Перспективные направления развития современных технологий. От резца до лазера

Первые технологии обработки материалов появились ещё в первобытном обществе.

Путь к необходимости применять труд начался с простого понимания о том, что собранные камни и палки, обработанные природой, эффективны в борьбе с животными в плане защиты. Предки человека просто собирали необходимые камни или палки по мере надобности, а после использования выбрасывали их.

Со временем стало понятно, что найти подходящий, обработанный природой камень, не всегда легко, а иногда вообще невозможно. Пришлось накапливать подходящие камни или, используя собственный труд, дорабатывать имеющиеся камни и палки. Так, медленно и постепенно, проходил процесс накопления знаний, которые потом применялись людьми в процессе собственного труда.

Но материалы, которые приходилось обрабатывать нашим предкам, не были достаточно прочными, такими, например, как дерево. То есть для того, чтобы их обработать, приходилось прилагать большие усилия.

Развитие общества потребовало от людей искать новые материалы и новые способы их обработки.

В это трудно поверить, но за всю многовековую историю человечество придумало всего шесть видов технологических процессов обработки материалов.

Перечислим их.

1. Удаление части от целого. Сюда можно отнести такие операции, как точение, фрезерование, сверление, шлифование, пиление, разрезание и травление.

2. Заполнение формы. Сюда относится литьё металлов, стекла, пластмассы, конфет и так далее.

3. Перемещение объёмов заготовки. К этой операции можно отнести прокатку, прессование, волочение, ковку, штамповку, плетение, лепку. Другими словами, это операции, при которых желаемая форма изделия получается в результате заполнения полости, которая придаёт форму заготовке.

4. Присоединение частей. Сюда входят такие операции, как сваривание, склеивание, пайка и сборка.

5. Изменение состояния. К нему относят термическую обработку, полимеризацию, обжиг. К термической обработке, в свою очередь, относят закалку, отжиг, отпуск.

6. И последний технологический процесс, который, кстати, появился сравнительно недавно – это присоединение на микроуровне. Сюда относят химико-термическую обработку покрытия, компактирование металлопорошков, окрашивание и выращивание кристаллов.

Нам с вами встретилось незнакомое название – компактирование металлопорошков. Согласно свободной интернет-энциклопедии Википедия, это принудительное уплотнение наноструктурированных материалов различными методами.

Каждая из этих обработок материала прошла огромное количество изменений. Например, обработка материалов путём резки прошла путь от ножа до лазера.

Давайте заглянем в обычный цех современного машиностроительного завода. Здесь наряду с обыкновенными токарными, сверлильными и фрезерными станками стоят установки, на которых металл режется с помощью струи газа или плазмы. Или с помощью электрических разрядов и лазерного луча.

А давайте подумаем о том, какова причина появления новых технологий. Ведь уже очень давно был внедрён автогенный способ резки металла. Дело в том, что развитие, к примеру, машиностроительных технологий привело к возникновению необходимости в деталях, которые или очень сложно, или вообще невозможно получить традиционными процессами обработки материалов резанием. К таким деталям относятся те из них, которые изготовлены из материалов с высокой твёрдостью и прочностью. И сюда же можно отнести детали со сложными отверстиями и наружными поверхностями.

Однако сегодня появляется необходимость в деталях, которые сложно изготовить даже современными технологиями резки. Именно это и заставляет инженеров искать новые методы металлообработки, основанные на совершенно других физических и химических явлениях. А значит, появлению этих методов должны сопутствовать научные открытия. В данном случае эти методы называют наукоёмкими технологиями.

Обладания даже самой современной технологией обработки материалов недостаточно для успешного развития предприятий, потому как часто их использование ведёт к удорожанию выпускаемой продукции. Иногда даже бывает экономически выгодным использование устаревших технологий. Перед использованием современных технологий на предприятии необходимо учитывать целый ряд сопутствующих факторов.

Предположим, на небольшое предприятие поступил заказ на выпуск скейтов для пальцев.

Чтобы их изготовить, необходимо заказать заготовки определённой формы. Посовещавшись с коллегами по работе, директор остановился на трёх вариантах выполнения заказа.

1. Взять заготовку стандартного размера, однако это приведёт к тому, что в результате выполнения заказа останется много отходов и возникнет проблема их вторичного использования или утилизации.

2. Можно заказать заготовки необходимой длины и ширины. Это, конечно, удобнее, но приведёт к удорожанию продукции.

3. Самостоятельно сделать заготовки нужного размера, но для этого необходимо будет докупить надлежащее оборудование, что потребует денежных средств.