最近,對兩種方法不作嚴密區分,將包括部分機加工的或全部由成型加工替代完成的一并稱為“凈成形加工的情況也很多。
只要是機械加工做出來的模具成型,再要得到超越機械加工極限的精度是很困難的。同時,使用模型的加工也不容易作到適應多樣化。盡管有這些問題,最近,投向凈成形加工的目光仍然是很熱切的。精度不足的問題也將解決
如今,凈成形加工方法得到矚目的主要理由是,降低制造成本的可能性以及成型技術的顯著進步兩個方面。還有,從長遠觀點看,再把凈成形方法具有的低環境負荷特性發揮出來,將會成為一大優勢。
①降低成本的可能性
采用凈成形的加工方法降低生產成本,這是早就得到認同的。在汽車零部件等方面,有很多成本降低了10%以上的事例報告。
由于發展中國家的追趕,日本制造業現處于過去未曾體驗過的、嚴峻的低成本化要求之中。于是,通過采用凈成形加工降低成本的方法再度得到重視,替代精度和柔性方面優越的機械加工,已有開始著手采用凈成形方法投入生產的。只要機械、裝置的標準達到可以滿足的范圍,成形加工的“欠缺點”就一定會成為非常有魅力的優點。
②成形加工技術的進步
一般來說,同機械加工相比較,塑性加工等成形加工的成熟度是比較低的。
與很大程度上倚賴機械產品特性的機械加工不同,塑性加工受機械、模具及加工材料這三個因素的影響很大,而模具制作和材料變形等倚賴于操作者經驗的成份又是很多的。盡管如此,以塑性加工領域快速的技術進步為背景,正在不斷出現探討實際應用的理論論述。
例如材料變形、程序模擬技術實用化、改善材料的變形功能、模具材料的進步、下死點和溫度等控制技術及計量技術的進步等,都會使塑性加工倚賴于過去經驗的問題、及精度不足問題等逐步得到解決。
③追求資源產出率
進入九十年代后,制造技術與環境的問題得到高度重視。在生產過程中可使材料得到有效利用的凈成形方法,作為可調節環境的加工技術再次得到評價。
為達到可持續發展的資源循環型的經濟、社會這一目標,追求資源產出率(產出量/投入資源量)是很重要的,凈成形方法對于提高資源產出率是可直接作出貢獻的加工方法。
在討論環境對策時的問題是,除能源的直接使用量外,C02排放等環境負荷問題沒有納入市場結構,即所謂處于外部不經濟的狀態。現在這種狀況也在發生變化,已經開始出現了碳稅和C02排放交易。
顯著降低環境負荷
就某種機械部件,凈成形加工的效果得到評價。從C02排放量的比較來看,加工方法①同加工方法②相比,約為2.2倍,由于采用了凈成形,顯著降低了生產時的環境負荷。此方法用于鍛造時,在成形工序、熱處理(退火)工序、及潤滑材料的廢液處理階段能源消耗量大,看環境負荷值反而加工方法②成為5.8倍。
但是,如算上材料制造時投入的能源,加工方法①和加工方法②各為5.79MJ和2.82MJ,加工方法①是加工方法②的2.05倍。
小型設備的用途也在擴大
上面就制造業基礎技術的凈成形加工方法及動向作了說明。經過近30年的歷程,此方法的使用價值被再度認識。今后在日本的制造業,預計應用比重會得到提高的為光、信息通訊產業、生物、醫療的相關產業等。在這些領域,將采用小型設備且并非針對會增加成本的半導體加工技術,而是重視樹脂及玻璃材料的微細凈成形加工,現在正在展開開發研制工作。不僅在已有的產業,新型產業對凈成形加工方法的使用也令人矚目。
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