相关产业企业，（泰安）激光公司立地条件好、经营成本低、投入产出比高，以及人才、技术、市场等多种比较优势，因此本项目市场前景广阔。
2、工艺方案
（1）技术优势：本项目应用泰安激光公司独家拥有激光前沿技术，其制造属于技术密集型劳动，资金占用少、制造效率高、能源消耗低、劳动强度小。
（2）工艺技术方案要求：统筹制造过程人流、物流、
信息流基础上，优选技术先进、路线合理、工艺成熟、安全可靠、运行费用低廉、操作灵活方便生产技术工艺。
（3）技术管理特点：产品质量严格按照国际标准体系组织控制，实行精益生产、供应商库存管理、全面质量管理等先进管理手段和管理技术，业务全流程确保产品各环节处于受控状态。
3、设备方案
本项目采用泰安激光有限公司技术方案进行建设，主要设备可按通用标准在国内采购。
设备选用坚持先进、适用、经济、环保、节能，要求一好两高三低，即：质量好、自动化程度高、生产效率高、能源消耗低、劳动强度低、检测成本低。
本项目计划购进专用设备30台（套），设备购置费6000万元。
六、环境影响与节能评价
（一）环境影响分析及评价
1、项目所在地环境
2、项目污染及治理措施
3、环境保护综合评价
项目符合国家产业政策和泰安市高新技术产业开发区发展规划，项目无污染，属于环保项目。
（二）节能评价
1、用电措施
本项目计划年用电量62千瓦·时，折合标准煤吨
2、用水措施
本项目计划年用电量千瓦·时，折合标准煤吨
项目年综合总能耗量吨标准煤，综合节能量吨标准煤/年，项目总节能率%，能源利用效果良好。
七、项目实施管理与劳动安全
1、项目实施管理
（1）实施管理
（2）人才开发与应用
2、劳动安全
（1）劳动安全与防护
（2）消防
八、投资估算与资金筹措
（一）投资估算
（二）资金筹措
九、财务评价
1、成本分析
2、销售收入
3、利润
4、盈亏平衡分析
十、项目风险分析
（一）风险影响因素
1、可能面临的风险因素
（1）市场风险：主要是产品价格风险，随着市场供应的不断加大，公司面临相关仿制产品流入市场而导致产品价格波动甚至价格下跌的风险。
（2）核心人员流动风险：个人方面主要的因素，一是的追求物质利益最大化，二是职业发展遇到天花板；公司方面主要因素，一是缺乏良好的用人机制，二是人事配置与岗位设置不合理，三是激励机制不健全，四是内部政治因素及缺乏信任，五是企业外部竞争。
（5）财务风险：按照公司管理制度，除非企业发生意外或者产生不可抗力因素，公司发生财务风险。
2、主要风险因素识别
（二）风险影响程度及规避措施
1、风险影响程度评价
风险因素
风险程度
说明
重大
较大
一般
较小
微小
市场
√
一般但可以规避
核心人员流动
√
一般但可以规避
财务
√
一般且可以规避
2、风险规避措施
（1）市场风险：采取“高品质赢得客户，树品牌稳定市场”的产品策略，在采用先进工艺和技术、确保按照国际标准组织规范的生产和经营活动、严格控制质量的同时，加强核心技术的保护、新产品研究开发、产品档次提升、产品多样化、产品个性化。
（2）核心人员流动风险：对个人而言，给予与职位相匹配的薪酬福利和生活待遇、良好的职业发展和实现自身价值的空间；对公司而言，制定科学的人才考核与评价标准，给予人才公平的竞争环境和施展才能的空间，以才为尺，合理设置人才职位，建立健全并充分发挥人才激励机制的调节功能，优化薪酬设计，完善薪酬考评体系，使用培训并重，增强核心人才的归属感、成就感。
（3）财务风险：为避免公司一旦发生财务风险对公司造成损失，公司每年在财务预算中增设应对财务风险专项科目，拨出专款用于投保商业保险。
十一、项目结论与建议
（一）项目结论
1、本项目符合国家产业政策和发展规划，符合泰安高新区结构调整政策和行业发展布局，项目建设对高新区乃至全泰安区域激光领域的产业结构、技术结构、组织架构、产品结构的调整优化将产生积极的推动作用。
2、泰安激光有限公司“激光产业园建设”项目，达产年纳税总额900，000万元，能够促进泰安高新区经济发展，为高新区财政收入做出一定的贡献。
3、项目达产年投资利税率%，全部投资回报率%，固定资产投资全部回收期3年，项目具有坚强的盈利能力和抗风险能力。
4、项目建设可以为社会尤其大学毕业生提供1500个就业岗位，缓解就业压力。
先进光学制造技术篇9
作为“中国科技第一展”中国国际高新技术成果交易会（以下称“高交会”）的资深主办单位和重要参展方，中科院专馆为科研机构与企业之间架起桥梁。产业与合作需求、技术突破需求、科学普及需求、创新创业需求……在这里，最新科研成果从实验室走向市场，孵化出一家家创业企业，带动一个个相关产业，高等科研院所与地方、产业融合，综合发展，逐渐成为促进区域经济发展的动力引擎。
“国字头”的科研成果
中科院专馆今年的主题为“科技改变生活，智能引领未来”，围绕智能制造、生命健康、人工智能三大展示领域，从全院研究机构的重大科技突破和成果中遴选精品参展。
作为科研领域的“国家队”，中科院今年带来265项科技成果，实用化量子通信技术、高灵敏度低噪声CmoS图像传感器、3.0tmRi核磁共振、液态金属任意表面电子电路喷墨印刷技术、糖尿病无创检测仪、阿尔茨海默病新药GiBH130、摩擦电汽车尾气过滤器、木质纤维素类生物质原理合成生物航空燃油、康复用下肢外骨骼机器人、深海富钴结壳采样机、水下滑翔机……其中，不少成果达到国际领先水准，多项成果打破了技术垄断。
作为世界各国竞相研发的新一代信息安全技术，量子通信在国防、政务、金融等信息安全领域具有十分重要的实用价值和战略意义。本次参展的实用化量子通信技术，其研发公司是中国科学技术大学发起组建的产业化实体――科大国盾量子技术股份有限公司，原始创新来源于中国科大国家自然科学一等奖团队。通过持续自主创新，该公司已成长为我国最大的量子通信设备制造商和量子信息系统服务提供商。
在中国科学院长春光学精密机械与物理研究所（以下称“中科院长春光机所”）展位，最为引人注目的是高灵敏度、低噪声CmoS图像传感器、长焦变焦高清摄像头以及“镇馆之宝”――世界上最大面积的中阶梯光栅。CmoS图像传感器是重要的光学元件，参展的高性能CmoS图像传感器中，GSenSe5130专为广电、VR、3D扫描和高端应用而设计，GSenSe2020可满足高速、低噪声、高灵敏度、高动态范围需求，长焦变焦高清摄像头可实现3公里外对人脸清晰成像，H6a高性能CmoS相机内嵌图像处理算法，极大提高了用户体验。
光栅是光谱分析仪器分光系统的核心器件，利用中阶梯光栅制作的光谱仪器具有体积小、高色散、高分辨率等特点，代表了先进光谱技术的发展趋势。中科院长春光机所知识产权与成果转化处处长褚明辉介绍，“同时将光栅做大和做精是世界性难题，大面积高精度中阶梯光栅已经成为制约我国相关领域技术发展的短板，中科院长春光机所获得‘国家重大科研装备研制项目’支持，开展大型高精度衍射光栅刻划系统的研制工作，历时八年艰苦攻关，今年11月刚刚验收，成果就是这块面积达400mm×500mm的世界上面积最大中阶梯光栅，是完全的自主创新。”
中科院深圳先进技术研究院（以下称“深圳先进院”）展出的是中国首台拥有完全自主知识产权的、具有国际顶尖水平的磁共振临床用全身影像系统，以及首台拥有完全自主知识产权的3t磁共振临床用全身影像系统，该系统在mRi相关多项重大核心技术上实现突破，打破跨国公司的垄断。在高级临床应用方面，开发的高场磁共振快速成像序列、心脏实时高分辨成像、脑动脉血管壁与斑块成像、磁共振温度成像、非增强外周动脉血管成像等均达到国际领先水平。
对接企业真实需求
高交会开幕论坛上，中国科学院、中国工程院院士路甬祥表示，大学与研究机构仍是创新传播基础知识与前沿技术的重要基地，国家实验室、大科学装置、工业技术中心、重大科技工程、大数据、云计算、创新型企业和研发组织等是牵引推动国家创新能力提升的重要平台和强大引擎，应当建设协同高校、充满活力的创新体系。
科研院所最不缺的就是尖端的科技创新成果，在高交会展示出来，去对接实实在在的产业需求、技术升级，这也是中科院布展的初衷。
中科院深圳先进院2006年成立当年就决定参加高交会，机器人、新材料等实体项目吸引了不少企业。此后十年，该院诸多阶段性创新成果不断亮相高交会，展出项目近千项，累计接待企业近两千家，约10%转化为合作意向和深度对接。
承担过“两弹一星”、“载人航天工程”等多项国家重大工程项目的中科院长春光机所以“推介成熟科技成果、展示高端技术、打造长光品牌”为宗旨参加此次展会。现代制造业很多高端精密检测设备依赖进口，而这一领域正是中科院长春光机所的优势所在。深入调研市场后，中科院长春光机所与国内相关重点企业联手，有针对性研发，陆续打破了相关领域的进口垄断。与此同时，该所还结合振兴东北老工业基地的战略，深入了解地方企业需求，全面进入民营市场。“做成果转化最重要的就是面向市场，直接与企业对接，高交会为我们提供了很好的展示平台。”褚明辉说。
科研与资本共舞
促进科研院所成果转化，促进院所与企业交流，让科技与资本共舞是高交会焦点。开幕论坛上，美国国家科学院院士、欧洲物理奖、美国物理学会巴克莱奖、富兰克林奖得主张首晟与听众分享经验――美国高校科学前沿与市场、投资如何紧密结合：“我们这个时代最需要是科学的创新，科学的创新需要投资紧密结合，在斯坦福大学经常有这样的机会，让科学前沿和投资真正紧密结合，使科学家的发明尽早进入市场。”
事实上，国内很多科研院所对“双创”早已抛出橄榄枝。通过孵化器方式对接资本市场、引进企业和社会资金孵化科研项目，成为不少机构推动研发项目可持续发展、形成自我造血能力的代表性模式。例如，在中科院深圳先进院，“应用研究-技术开发-产业化应用-企业孵化”的科技创新链条已然成型，高校、研究院所、特色产业园区、孵化器、投资基金等产学研资创新要素紧密结合，大大提高了创新效率。
先进光学制造技术篇10
至2007年底，华工科技总资产达23.532亿元，当年实现产值11.74亿元，销售收入10.03亿元，同比增长39%；实现利润总额5269万元，同比增长28%。
它拥有2个国际知名品牌激光切割设备，1个国际一流的等离子切割机品牌；拿到“授权通行证”，参与激光行业国家标准制定；成为“‘十一五’国家支撑计划激光项目研发和产业化”的唯一担纲者，独领激光产业……
9年前，华工科技成立之初，它还是“上无片瓦，下无寸地”的小作坊，寄居华中科技大学校园，年产值不足9000万元。
也因此，华工科技被视为激光产业的弄潮儿。
剥离副业集聚主业
1999年，华工科技由原华中理工大学（现为华中科技大学）校属优质资产经改制重组后设立。
2000年，华工科技从校办企业“摇身一变”为上市公司，成为中国光谷及中南地区高校诞生的第一家上市公司，也是中国资本市场上，首家以激光为主业的高科技上市公司。
上市之初，华工科技为融资“四处出击”，从激光产业到软件、生物医药，或全资收购、或控股，不断分散投资。由于业务分散凌乱，华工科技发展陷入困境，业界称其为“拼盘公司”。
2002年，公司内部作出抉择：放弃再融资，苦练内功，调整产业结构和重组内部资产，不断夯实产业基础，强化核心竞争能力，确立以“光电子，信息安全与防伪”为主营业务方向，并积极通过权益投资和股权转让等资本运作手段，逐步剥离生物医药、计算机软件等与主营业务关联度不高的相关资产，保留具有行业优势和产业优势的产业，突出主营业务。
很快，华工科技走出了第一步棋，将产业基地从试验楼、校办工厂搬入5亿元兴建的工业园，告别了小作坊、小批量的生产模式，开始向现代化厂房、大规模生产迈进。2003年建成了国内规模最大的激光加工设备生产基地和激光全息防伪产品生产基地等四大光电子生产基地。
紧接着，围绕市场，不断进行技术创新，完成以成果为导向到以市场为导向的转变，建立起以企业为主体的研发团队和研发体系，使得新产品销售占年销售收入的比例逐年提高，达到70％。产品的核心竞争力和企业的持续发展能力不断提高，销售规模不断增大，去年，公司销售收入突破10个亿。
自2002年起，华工科技发动两次产业大调整，退出同济现代，对持有的武汉开目股权进行转让，优化了资产质量。企业从上市初的多元经营，改革成为今天以激光、光电子为主导产业、主营业务突出、资产优质的高科技上市公司。
目前，华工科技的主营业务包括两类产品：器件生产和设备制造。企业大产业之路，已基本成型，经营能力不断增强。
今年，华工科技一季度财报显示，尽管人力、原材料等成本增幅较大，但公司的主营业务的销售规模和利润不断没有降低，反而达到了20％的增幅。
在华工科技，有这样一句名言：职业经理人要懂技术，技术专家要懂管理。要“勤于学习，勇于创新，敢于竞争，善于协作”。正是靠如此企业理念，华工科技打造了一支职业化、事业型的管理团队。从基础管理到战略管理，从基本制度建设到形成特色的企业文化，从行业领先到打造国际品牌，从国内市场网络建设到国际市场网络建设，华工科技产业基础和企业实力越来越强，已是武汉・中国光谷的骨干企业，成为湖北武汉的一张亮丽名片。
瞄准契机强强联合
刚刚调整完内部产业结构的华工科技，又按捺不住，开辟出新的“融资路”。2007年，与同城的团结激光共同出资，成立武汉华工团结激光技术有限公司。
事实上，最初的重组方案为华工科技、楚天激光、光谷激光“三结义”，
最终变成华工科技、光谷激光两方联姻，天缺一角，唏嘘声四起。
但华工科技自筹资金1亿元，领衔激光重组，仍然获得了业界一致好评，并被誉为中国激光领域的一个历史性节点。有专家表示，它改写了国内激光产业的竞争格局，也为武汉激光产业集群发展探索了新路子。
毫无疑问，这是华工科技为突出激光主业一次重要的战略重组，也是国内激光切割领域首度强强联手，形成互补之势，进一步完善中国光谷的高功率激光产业链，提升华工科技的核心竞争力。
此前，华工科技已经拥有激光切割系统的核心技术和切割设备的两个国际知名品牌――“Laserlab”和“Farley”，旗下武汉法利莱公司已完成对国际切割先进技术的消化吸收和产品的制造转移，并搭建起遍布全球的营销网络，实现了“武汉制造，全球销售”。
而团结激光旗下的上海团结普瑞玛公司，已是目前国内最大的激光切割机生产制造企业，年销售规模占国内市场的40%以上。武汉科威晶公司亦是目前全球第七家能生产4000w以上高功率快轴流激光器的企业。
重组完成后，华工团结将直接控股上海团结普瑞玛、武汉法利莱和武汉科威晶三家公司。
这就意味着，“合二为一”后，华工团结旗下集结了2个国际一流的激光切割机品牌、1个等离子切割机品牌、1个激光器品牌，并在高功率二氧化碳激光器上实现自制，打破国际垄断，同时占据国内绝对领先的市场份额，成为处于中国领导地位的高功率激光切割设备制造商。
攀上新发展平台的华工团结斗志昂扬。新任总经理吴建国说，新公司的目标是：两年内，销售规模突破12个亿，成为国内激光产业旗舰；三到五年里，切割机成套设备出口率由现在的8％提高到30％，在大功率激光切割设备领域，步入全球四强，在世界激光领域“代表国家竞争力，具有国际竞争力”。
重组当年，“1＋1大于2”效应立现。2007年华工科技财报显示，华工团结销售规模接近7个亿，占据国内高功率激光市场60％以上的销售份额。
目前，华工科技核心企业产品的市场占有率，均处于行业领先地位，其中：
“华工激光”，激光加工行业综合排名第一，是国家科技支撑计划“工业激光器及其成套设备应用与示范”主承担单位，重点科技攻关计划“激光技术”项目的牵头单位和主承担单位，全国激光辐射安全和激光设备标准化技术大功率激光器应用分技术委员会秘书处承担单位。同时，华工激光也是目前国内成功将高科技技术成果转化为生产力完成项目最多的企业，其大型激光加工成套设备，广泛应用于机械、汽车、轻工、电子、国防、航空航天、电力等国民经济主导行业中；
“正源光子”，国内三大光通信有源器件制造商之一，已成为韩国三星、华为技术、中兴通信、烽火通讯、JDSU等国内外知名厂商的供应商，2007年，华工正源入选“2006～2007年度中国光通信最具竞争力企业十强”；
“华工图像”，拥有国内外领先的激光全息综合防伪技术，综合实力在行业内排名前列。是中国防伪协会副理事长单位、中国全息技术学会副主任委员单位及国际全息制造商协会（iHma）正式会员，是国家海关总署使用防伪标识的唯一生产企业，是中盐总公司、卫生部和公安部使用防伪产品的重点生产企业。
“高理电子”，我国敏感元件协会的副理事长单位，其主导产品热敏电阻陶瓷在产能、销售收入、利润、上交税金、投入产出比等指标上一直位居国内同行之首。
自主创新傲立潮头
“创新才是唯一的出路。”华工科技董事长马新强总是这样强调。
2007年，武汉本地激光企业“抱团”失败，激光业后起之秀――深圳大族激光控股武汉金石凯激光，将战火“烧”到了家门口，外界疾呼“狼来了”。
马新强却泰然处之，“真正的竞争对手在境外，是瑞士百超、是德国通快。要在激光产业获得一席之地，就必须拥有自己的特色，说到底就是需要拥有自主创新能力、拥有技术竞争力或市场竞争力。”
如此说，也是如此做。
2000年，初长成的华工科技，旋即跃进国际激光市场，大试水性。旗下公司――华工激光，全资收购国际著名切割系统制造商――澳大利亚法利莱公司，并将其10余个成熟定型产品，移师武汉生产，在武汉建立激光产业基地。目前产品国产率已达95%以上。
通过引进消化与自主创新，华工激光已成为全球技术领导者和技术革新者，产品出口到美国、澳大利亚等多个国家和地区，定下“武汉生产，全球销售”的格局。
华工激光还采取分工协作的经营策略，与武汉重型机床集团、华中数控等多家企业建立了战略合作关系，积极带动了我国名牌产品的建设和装备制造业的技术水平进步与产业升级。
依托产、学、研和国际化四大平台，华工科技已炼就自主创新利剑。公司员工更筑起一堵坚固的共识墙：“只有立足自主研发和技术创新，企业才有生命力，只有拥有自主知识产权和核心技术，企业才有竞争力，才能掌握自身的发展命运。”
事实上，早在成立之初，华工科技就认识到技术创新已成为企业竞争战略的核心内容，2000年，公司制定了“以激光为主业，以企业为主体，以市场为导向，加强产学研结合，加大技术开发和技术创新投入，加快实施科技成果的产业化，提高企业核心竞争力”的技术创新战略。
同时，华工科技有一条成文规定：每年将其销售收入的10%以上，用于科技开发。2007年，投入技术研发经费1.06亿元，占当年销售收入的10.78%，研发投入处于全国同行业前列。
此外，华工科技的好“出身”――华中科技大学的“优良血统”，也令其他企业无法企及。
依托华中科技大学雄厚的科研和人才优势，华工科技与其共建有激光加工国家工程研究中心、国家防伪工程技术研究中心、教育部敏感陶瓷工程研究中心等三大部级科研机构，同时在德国、日本、澳大利亚等国家设有海外研发中心。华中科技大学更作出承诺：华工科技可免费共享其30余项技术。
这一绝无仅有的研发体系为华工科技赢得了强效竞争力。
近年来，华工科技的科技成果转化率达到90%，累计获得国家专利100余项。2007年，新产品实现销售收入57596.12万元，占全年销售收入的57.3%，新产品利润贡献率60.71%。主导产品如大功率激光切割机、等离子切割机、激光全息防伪材料的市场占有率保持在70％以上。
2006年10月，华工科技企业技术中心被认定为部级企业技术中心。
依托部级企业技术中心和企业博士后科研工作站,华工科技先后承担国家“863”计划项目、国家科技攻关计划项目、国家高技术产业化项目及各类项目70余项，获各级政府奖励近百项，是国家重点高新技术企业，并被国家科技部列为“国家‘863’计划成果产业化基地”。
今年1月，华工科技公告，公司成为国家在激光领域的重点支撑计划项目的承担单位，一次性获得国家科技部及省市拨款8710万元。这一专项，全国只有一个承担单位，此唯华工科技独领。
今年3月，华工科技又获得授权，参与国家激光行业标准的制定，领跑中国激光产业。
抢占先机区域布局
华工科技的生产腹地――华工科技产业园，目前已建成国内规模最大的激光加工设备生产基地、国内最大的激光全息防伪产品生产基地、敏感陶瓷电子元器件生产基地和一流的光有源器件光收发模块生产基地。
一心欲更强更大的华工科技，并不安于现状，不断寻找发展机遇。
去年底，武汉“1+8”城市经济圈，获批成为全国资源节约型和环境友好型社会建设综合配套改革试验区。
华工科技瞄准先机，迅速抢滩湖北孝感经济开发区和湖北葛店经济开发区，将部分制造基地（电子器件和激光设备制造）向周边转移，分别在两地建设华工科技新的产业园区，为扩大产业规模和新型产业发展提供广阔的后院。
今年1月，华工科技孝感电子产业园正式开工。该项目总占地面积780亩。首期投资2亿元的220亩园区将建成电子元件基地，预计明年3月正式竣工投产，年产值达3亿元；二期建设投产后年产值将超过10亿元。
据介绍，华工科技孝感电子产业园，主要项目包括系列高精度温度传感器产业基地、海量存储与软件产业基地、文化传媒一体机产业基地建设，以及通过其他产业转移、重组当地相关的产业项目，其中：
系列高精度温度传感器产业化项目，是华工科技依托华中科技大学承担的国家863项目的成果，自主研发而成，在国际市场具有较强的市场竞争力。
高精度温度传感器的产业化，不仅可带动上游化工原材料产业的发展，还可有力地促进我国信息产业的技术进步与升级，带动汽车、家电等相关产业的升级换代，同时打破国外垄断，迅速占领国内市场，替代进口，促进民族产业发展，实现巨大的社会效益和经济效益。
该项目达产后，将达到家电用高精度温度传感器5亿只、汽车空调用高精度温度传感器4000万只的年生产能力，年销售收入突破50亿元。
海量存储设备与软件产业基地建设项目，以国家“973”项目、“863”项目等多项获得专利、奖励和软件著作权的成果为技术基础，建成国内最先进的海量存储设备与软件生产基地。
达产后，计划实现年产磁盘阵列及数据备份恢复软件9000台(套)的生产能力。
移动多媒体，华工科技正在推出市场的又一种新产品。该产品为消费类电子产品，广泛应用于教育培训、社会主义新农村文化站建设、军队基层文化站建设等领域。
该项目建成投产后，将进一步促进华工科技产业规模的产业扩大。
“孝感产业园的兴建，将实现企业与地方的共赢。”华工科技董事长马新强说，把自身的产业基础、人才技术优势与孝感的土地资源、劳动力资源、本地工业配套优势相结合，这对于扩大华工科技的产业规模、推动企业快速、可持续发展，提升孝感光电子产业整体科技实力，促进孝感光电子产业发展都具有十分重要的意义。
华中科技大学副校长杨勇也对此举大为称赞。他表示，华工科技孝感电子产业园，是湖北光电子产业链的重要一环，它足以激活湖北光电子产业的发展，推进上下游配套产品生产，促进光电子产业科技实力的整体提升。杨勇十分看好孝感发展前景，他认为该产业园将成为“中国光谷・孝感产业园”的重要支柱和产业合作典范。
华工科技“第一”谱
华工科技的成长与无数个“第一”联系在一起：
2000年6月8日，华工科技3000万a股股票在深圳证券交易所上市，成为中国光谷及中南地区高校诞生的第一家上市公司，也是中国资本市场上，首家以激光为主业的高科技上市公司。
2000年9月，华工科技全资收购澳大利亚FaRLeYLaSeRLaB公司，迈出国际化第一步。
2002年，华工科技在澳大利亚设立首个海外营销中心。
2003年，华工科技被国家科技部认定为国家重点高新技术企业。
2004年，我国首台国产化高性能激光切割机在华工激光诞生。
2005年，华工科技在武汉生产的高性能激光切割机发往美国，这是武汉出口的首台国际品牌高性能激光切割机。