精密加工(gōng)製造:追求精確的(de)過程,用激光搞納米技術
10-10-2023
    精密加工製造:追求精確的過程,用激光搞納米技術
    微倉(cāng)智能櫃為經營者提(tí)供(gòng)了一款高效、靈活的(de)倉儲解決方(fāng)案,它能夠(gòu)準確地記(jì)錄物品的出入
    作者精密加工編輯
    鍾老師(shī)給我(wǒ)寄來一本《追求(qiú)精確》,講的是精密製造的曆(lì)史。讀完後,我對(duì)鍾老師說:如果某些工學領(lǐng)域的教授(甚至院士)讀過(guò)這樣的書,或許就不會被人(rén)笑話不懂工程了。每個工程學的學生都該讀讀這樣的書。我也(yě)準備讓我(wǒ)兒子(zǐ)讀讀。
    我曾經在多個場合闡述一個觀點(diǎn):高技術的本質是高質量。其實,高質量的基礎往往是精密製造。人類科技的發展,很(hěn)大程度上得益於製(zhì)造精密度的提升。書中有很多故事,非常(cháng)有(yǒu)趣。
    眾(zhòng)所周知,航海促進了人(rén)類文明(míng)的發展和科(kē)技的傳播(bō),而航海其實帶動了精密製造:航海要確定船舶的位置,計(jì)算位置需要精確(què)的時間(jiān)。這(zhè)樣(yàng),精密製造就被用來製造鍾表。航海發達了以(yǐ)後,各國需要在海洋爭霸,海軍就變得重要起來。軍艦上需要大量的火炮。由於炮(pào)管質量(liàng)不高,開始時經(jīng)常發生爆炸、危害(hài)士兵的生命安(ān)全。於是,人們發明了一種(zhǒng)精密製造(zào)技術製造炮(pào)管。於是,英國的軍事實力大大上升。有(yǒu)趣的是:發明炮管精密(mì)製造技術(shù)的人,為瓦特提供了高質量的氣缸,從而使(shǐ)得蒸汽機走向實用。這(zhè)就是所謂的(de)工業1.0。
    19世紀士兵打仗時,槍械一旦壞了(le),就(jiù)需要花很長時間維修(xiū),嚴重影響戰鬥力。原因(yīn)是每件武器都是手工做出來的、零(líng)件的大小不同。維修的(de)時候需要單獨製造(zào)零件,不能把壞的零(líng)件直接更換(huàn)掉。於是,英國人提出“零件互換”的(de)概念。其本質是生產(chǎn)出標準化的零件,可以用在同類的槍上。
    而(ér)零件互換的前提,是標準化的零件。而(ér)零件的標準化,需要(yào)加工零件的精度足夠高。於是,零件互換的要求,也促進了精密製造。我們(men)注意到:在零件互換的基礎上,才有了汽車生產過程的流程化,也就是(shì)我們所說的工(gōng)業2.0。在我看來,這就是現代工(gōng)業的基礎。
    汽(qì)車促進了精密製造,飛(fēi)機更是促進了精密製造。噴氣式飛機的發明,需要高質量的發動(dòng)機。發動機的工作環境非常惡劣,出一點(diǎn)點問題,就(jiù)會導致機毀人亡。於是,飛(fēi)機發動機就成了推(tuī)進精密製(zhì)造的新引擎。此後,天文望遠鏡、航天技術的發展,又進(jìn)一步推進了精密製造技術的發展。最近幾十年,摩爾(ěr)定律主導著芯(xīn)片技術的發展,讓精密製造走向了新的高度。而集成電路技術的(de)發展,把人類帶入工業3.0和4.0時代。
    在精(jīng)密製造的過程中,開(kāi)始時主要依賴工藝、設備和手藝。到了飛機製造時代,就需要複雜的計算了。於是,科學知識開始發揮作用(yòng)。到了航(háng)天、芯片製造的階段,牛頓力學的局限性就顯現出來了,就需要現代物理學的知識了。而隨著計算越來越複雜,數字化技術的(de)作用,也變(biàn)得越來越大(dà)。利用計算機,科學知識和技術的融合方式發生了改變。
    回顧技術發展的曆史,我發現:精密製造往(wǎng)往是用在促成當時最先進技術的發展。過去是這(zhè)樣,未來可(kě)能還是這樣。有了高端的需求,才(cái)能促進尖端技術(shù)的產(chǎn)生。
    讀(dú)完(wán)這本書,我突然想(xiǎng)到:前些年,納米和激光技術非常熱,國內很多人(rén)研究、建立了很多研究中心(xīn)。十多年過去了,對技術進步的影響似乎不是特別大。在我的印象中,激光用來(lái)做激光筆、激光切割、激光打印,而納米材料用來做衣服、家電。這是不是意味著,激(jī)光和納米技術其實並沒有多大作用呢?
    但我突然意識到:現在的芯片技術不(bú)就(jiù)是用激光搞納(nà)米產品嗎?如果沒有這兩項(xiàng)技術,哪有摩爾定律的持續?於是,我想到了另一件事:我們發明了火藥,用來做了爆竹;到了西方,卻用來做槍炮。由此(cǐ)可見:把技術(shù)用在重要的場景,是何等重要!

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