目前,先进制造技术是推动一个国家科技进步的重要力量。工业发达国家都十分重视先进制造技术,利用它进行产品革新、扩大生产和提高国际竞争力。发展先进制造技术是世界各国发展国民经济的主攻方向和战略决策,也是一个国家实现独立自主、繁荣富强、经济持续稳定发展、科技保持先进水平的长远大计,而精密与特种加工技术是先进制造技术的重要组成部分。
先进制造主要涉及精密/超精密加工技术与制造自动化(或智能化)等两大方面。前者追求加工精度和表面质量极限;后者包括产品设计、制造和管理的自动化或智能化,它不仅是快速响应市场需求、提高生产率、改善劳动条件的重要手段,而且是保证产品质量的有效举措。两者关系密切,有许多精密/超精密加工要依靠自动化和人工智能技术才能达到预期效果,制造的自动化或智能化需精密加工的零件和结构予以保障。两者具有全局性和决定性的作用,是先进制造技术的支柱。
精密与特种加工技术水平是一个国家制造业水平的重要标志之一。精密加工所能达到的精度、表面粗糙度可以体现一个国家的制造技术水平。例如,金刚石刀具切削刃钝圆半径的大小是金刚石刀具超精密切削加工的一个关键技术参数。日本声称,他们的精密加工精度已经达到2nm。而我国的精密加工精度尚处于亚微米水平,与日本相比,相差一个数量级。此外,精密与特种加工技术水平的高低,直接影响一个国家的国防武器制造能力。
精密与特种加工技术已成为在国际竞争中取得成功的关键技术,发展尖端技术,发展国防工业,发展微电子工业,等等,都需要应用精密与特种加工技术制造相关的仪器、设备和产品。
产品的服役性能与工作品质不断要求产品日益极限化和极端化,精密与特种加工技术也因此向极限化制造、智能化制造及绿色化制造方向发展。其发展趋势主要体现在以下7个方面:
(1)加工对象特征尺度极限化和跨尺度化。
(2)多种能场复合化。
(3)工艺控制过程数字化。
(4)加工、测量、控制一体化。
(5)控形、控性一体化。
(6)能量作用微量化和极速化。
(7)制造过程的智能化。