一、簡述先進製造技術的特點有哪些？（15分）
答：1.先進製造技術涉及到產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工製造、售後服務等產 品壽命週期的所有內容，它的目的是提高製造業的綜合經濟效益和社會效益，是面向工業應用的技術。
2.先進製造技術強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、製造和生產組織管理、銷售及售後服務等方面的應用。它駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流，是生產過程的系統工程。
3.3.80年代以來，隨着全球市場競爭越來越激烈，先進製造技術要求具有世界先進水平，它的競爭已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的競爭，因此它是面向全球競爭的技術。
4.先進製造技術的最新發展階段保持了過去製造技術的有效要素，同時吸收各種高新技術成果，滲透到產品生產的所有領域及其全部過程，從而形成了一個完整的技術羣，具有面向21世紀新的技術領域。 總之，成形技術和加工技術日趨精密化，製造工藝、設備和工廠的柔性與可重性將成為製造業的顯著特點，虛擬製造技術和網絡製造技術將廣泛應用，智能化、數字化是先進製造的發展方向，提高對市場快速反應能力的製造技術將超速發展和應用，信息技術在先進製造領域發揮越來越重要的作用。
二、車削中心應具有哪些特徵，其工藝範圍是什麼？（15分）
答：車削中心是在數控車牀的基礎上，配置刀庫和機械手，使之可選擇使用的刀具數量大大增加。車削中心比較全能,可以車,銑,鑽等多種功能,刀庫容量大,軸也多,速度也比數控車牀快得多,車削中心分立式,卧式還有立卧式加工中心,加工大批量而且複雜零件時一般採用加工中心。車削中心也是一種多工序加工機牀，它是數控車牀在擴大工藝範圍方面的發展。不少迴轉體零件上常常還需要進行鑽孔、銑削等工序，例如鑽
油孔、鑽橫向孔、銑鍵槽、銑偏方及銑油槽等。在這種情況下，所有工序最好能在一次裝夾下完成。這對降低成本、縮短加工週期、保證加工精度等都具有重要意義，特別是對重型機牀，更能顯示其優點，因為其加工的重型零件吊裝不易。 車削中心主要以車削為主，還可以進行銑、鑽、擴、鉸、攻螺紋等加工。其加工對象主要有：複雜零件的錐面、複雜曲線為母線的迴轉體。在車削中心上還能進行鑽徑向孔、銑鍵槽、銑凸輪槽和螺旋槽、錐螺紋和變螺距螺紋等加工。迴轉體表面及端面、溝槽、螺紋、成形面和切斷等。具體如下：車端面、車錐體、鑽中心孔、車特型面、車外園、用成型刀車特性面、 鑽孔、車螺紋、鏜孔、滾花、絞孔、切斷。車削中心一般還具有以下兩種先進功能。
1)動力刀具功能 即刀架上某些刀位或所有的刀位可以使用迴轉刀具(如銑刀、鑽頭)通過刀架內的動力使這些刀具迴轉。
2)c 軸位置控制功能 即可實現主軸周向的任意位置控制。實現X—C、Z—C聯動。另外，有些車削中心還具有Y 軸功能。
三、什麼是智能製造系統？為什麼説智能製造是影響未來經濟發展過程的製造業的重要生產模式。（15分）
答：智能製造系統是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統，它在製造過程中能以一種高度柔性與集成不高的方式，藉助計算機模擬人類專家的智能活動進行分析、推理、判斷、構思和決策等，從而取代或者延伸製造環境中人的部分腦力勞動。同時，收集、存貯、完善、共享、集成和發展人類專家的智能。 20世紀60年代的數控機牀(CNC)實現了機械加工過程的可程式 自動化 ：2O世紀70年代的柔性製造系統(FMS)將車間級的機牀設備 、工藝裝備 、工業機器人及搬運小車等通過計算機在線控制實現了以物流為基礎的系統 自動化．進一步滿足製造系統的柔性化要求;20世紀80年代的計算機集成製造 (CIM)通過信息技術將工廠中CAD、CAPP、CAM及經營管理等集成起來 ，按照人們預測的方式實現加工過程的 自動化。而智能製造可以在確定性不明確、不能預測的條件下完成擬人的製造工作。主要表現在下列的特徵 ：自組織能力、自律能力、自學習能力 、系統的智能集成、人機一體化智能系統等等。可以看出IMS作為一種模式，它是集自動化、柔性化、集成化和智能化於一身，並不斷向縱深發展的先進製造系統。智能製造系統結構的主要類型有 ：以提高製造系統智能為 目標 ，智能機器人、智能體等為手段的智能製造系統；通過互聯網把企業的建模 、加工 、測量 、機器人的操作一體化的智能製造系統；採用生物問題的求解方法的生物智能製造系統等，所以智能製造系統是影響未來經濟發展過程的'製造業的重要生產模式。
四、試闡述立體光刻技術的具體實現方法。（20分）
答：立體光刻原則上屬添加法, 它是由一台計算機控制的激光光束, 通過CAD 系統提供數 據, 利用光束依層固化液態的光敏樹脂, 直至得到所需模型。光刻技術主要應用在微電子中。它一般是對半導體進行加工，需要一個有部分透光部分不透光的掩模板，通過曝光、顯影、刻蝕等技術獲得和掩模板一樣的圖形。先在處理過後的半導體上塗上光刻膠，然後蓋上掩模板進行曝光；其中透光部分光刻膠的化學成分在曝光過程中發生了變化；之後進行顯影，將發生化學變化的光刻膠腐蝕掉，裸露出半導體；之後對裸露出的半導體進行刻蝕，最後把光刻膠去掉就得到了想要的圖形。光刻技術在微電子中佔有很大的比重，比如微電子技術的進步是通過線寬來評價的，而線寬的獲得跟光刻技術有很大的關係。 利用立體光刻技術製造模型, 需要有一套激光曝光裝置和軟件
1. 1 激光曝光裝置 應用於立體光刻的激光曝光裝置主要由以下七個部分組成:
( 1) 一台連續的具有高能的穩定的紫外激光器, 立體光刻系統一般採用He-Cd 激光器或 Ar 激光器. ( 2) 一台具有亞微米級精確度且速度變化範圍很大的XY 平面移動結構; ( 3) 用於偏轉、集中激光束的光學部件; ( 4) 裝有液體光敏聚合物的容器池; ( 5) 在豎直方向可進行精確位移的平台; ( 6) 用來處理數據和控制激光器和平台運動的計算機; ( 7) 對半成品進行後固化處理的後固化燈.
1. 2 軟件 用立體光刻技術快速製造模型, 需要有一套合適的CAD 數據格式來支撐. 因此, 要想完 全描述立體物件, 必須設計一套嚴格標準的數據格式.實用的立體光刻軟件先把模型分解成切面, 用交叉線來表達內部結構. 一般來説, 一套大的幾何文件或數據文件都包含有一種或幾種材料的切面數據, 以後的工作是修改和完成這些參數文件, 使之滿足各種材料及性能的要求. 應用控制程序將這些數據儲存在磁盤文件中, 以執行固化操作和移動激光束等; 此外, 還需要有一套應用程序以幫助建立材料的數據文件、設定激光器的能量、設計液麪等.
五、鋼鐵行業環保問題已經越來越成為被注重和研究的熱點，查閲相關文獻，撰寫一篇主題為“綠色製造在鋼鐵工業中如何應用”的短文，要求字數不少於500字。（35分）
答：（一）鋼鐵工業綠色化是綠色製造概念在鋼鐵工業中的具體體現綠色製造是一個綜合考慮資源、能源消耗和環境影響的現代製造模式。目標是使產品從設計、製造、包裝、運輸和使用到報廢處理的整個生命週期對環境負面影響最小，資源利用率最高，並使企業的經濟效益、環境效益和社會效益協調優化。 綠色製造實質上是人類社會可持續發展戰略在現代製造業中的體現。 鋼鐵工業的綠色化生產不僅僅是清潔生產，還體現了生態工業的思想和循環經濟的思想(3R)“減量化(Reduce)、再利用(Reuse)、再循環(Recycle)”，具體體現在以下幾個方面：
(1) 資源、能源；
(2) 生產過程；
(3) 產品—提高鋼鐵產品綠色度；
(4) 與相關行業及社會的關係。
（二）原料（資源與能源消耗最小及實用高效化）
（1）少用鐵礦石及其他天然礦物資源，多用再生資源如廢鋼、 鋼廠粉塵等；
（2）少用不可再生能源（如煤、油、天然氣等），開發採用新的能源如氫、太陽能等；
（3）少用新水和淡水資源，發展節水技術，強化水循環，減少廢水排放。
（三）生產過程清潔化
（1）充分利用資源、能源；
（2）少排放廢棄物、污染物和含毒物質；
（3）不用有毒物質。
（四）鋼鐵產品綠色化
（1）產品的生產製造過程環境負荷低，少污染或不污染環境；
（2）產品的使用壽命長，使用效率高；
（3）產品及其製品對環境的污染負荷低；
（4）產品使用報廢后易於回收、循環。
（五）與相關行業及社會進行代謝循環
（1）可向社會提供餘熱和副產品（煤氣、熱水、高爐渣、鋼渣等）；
（2）可消納社會的廢棄物（如廢鋼、廢塑料、垃圾、廢輪胎、各種合金返回料等）；
（3）與相關工業
六、中國鋼鐵工業的綠色化對策
（一）中國鋼鐵工業的國情背景
（1）鋼鐵工業是資源、能源消耗大户。冶金資源相對貧乏、鐵礦石品位低，水資源嚴重匱乏。
（2）產品消費特點：長材多（約60%），平材少（40%左右）。
（3）長流程居多，電爐鋼比例低（廢鋼資源缺乏、電價高）。
（4）中國鋼廠在環境保護方面未能避免走發達國家走過的老路, 仍然是先發展後治理。從半個世紀以來我國鋼鐵工業的發展歷程看，基本上是“大量開採—大量生產—大量排放”的生產模式。
（5）我國鋼鐵企業的佈局特點是靠近城市。因此, 鋼鐵廠的社會友好職能的開發與應用將是使鋼鐵工業立足的重要方面。
（二）中國鋼鐵工業的綠色化對策
（1）提高資源和能源使用效率；
（2）優化鋼鐵製造流程；
（3）控制鋼鐵製造過程的排放；
（4）對排放物進行再資源化、再能源化和無害化處理；
（5）開發和製造綠色化產品；
（6）與相關行業形成工業生態鏈併發揮社會友好功能；
（7）制定和完善綠色化的方針政策。 總之,研發推廣主要二次能源利用技術，挖掘節能潛力;加強能源管理，推進能源管控中心建設; 推進行業間聯合，提高二次能源利用效率.
文萃咖
