铸造生产技术发展趋势（共8篇）
铸造生产技术发展趋势 篇1
国内汽车发动机缸体铸件铸造技术发展趋势 吴殿杰
（机械工业第九设计研究院有限公司）
提要：介绍了国内发动机缸体铸造工艺和生产设备情况，同时指出了缸体铸件的熔炼、造型、清理等铸造技术的发展方向，特别介绍了代表未来先进水平的铝镁合金压铸技术、计算机模拟技术和快速成形技术的研究应用情况。
关键词：汽车发动机；缸体；铸造技术；发展趋势；铸件 1国内车用发动机市场需求
我国汽车产业近年来发展迅速，主要汽车企业（集团）2011年年底形成整车产能1 841万辆，相应发动机产能已达到年产1 671万台。随着社会经济快速发展和人民生活水平不断提高，我国汽车国产化进程不断加快，汽车消费需求旺盛，汽车保有量保持快速增长趋势。2006年至2010年，汽车保有量年均增加951万辆；据分析，目前中国的汽车保有量为7 000多万辆，到2020年将达到2亿辆，也就是每年将净增1 300万辆，考虑到汽车报废等因素，每年净增量将在2 000万辆左右。巨大的汽车市场保有量，必将促进汽车发动机缸体市场的大发展，表1为2007~2020年国内汽车发动机缸体铸件生产及预测情况。2国内发动机缸体铸件铸造工艺及生产设备 2.1熔化工艺和设备
缸体铸造所用的熔炼设备大多为冲天炉—中频感应炉双联熔炼，也有采用中频感应炉—中频感应炉双联熔炼，而使用变频感应炉作为保温炉的企业亦在不断增加。为了节能和环保，部分企业的冲天炉采用水冷热风除尘方式，用具有高发热值的铸造焦取代冶金焦，以提高铁液温度，保证铁液质量，增强熔化效率。一汽铸造公司的冲天炉熔化过程控制采用微机等集散式控制系统，冲天炉熔炼铁液的检测采用测温仪、碳当量检测仪和化学成分直读光谱仪等。从掌握的汽车行业铸造厂资料来看，哈尔滨东安机械厂、上汽通用和安徽奇瑞等许多车间的熔化设备多数以中频炉为主。当然，熔化设备的选择主要考虑当地的能源供应状况；但从熔炼质量看，这些熔炼设备都能满足供货需求，与世界先进水平基本接近。随着工业废钢的生产量增加，国内已经采用以废钢增碳的熔化工艺来生产缸体等薄壁高强度合金铸铁件，这为提高铸件质量和稳定生产提供了可靠的保证。一汽铸造公司使用国产10 t中频熔化炉，采用废钢增碳熔化技术生产高强度灰铸铁，铸件各项指标均达到国际同类水平，抗拉强度达230-320 MPa，硬度达180-220 HB，内腔清洁度要求小于3 000 mg。
总之，国内熔化设备的水平不断提高，不论是冲天炉还是电炉，均已接近世界先进水平。关键的电器控制元件引进后，电炉产品的总体水平已满足生产要求，熔化效率都有提高，但在运行过程中仍会出现小问题，有待设备生产厂家进一步降低设备故障率。
目前，大批量流水线生产的汽车铸造行业采用大吨位中（变）频炉熔化也是一种趋势。如安徽芜湖奇瑞60万台发动机缸体铸造及原一汽大宇发动机有限公司铸铁厂（现为上海通用烟台动力）熔炼炉和保温炉全部采用美国应达8 t容量的中频炉和20 t容量的保温炉。近10年来，随着静态变频装置的发展，其效率和安全性能不断提高而投资呈逐年下降的趋势，使得铸造厂采用中频感应电炉来代替工频感应电炉熔炼铁合金和非铁合金变得越来越普遍。目前，国内几乎停止制造工频坩埚式感应电炉。另外，采用高功率密度的中频感应电炉的熔化时间较工频炉大大缩短，常见配置见表2。表2中（变）频电源与电炉的配置方式 2.2造型工艺和设备
缸体是发动机上最关键、最复杂的铸件，其壁厚最薄处往往不到3 mm，缸体铸件生产应用最广的仍然是湿型粘土砂，具有成型性能好、能耗低、噪音小、污染少、效率高、运行可靠等优点的静压造型线及气冲造型线使用较为广泛。近年来，国内外造型线制造厂家对造型机的不断改进，先后已出现气冲加压实、气流增益气冲加压实、静压加压实、主动多触头压实、成型挤压等加砂方式，砂型硬度更加均匀化，成为缸体铸件生产首选的造型设备。另外，对于发动机缸体铸件年产量万台左右的厂家，如潍柴四川柴油机厂和康明斯四川五粮液等大中型柴油机缸体铸造企业，均采用pepset自硬砂工艺和三乙胺冷芯盒工艺，这也是节能低碳的最佳选择。国内清华大学、济南铸锻所等早已研制静压造型线，苏州铸造机械厂和保定维尔的静压造型线以及无锡华佩线已有数条投入使用，但他们在整线性能和铸型质量一致性方面还显得不足。因此，国内汽车铸件生产所用造型线多以进口为主，济南铸造锻压机械研究所捷迈铸造工程公司为扬动股份有限公司提供了一条砂箱尺寸为1 000 mm×750 mm×320 mm的静压造型线，该线主机选用德国HWS公司的静压造型机，辅机由国内提供，是国内单主机布线生产率最高的造型线，代表了当今世界的最高造型技术水平。气冲造型问世几十年，其技术发展也在不断提高和进步，与其它现代化湿型砂造型方法一样，都是追求提高砂型紧实的均匀性，从而保证砂型表面光洁，尺寸精确，内部致密。为保证这一点，国外近几年又有了新发展，见表3。表3国外造型线发展趋势 2.3制芯工艺和设备
目前，国内汽车铸造厂缸体生产所用砂芯如水套砂芯、曲轴箱砂芯、缸筒与顶端砂芯、前后端面砂芯等依各厂条件不同，分别采用冷芯盒制芯、热芯盒制芯或覆膜壳芯制芯。冷芯盒工艺因其芯砂流动性、溃散性、生产率、节能和砂芯精度优于其它制芯工艺，在国内汽车发动机缸体铸造行业得到广泛应用。从今后趋势看，其应用范围将不断扩大。
另外，采用锁芯工艺，利用砂芯上开设的工艺孔，二次填砂固化，使多个砂芯组合为一个整体组合砂芯，然后整体涂料、烘干，这样铸件尺寸精度可大大提高，总体尺寸误差不超过0.3 mm。多数厂家采用计算机控制的“制芯中心”使全部制芯过程实现自动化。
制芯等设备主要有德国兰佩冷芯制芯机、西班牙洛拉门迪制芯中心、日本浪速等，国产热芯设备有单工位、两工位、四工位等，壳芯设备有K763/874壳芯机等，可满足复杂、薄壁、高精度铸件对砂芯质量的要求。2.4砂处理工艺和设备 2.4.1粘土湿型砂处理
砂处理工艺对铸件产量和质量至关重要。在大批量流水线生产条件下，型砂周期循环使用，国内汽车行业都非常重视反复使用过程中型砂性能的变化规律，力求选择好的砂处理工艺流程，并采用逐级多点检测和自动控制。随着高压、气冲及静压造型工艺对型砂要求严格性的不断提高，相当多厂家进口了大容量高速混砂设备，如一汽二铸厂采用2套200t/h砂处理单元，分别都配有美国国家工程公司辛普森22G高效混砂机和连续双盘冷却器，整个系统配有各种检测仪器，通过中央控制室模拟控制；哈尔滨东安发动机公司和天津内燃机厂等引进日本新东公司SSD型砂处理系统，回砂采用测温加水（MIA）和测湿加水（MIC）装置以及型砂成型性控制仪，配以先进的检测系统，通过自动化监控向静压造型线提供合格的型砂；上海通用、烟台动力、安徽奇瑞等公司采用塔式结构的砂处理单元，使用国外公司的高效混砂机，旧砂冷却系统以及计算机控制系统，并将旧砂破碎、磁选、筛分、增湿冷却、辅料定量、混砂等工艺布置在24 m×24 m×25 m左右的空间内，这也是目前国外较先进的布置形式。
常州法迪尔克公司开发的MXC 30~120 t/h系列变频式冷却混砂机实现了混砂机创新性的突破，在沈阳华晨、常柴股份等20余家发动机铸造厂得到推广。其砂处理系统布置简单，减少了设备、厂房的基础投入；采用调速变频，降低能耗，型砂混制更均匀；充分发挥膨润土的效率，降低加入量，有效控制型砂温度。表4为部分铸造公司选用的砂处理设备参数。表4部分铸造公司选用的砂处理设备参数
2.4.2粘土湿型砂旧砂（混合型旧砂）热法再生处理线 国内一些汽车发动机铸造厂由于使用砂芯数量较多，落砂时有大量溃散砂芯（这些砂芯几乎都是树脂砂芯）流入到旧砂中，使旧砂量远远超过砂系统的容纳量，迫使必须抛弃大量的旧砂以保持砂处理系统平衡，在所抛弃的旧砂中，不仅有芯头、清理的废砂以及除尘细粉，还有许多落砂时不易破碎的型砂块，形成混合型旧砂。如果把这种混合型旧砂作为废砂（废弃物）抛弃，不仅造成了资源浪费，而且废弃旧砂堆放既占场地，又污染环境，还需大量的运输费用。为减少这类混合型旧砂的产生，有的发动机缸体铸造厂采用热法再生：如哈尔滨东安汽车发动机公司引进意大利的热法再生设备已在生产中应用；一汽铸造公司引进日本热法再生和机械再生结合技术，处理芯砂和型、芯砂混合砂已在生产中得到应用。粘土湿型旧砂再生技术的应用近年来有了突破，实践证明湿型粘土旧砂经热法再生后的LOI值、热膨胀率、发气量、角形系数及灰分含量等指标都优于新砂。但就目前国内铸造行业现状而言，粘土湿型砂热法再生技术的推广仍不如预期的那么广泛，仅有宜宾五粮液康明斯发动机缸体铸造厂以及东风、一拖等大型铸造厂、长三角地区的吴江、昆山等地建有热法焙烧炉用于旧砂再生。最近国外流行一种集铸造与热处理于一体，即落砂、再生和热处理三合一的工艺，国内已陆续有一些采用自硬砂工艺生产铝缸体的铸造厂在落砂清理工序中推广这种工艺。在焙烧炉中，砂型和砂芯的树脂粘结剂所含有的许多能量在与炉中高温及富氧气氛接触燃烧后会被释放，而伴随着粘结剂的燃烧，砂型和砂芯中的型砂就会散落下来。炉顶安装的轴流风扇产生的高速气流向下吹向缸体铸件，将散落的型砂带向炉底。高速气流流过不规则形状的缸体铸件会产生压差，这种压差引起铸件内部和外部的气流扰动，从而将松动的型砂带走。与此同时，高速风扇也使炉内气流分布达到最佳状态，从而使炉内温差保持在很小的范围内。铸件从清洁铸造三合一系统出来后，在完成了固溶热处理的同时，型砂和芯砂都已去除干净。型（芯）砂在漏斗形炉底上被收集在一起。炉底装有流态床，用于对型（芯）砂进行最后清理。粘结剂残留的微粒被分离并被排放。型（芯）砂在炉内被完全再生，经过气力输送到造型、制芯工部。炉内废气集中排放，通过旋风分离器、灼烧器、换热器，最后经过袋式过滤除尘器，清洁后的气体才被排放到大气。
总之，新建铸造工厂必须考虑旧砂再生处理；对已建成投产的铸造工厂，可增加旧砂再生，或将旧砂集中到就近专业处理工厂再生后使用。这已经是一种发展趋势，是国家节能减排、可持续发展的需要。2.5清理工艺和设备
目前，缸体铸件经去除浇冒口后，在清理线上打磨外表面，然后进入鼠笼式抛丸室清理，已是一种常规工艺。生产多品种缸体时，部分厂家采用夹持式高效抛丸清理机进行抛丸。普遍采用各种自动化和机械化专用清理线和高效缸体鼠笼抛丸机以及机械手对缸体进行整体清理，然后用手工对缸体逐个精整及吹净水套内腔残留物。经尺寸检查，气密性试验，铣加工定位点及终检后，进行涂漆或其它防锈处理，成为合格缸体铸件。以钢丸代替铁丸进行抛丸清理，采用机器人分拣缸体铸件，采用浇冒口去除机去除浇冒口以及采用X射线和超声波探伤仪检验内部缺陷等方法已为越来越多的厂家采用。天津丰田等铸造厂都对金属炉料进行抛丸、破碎、净化和称量，以提高熔化效率和铁液质量。表5为国内现有抛丸清理设备的主要技术参数。2.6检测技术和装备
国内大批量生产发动机铸件的厂家都拥有先进的检测仪器和严格的质量保证体系。一般都采用先进的直读光谱仪和红外碳硫仪进行成分检测与控制，利用先进的电子金相显微镜进行精确的金相组织分析，先进的电子拉力试验机可以进行各种金属材料的拉伸、压缩、弯曲等试验，采用三坐标测量机对缸体铸件、模具、芯盒进行自动精确测量，检测水平一直在国内同行业中领先。表6为某铸造厂铸件检测设备及其主要技术参数。
2.7压铸工艺和设备 2.7.1铝合金压铸件
随着人们对环保、轻量化的要求日益提高，汽车发动机缸体逐渐转向采用压铸生产。
目前，发展迅速的有广州东风本田发动机公司、重庆长安汽车集团、长安铃木汽车公司、上海乾通汽车附件公司（3 550 t/年）、乔治费歇尔（苏州）有限公司以及哈尔滨东安动力公司等；此外，长春一汽集团（2 700 t/年）、重庆渝江压铸集团、宜兴江旭铸造公司（3 200 t/年）、广东鸿图科技公司（3 000 t/年）、宁波合力模具科技公司、徐航压铸有限公司、重庆渝美合资公司、重庆蓝黛实业公司以及高要鸿泰精密压铸有限公司等均引进大型压铸机自动生产线生产发动机缸体等铝合金压铸件。由传统铸造方法转向压铸法生产铝合金汽车缸体已经成为一个发展趋势，仅2008一个，国内不同厂家从布勒公司引入了7条2 700 t级别的铝合金发动机缸体生产线。由此可见，我国汽车缸体压铸生产规模在逐步扩大，生产水平也在不断提高，预计在今后铝合金发动机缸体的比例将达到60%~75%。
铝合金缸体压铸工艺如下：熔化采用快速集中熔炼炉，熔化能力一般为1 500~2 000 kg/h，以洁净能源天然气作燃料，控温精度±5℃，炉衬寿命长。大型压铸机选用铝合金定量保温炉，可以在压铸过程中缩短定量循环时间，降低能耗、减少废品率，从而降低成本。压铸机采用压铸岛单元式布置，每台压铸机需要完成铝液精炼、浇注、压铸、取件、冷却、切边、铣浇口、初打磨、检验（在线检测）和装筐等工序，然后进行时效、抛丸、精打磨等后续工序，最后入库。
大型压铸机单元采用取件机械手和喷涂机械手。全自动压铸机采用计算机管理系统实现整个压铸过程检测、存储、计算和记录；强化和提高质量控制手段和检测水平，采用专用真空直读光谱仪对铝合金成分进行快速分析，采用进口仪器对铝液的含氢量、非金属夹杂物、熔渣和铝密度进行检测。
随着压铸工业中一些高新技术的不断出现，如两模板压铸机的应用；采用铝合金390的整套压铸技术压铸出全铝气缸体，摒弃了原来铝合金压铸气缸体中缸筒内铸入铸铁套的方法。近年来，铝合金压铸的柴油发动机壳体已经问世，这是压铸件进入柴油发动机领域的前奏。另外，压铸充型过程理论水平将逐步提高，生产技术也将不断改进；压铸工艺参数的检测技术将不断普及和提高；压铸生产过程中自动化程度逐步完善，并日益普及；电子计算机技术的应用更加广泛和深入；大型压铸件的工艺技术逐步成熟。此外，已研究出各种消除气孔缺陷的工艺方法，如真空压铸、ACRAD压铸（精速密Accurate Rapid Dense）、充氧压铸、匀加速的慢压射技术、局部加压技术等；更有挤压铸造和半固态成型（含流变成型与触变成型）等技术。所有这些，无疑给压铸法注入了新的活力，进而使生产具有高强度、高致密度、可热处理、可焊接等特性的压铸零件成为可能。2.7.2镁合金压铸件
发动机缸体采用镁合金压铸件以实现汽车轻量化也呈不断扩大势态，2010年全国汽车达到1 806万辆时镁合金使用量为6.13万t（仅限于汽车变速箱壳体、制动壳体和方向盘等），这标志着中国镁合金压铸工艺技术正在向国际水平推进。
目前，镁合金的应用已引起我国科研部门的高度重视，早在国家“十五”科技攻关计划中，镁合金项目已被列为重大专项。国内部分企业，如吉利在2007年已经实现了汽车减重10%~14%的初期目标。其轻量化目标是在发动机上全面实施铝镁合金化。乔治费歇尔（苏州）在供应奇瑞和长城等铝合金发动机缸体基础上，正在考虑镁合金发动机缸体压铸项目投产。
汽车镁合金压铸件“入门”要求很高，必须取得一系列的质量体系认证以及生产环境认证，通常包括：ISO9002、QS9000、TS16949等质量体系认证。大型镁合金压铸件生产具有一定的技术难度，这也是需要投入大量人力财力的。由于以上多种因素，向镁合金压铸领域投资应持积极审慎态度，并采取正确的投资策略。2.8发动机缸体凝固模拟软件的应用 目前，国内部分汽车铸造厂家采用凝固模拟软件对发动机缸体铸造过程进行仿真模拟，使整个铸造过程清晰明了地表现出来，以提高铸件的质量及降低成本。
例如，亚新科国际铸造（山西）有限公司的缸体、缸盖铸件在现实生产中经常出现在缩松、渗漏缺陷，如TC6112缸体的渗漏比率高达30%~50%，造成巨大损失。通过使用国内外最先进的模拟凝固软件对产品的浇注状况进行分析；通过UG建立各种设计方案的三维模型，再利用Patran建立它们的有限元模型，然后对各种方案充型过程和凝固过程进行数值模拟。主要模拟了发动机缸体充型过程的速度场与温度场、凝固过程的温度场，以及对可能产生缩孔、缩松等缺陷的区域进行预测。完成模拟后，对各种浇注系统设计方案的充型、凝固过程及缩孔、缩松等缺陷的预测进行了对比分析，从模拟结果中得出最佳的工艺方案。目前ProCAST、Anycasting、CAStsoft CAD/CAE、ABAQUS、华铸CAE铸造模拟凝固软件、INTECAST凝固模拟软件、FT Star凝固模拟软件和SRIFCast充型凝固模拟软件等相继开发，模拟软件在发动机缸体铸造方面的开发应用呈不断扩大趋势。2.9快速成形制造技术的应用
快速成形制造技术又称为快速原型制造技术，它包括立体光刻技术、分层实体制造技术、选择性激光烧结技术、熔融沉积技术、三维印刷技术、热塑性材料选择性喷洒和无模型树脂砂型快速制造工艺等成型方法，集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果，是先进制造技术的重要组成部分。
与传统制造方法不同，快速成型从零件的CAD几何模型出发，通过软件分层离散和数控成型系统，用激光束或其它方法将材料堆积而形成实体零件，所以又称为材料添加制造法。由于它把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加，因而可以在不用模具和工具的条件下几乎能够生成任意复杂形状的零部件，极大地提高了生产效率。与数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模等制造手段一起，快速自动成型已成为现代模型、模具和零件制造的强有力手段，是目前适合我国国情的实现金属零件的单件或小批量敏捷制造的有效方法，尤其在汽车发动机缸体铸件等领域已得到了应用。例如，选区激光烧结与铸造技术结合，可有效地应用于发动机设计开发阶段中样机的快速制造，保证产品开发速度，提高产品的开发质量，大大降低开发成本，推动产品早日进入市场。国内已经开发出V8发动机的缸体熔模，利用选区激光烧结成型技术直接制作蜡模，无需开模具，因而大大节省了制造周期和费用，其成型时间为42 h，铸造周期20天。如果按传统制作方法开模具制造，至少需要6个月的时间，费用上百万。此项技术为客户节省大量的时间和开发成本。
汽车发动机缸体的铸造生产中，模板、芯盒、压铸模的制造往往采用机加工的方法完成，此过程不仅周期长、耗资大，而且从模具设计到加工制造是一个多环节的复杂过程，其模具的制造过程极其复杂，开发周期长，研发成本大。不能适用于当前迅速响应市场的需求，而快速成型技术恰好满足了汽车发动机快速制造的要求。采用该技术与传统铸造相结合的方法能够非常迅速地实现从设计到产品的过程，减少中间环节，加快产品投放市场的速度，节省开发成本。例如用激光烧结的方法制作砂型，首先要根据零件的三维CAD模型设计出组合砂型模型。为了与以后的批量生产工艺靠近，砂型模型应尽量与通过模具制作的砂型模型保持一致，将砂型模型的各部分经过软件的分层处理转换为快速成型设备的加工文件，就可以进行激光烧结成型了。如北京某技术中心开发的快速成型用的树脂砂与通常使用的热固化树脂砂极为相似，只不过对粒径分布和形态，树脂成分及表面处理等方面有更严格的指标。成型时的层厚一般为0.2 mm，精度可控制在±0.25 mm以内。由于激光扫描的速度很快，树脂在成型时不能达到完全固化。成型后将未烧结的浮砂清除后，砂型一般要放到加热箱中进行二次固化。经二次固化后的砂型可达到与射芯机制得的砂型相同的性能。由于发动机的部件大多采用砂型铸造，因此快速砂型铸造已成为发动机样机试制的最常用和最有效的方法。山东省汽车零部件快速设计制造工程技术研究中心为某汽车厂采用快速铸造方法生产的四缸发动机的蜡模及铸件，按传统金属铸件方法制造，模具制造周期约需半年，费用几十万。用快速铸造方法，快速成型铸造熔模3天，铸造10天，使整个试制任务比原计划提前了5个月。
国内华中科技大学已经研制出了世界最大成型空间为1 200 mm×1 200 mm的基于粉末床的激光烧结技术快速成型装备。据悉，已有200多家国内外用户购买和使用这项技术及装备，为我国关键行业核心产品的快速自主开发提供了有力手段。我国一些铸造企业应用该技术后，将复杂铸件的交货期由传统的3个月左右缩短到10天左右。我国发动机制造商将大型六缸柴油发动机的缸盖砂芯研制周期由传统方法的5个月左右缩短至一周左右。3结束语
随着清洁化、节能化、轻量化以及智能化理念的不断拓展及不断成为发动机缸体铸造行业的研发重点，低碳排放、节能低污染、可再生循环利用及可持续发展的发动机缸体绿色铸造工艺和技术装备将呈现在世人面前。
铸造生产技术发展趋势 篇2
以强韧化、轻量化、精密化、高效化为目标, 开发铸铁新材料;重点研制奥贝球墨铸铁 (ADI) 热处理设备, 尽快制定国家标准, 推广奥贝球墨铸铁新技术 (如中断热落砂法、中断正火法等) ;开发薄壁高强度灰铸铁件制造技术、铸铁复合材料制造技术 (如原位增强颗粒铁基复合材料制备技术等) 、铸铁件表面或局部强化技术 (如表面激光强化技术等) 。
研制耐磨、耐蚀、耐热特种合金新材料;开发铸造合金钢新品种 (如含氮不锈钢等性能价格比高的铸钢材料) , 提高材质性能、利用率、降低成本、缩短生产周期。
开发优质铝合金材料, 特别是铝基复合材料。研究铝合金中合金化元素的作用原理及铝合金强化途径。研究降低合金中Fe、Si、Zn含量, 提高合金强韧性的方法及合金热处理强化的途径。
2 铸造原辅材料
建立新的与高密度粘土型砂相适应的原辅材料弦系, 根据不同合金、铸件特点、生产环境、开发不周品种的原砂、少无污染的优质壳芯砂, 抓紧我国原砂资源的调研与开发, 开展取代特种砂的研究和开发人造铸造用砂;将湿型砂粘结剂发展重点放在新型煤粉及取代煤粉的附加物开发上。
开发酚醛一酯自硬法、CO, 一酚醛树脂法所需的新型树脂, 提高聚丙烯酸钠一粉状固化剂一CO, 法树脂的强度、改善吸湿性、扩大应用范围;开展酯硬化碱性树脂自硬砂的原材料及工艺、再生及其设备的研究, 以尽快推广该树脂自硬砂工艺;开发高反应活性的树脂及与其配套的廉价新型温芯盒催化剂, 使制芯工艺由热芯盒法向温芯盒、冷芯盒法转变, 以节约能源、提高砂芯质量。
加强对水玻璃砂吸湿性、溃散性研究, 尤其是应大力开发旧砂回用新技术, 尽最大可能再生回用铸造旧砂, 以降低生产成本、减少污染、节约资源消耗。
开发树脂自硬砂组芯造型, 在可控气氛和压力下充型的工艺和相关材料, 加强国产特种原砂与少无污染高溃散树脂的开发研究, 以满足生产薄壁高强度铝合金缸体、缸盖的需要。提高覆膜砂的强韧性, 改善覆膜砂的溃散性, 改善覆膜砂的热变形性, 加快覆膜砂的硬化速度。
建立与近无余量精确成形技术相适应的新涂料系列--大力开发有机和无机系列非占位涂料, 用于精确成形铸造生产。对单件小批量生产精密铸件用的金属型、热芯盒及模具等开发自硬转移涂料, 对精密砂芯开发微波硬化的转移涂料, 为提高汽车缸体缸盖重FOUNORY VOI 54NO 3要铸件内腔尺寸精度和表面质量, 解决铸钢件壳型铸造中粘砂、表面粗糙等问题, 推广非占位涂料或高渗透、薄层涂料技术与覆模砂技术的结合应用。
大力开发满足树脂砂机械化流水线生产优质钢铁铸件用的流涂、浸涂涂料和设备, 开发能控制冷却速度、提高轻合金质量、减少脱模 (芯) 阻力、提高生产效率的金属型系列涂料, 开发能阻隔树脂砂型 (芯) 中有害气体侵入铸件抑制气孔裂纹等缺陷的烧结屏蔽型涂料 (如防渗碳、渗硫涂料) , 开发适应于粘土型砂的湿型喷涂涂料。
3 合金熔炼
发展5t/h以上大型冲天炉并根据需要采用外热送风、水冷无炉衬连续作业冲天炉;推行冲天炉一感应炉双联熔炼工艺;广泛采用先进的铁液脱硫、过滤技术 (开发烧结温度低、烧结时间短的新型低成本泡沫陶瓷过滤器、适用于各种活性合金、高温物化性能稳定的新型泡沫陶瓷过滤器、适用于熔模铸造、金属型铸造等特种铸造工艺的异形泡沫陶瓷过滤器、深入研究泡沫陶瓷过滤器的过滤净化机制和对金属凝固过程的影响机制、系统研究泡沫陶瓷过滤器的应用技术, 包括孑L径和厚度的选择、安放方式和浇注系统的设计、浇注温度和速度及金属液压头的控制等、开展泡沫陶瓷过滤器的系列化和标准化工作) 、配备直读光谱仪、碳当量快速测定仪、定量金相分析仪及球化率检测仪, 应用微机技术于铸铁熔体热分析等。推广冲天炉除湿送风技术, 冲天炉废气利用, 消除对环境的污染, 提高铁液质量。
采用氩气搅拌、钙线射人净化、AOD、VOD等精炼技术, 提高钢液的纯净度、均匀度与晶粒细化程度, 减少合金加入量, 提高铸件强韧性, 减轻铸件重量与降低废品率。
铝合金铸件生产中, 着重解决无污染、高效、操作简便的精炼技术、变质技术、晶粒细化技术和炉前快速检测技术, 针对不同牌号、不同用途的合金.采用计算机数值模拟技术研究固溶、时效处理工艺参数的优化, 以发挥材料潜能、提高材料性能。引进和消化RID、FI等先进精炼技术, 提高铝合金熔炼水平。
深入研究镁合金熔炼工艺, 加强镁合金熔炼用无污染高效溶剂的系列化商品化开发, 强化高纯铸造镁合金材料、镁一稀土耐热铸造镁合金材料及镁基复合材料的铸造、回收、重熔技术的开发, 进一步加强镁合金压铸、挤压铸造技术的研究和开发, 以适应我国汽车业快速发展的需求。
完善钛合金熔炼设备、解决铸型材料现存问题, 开展真空下铸型加热方式及铸型预热温度对铸件质量影响的研究、真空熔炼下合金元素挥发行为及对合金成分影响的研究、杂质元素对钛铸件质量影响的研究、不同合金不同条件下熔铸工艺参数的优化研究、钛合金熔模铸造材料和工艺的研究、热等静压及铸件焊补工艺的研究。
4 砂型铸造
大力改善铸件内在、外部质量 (如尺寸精度与表面粗糙度) 、减少加工余量, 进一步推广应用气冲、高压、射压和挤压造型等高度机械化、自动化、高密度湿砂型造型工艺是今后中小型铸件生产的主要发展方向。采用纳米技术改性膨润土, 或采用在膨润土中加助粘结剂技术来提高膨润土质量, 是推广应用湿型砂造型工艺的关键。
开发三乙胺冷芯盒法抗湿性及抗铸件脉纹技术, 以节约粘结剂、减少污染、减少铸件缺陷、降低生产成本。
改进和提高垂直分型无箱射压造型机和空气冲击造型机的性能、控制系统的功能, 同时对造型线辅机应按通用化、系列化原则进行开发, 提高配套水平。抓紧开发适合于形状复杂模样造型或多品种批量生产所需要的个性化、实用型气流一压实造型机。提高砂处理设备的质量、技术含量、技术水平和配套能力, 尽快填补包括旧砂冷却装置和适于运送旧砂的斗式提升机在内的技术空白, 努力提高砂处理系统的设计水平。
研制多样化、使用效果好、寿命长的树脂自硬砂成套设备, 增加品种提高性能。
着重开发冷芯盒射芯机系列产品及芯砂混制和送铸造张立波等:中国铸造新技术发展趋势砂设备。
建立抛丸设备试验基地, 对抛丸器、丸砂分离及降躁声装置等进行系统研究开发, 研制技术性能和技术含量高的抛丸清理机。
优先推广树脂自硬砂、冷芯盒自硬工艺、温芯盒法及壳型 (芯) 法;开发无或少污染粘结剂、催化剂、硬化剂及配套的防污染技术, 开发能消除树脂砂铸件缺陷的材料和树脂砂复合技术。推广新型酯硬化改性水玻璃砂在大、中型铸钢件上的应用, 以逐步淘汰粘结强度低、水玻璃加入量大、型砂溃散性差的CO, 一普通水玻璃砂的硬化工艺。
开发精确成形技术和近精确成形技术, 大力发展可视化铸造技术, 推动铸造过程数值模拟技术CAE向集成、虚拟、智能、实用化发展;基于特征化造型的铸造CAD系统将是铸造企业实现现代化生产工艺设计的基础和前提, 新一代铸造CAD系统应是一个集模拟分析、专家系统、人工智能于一体的集成化系统。采用模块化体系和统一数据结构, 且与c AM/c APP/ERP/RPM等无缝集成;促使铸造工装的现代化水平进一步提高, 全面展开CAD/CAM/CAE/RPM、反求工程、并行工程、远程设计与制造、计算机检测与控制系统的集成化、智能化与在线运行, 催发传统铸造业的革命性进步。
摘要：本文从铸造合金材料、铸造原辅材料、铸造合金熔炼、砂型铸造几个方面概括描述了近期可以看到的中国大陆铸造技术的发展趋势。
关键词：中国铸造,铸造技术,铸造合金,铸造原辅材料,合金熔炼,砂型铸造
参考文献
[1]孙国雄, 周荛和.铸造行业可持续发展宏观战略[J].铸造, 1999, (sI) :l.[1]孙国雄, 周荛和.铸造行业可持续发展宏观战略[J].铸造, 1999, (sI) :l.
[2]李新亚, 李宝东, 祝强.铸造行业国内外生产技术现状及发展方向[J].铸造, 1999, (s1) :3.[2]李新亚, 李宝东, 祝强.铸造行业国内外生产技术现状及发展方向[J].铸造, 1999, (s1) :3.
中国精密铸造技术的发展与突破 篇3
于上世纪五六十年代开始，国内企业纷纷将精密铸造应用于工业生产。其后这种先进的精密铸造工艺得到巨大的发展，相继在航空、汽车、机床、船舶、内燃机、气轮机、电讯仪器、武器、医疗器械以及刀具等制造工业中被广泛采用。
中国精密铸造行业的发展现状
在整个精密铸造行业国际市场中，欧美在世界精密铸造市场中一直处于主导地位，2006年北美占53％，欧洲占20％，亚洲占22％（中国占5.7％），其他地区占5%。欧洲和北美精密铸造主要是高附加值产品，2006年精密铸造产值总量为78亿美元，其中高附加值产品占74％，汽车件占10％，其他件占16％。
中国精密铸造近10年来得到较大发展，在中国大陆，已经建立起完善的精密铸造生产体系，原材料、设备、技术等保障完备。由于历史发展的原因，在中国大陆存在针对不同质量要求而采取的不同工艺手段。首先是水玻璃工艺，发展较早，技术也比较成熟，在大陆有1000多家生产厂点。该工艺由于价位低廉，在生产一些质量要求低的精密铸件方面具有很强的竞争力。而在国际通用的硅溶胶或硅酸乙酯工艺方面，由于引进技术以及大陆同业人员的不懈努力，目前已经成为国际上重要的铸件出口地。生产企业近400家，年出口超过4亿美元。2001年总产量达到27.5万吨，总产值约47.9亿元，占世界总产值的7.5％。然而中国精密铸造高温合金和有色合金所占比例非常小,在有色金属铸造工艺中，与工业发展国家相比还存在着很大的差距。合金铸件在外观质量和内在质量上都存在差距，加工余量大，废品率高，合金利用率低。同时由于生产方式和工艺装备的落后，对生产过程中产生大量的有害气体，缺乏有效环保措施，严重污染了环境。
21世纪精密铸造技术的改革和突破
快速自动成型（Rapid Prototyping）技术是近年来发展起来的直接根据CAD模型快速生产样件或零件的成组技术总称。自从快速自动成型问世后，国外就很重视其与传统精密铸造技术相结合，继而产生了快速铸造。快速成型技术在精密铸造中的应用，解决了传统方法的蜡模制造瓶颈问题，可谓21世纪精密铸造技术中的一项重大突破。一些著名的高校如麻省理工学院、得克萨斯大学和一批研究机构从政府和工业界取得了大笔开发、研究经费，用于这项技术的进一步研究。各大公司纷纷购入成型机，以满足争分夺秒的市场需求。日本、德国、英国等都在研究新的成型技术，开发新产品。而我国在这方面的经费投入和技术研究明显不足。
我国在精密铸造技术
发展中存在的问题及若干建议
从总体上看，目前我国的精密铸造技术还处于较低的水平，在铸件复杂程度以及质量水平方面，在技术的成套性、商品化以及机械化自动化程度等方面与先进工业国还有较大的差距。先进的工业国家已经进行产品的结构调整，从低价位、劳动密集型的产品向高附加值产品转移，而中国大陆目前仅在低价位市场具有竞争优势。就我国目前在精密铸造技术发展中存在的主要问题以及今后的发展提出以下三点建议。
(1) 重视和提高对精密铸造技术的基础研究工作，加大投入，提高研究水平。目前，普遍存在着急功近利的指导思想，工厂本着“拿来主义”，希望花钱买人家的现成技术，而针对产品对象的先期工艺论证，甚至必要的工艺试验是不可缺少的，不愿意在这方面有所付出，往往造成生产线建成后，难关久攻不克，从而导致失败。
（2）必须重视人才引进，与国际技术接轨，从而培养对市场的快速应变能力，以速取胜。德国大众汽车公司为了论证该厂铝合金缸体采用消失模铸造的可行性，组织了9个高等学校的专家投资近600萬马克，取得了很有价值的数据和结论，为EPC生产线的设计和建造打下了扎实的技术基础。
CAD技术发展趋势 篇4
CAD软件是产品创新的工具，既为工具，则务求易学好用、得心应手，形成一个友好的、具有某种智能化的工作环境。这样的工作环境可以开拓使用者的思路，解放其大脑，让其集中精力于设计创作，而并非软件的操作次序或使用规则。
1.智能化的图标菜单
多层次的弹出式或下拉式菜单已不能满足使用者的需求。良好的菜单结构可以使设计周期提前20%～50%。智能化的图标菜单结构是CAD软件今后的发展趋势。
好的菜单结构是：用户在图形操作区和菜单区之间移动光标的次数要尽量少，菜单层次要尽量少，菜单要直观、简洁、明了，菜单项排列要根据使用频率自动组合、调节位置，操作指令结构要十分简化。
2.“拖放式”造型
设计就是灵活的修改。直观地、实时地对三维实体进行“拖放式”的设计与修改一直是设计人员追求的目标。在变量化技术的支持下，利用形状约束和尺寸约束可以分开处理的灵活性，已经实现了对零件上的常见特征直接以拖动方式直观、实时地进行图示化编辑修改的功能。今后的发展方向是实现智能化的、完全的“拖放式”造型。
3.动态导引器
目前在某些软件中，伴随光标而随时随地弹出菜单的操作模式已经越来越多，
随着光标的移动，动态导引器自动拾取、判断所有的模型元素的种类及空间相对位置，理解使用者的设计意图，记忆常用的步骤，并提示使用者下一步可能要做的工作。这是软件智能化的一个很好的应用范例。
应用功能改进
1.发展功能高度集成化的CAX体系
在CAD软件中，软件改进主要有两种途径。一是改进整体性能，优化内部数据结构和算法，改进易用性；一是改进功能集成性，在一个软件体系结构下实现更多的应用功能集成。即用一个CAX软件来快捷地、一路畅通地开发出客户所需要的产品。预计在市场上形成完善、强大的CAX体系只需3～5年的时间。
例如，从工业设计到结构设计一体化，即CAID与CAD的集成，以确保设计人员可以完全自由地表达自己的意图，从产品外观到内部结构，来自由流畅地进行技术创新、性能或结构改进以及高级渲染着色。
2.知识融合技术
知识融合技术是能够进行自动化过程设计、管理可能性因素和实践性因素的一门技术。它让用户能够创建和保存自己的规则和过程，物理、化学或者在其它领域创建的工程规则都可以被集成，例如装配材料的花费、加工公差的极限、冲压的工序和模具注射过程等项目都可以保存和评估，并且大量实现自动化过程处理。用户可以方便地选择他们所需要的方案，就如同现在建造参数化特征一样简单。大量的过程自动化可以为工业界带来可重复利用过程的革命。
航空先进制造技术发展趋势 篇5
航空先进制造技术发展趋势
现代飞机和发动机进一步朝结构整体化、零件大型化方向发展.航空制造技术发展有以下趋势:数字化制造技术成为提升航空科技工业的重大关键制造技术;机械加工朝着高效数控加工方向发展;轻金属构件制造技术朝着制造大型化、整体化结构方向发展;复合材料整体结构制造技术迅速发展;冷却结构等新结构制造技术得到迅速发展;高能束流加工、特种焊接技术得到广泛应用;飞机结构装配技术朝着柔性化方向发展;先进无损检测技术朝着可视化、非接触式快速检测方向发展.
作 者：郭恩明 Guo Enming 作者单位：北京航空制造工程研究所刊 名：航空制造技术 ISTIC英文刊名：AERONAUTICAL MANUFACTURING TECHNOLOGY年，卷(期)：“”(z1)分类号：V2关键词：航空工业 制造技术 发展趋势
光纤通信技术的发展趋势 篇6
[摘要]对光纤通信技术领域的主要发展热点作一简述与展望，主要有超高速传输系统、超大容量波分复用系统、光联网技术、新一代的光纤、IP over SDH与IP over
Optical以及光接入网。
关键词：光纤 超高速传输 超大容量波分复用 光联网
光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命。近几年来，随着技术的进步，电信管理体制的改革以及电信市场的逐步全面开放，光纤通信的发展又一次呈现了蓬 勃发展的新局面，本文旨在对光纤通信领域的主要发展热点作一简述与展望。向超高速系统的发展
从过去2O多年的电信发展史看，网络容量的需求和传输速率的提高一直是一对主 要矛盾。传统光纤通信的发展始终按照电的时分复用（TDM）方式进行，每当传输速率 提高4倍，传输每比特的成本大约下降30％～40％；因而高比特率系统的经济效益大致 按指数规律增长，这就是为什么光纤通信系统的传输速率在过去20多年来一直在持续 增加的根本原因。目前商用系统已从45Mbps增加到10Gbps，其速率在20年时间里增加了 20O0倍，比同期微电子技术的集成度增加速度还快得多。高速系统的出现不仅增加了业 务传输容量，而且也为各种各样的新业务，特别是宽带业务和多媒体提供了实现的可能。目前10Gbps系统已开始大批量装备网络，全世界安装的终端和中继器已超过5000个，主 要在北美，在欧洲、日本和澳大利亚也已开始大量应用。我国也将在近期开始现场试验。需要注意的是，10Gbps系统对于光缆极化模色散比较敏感，而已经敷设的光缆并不
一定都能满足开通和使用10Gbps系统的要求，需要实际测试，验证合格后才能安装开通。在理论上，上述基于时分复用的高速系统的速率还有望进一步提高，例如在实验室
传输速率已能达到4OGbps，采用色度色散和极化模色散补偿以及伪三进制（即双二进制）编码后已能传输100km。然而，采用电的时分复用来提高传输容量的作法已经接近硅和镓 砷技术的极限，没有太多潜力可挖了，此外，电的40Gbps系统在性能价格比及在实用中 是否能成功还是个未知因素，因而更现实的出路是转向光的复用方式。光复用方式有很 多种，但目前只有波分复用（WDM）方式进入大规模商用阶段，而其它方式尚处于试验 研究阶段。向超大容量WDM系统的演进
如前所述，采用电的时分复用系统的扩容潜力已尽，然而光纤的200nm可用带宽资 源仅仅利用了不到1％，99％的资源尚待发掘。如果将多个发送波长适当错开的光源信 号同时在一极光纤上传送，则可大大增加光纤的信息传输容量，这就是波分复用（WDM）的基本思路。采用波分复用系统的主要好处是：（1）可以充分利用光纤的巨大带宽资 源，使容量可以迅速扩大几倍至上百倍；（2）在大容量长途传输时可以节约大量光纤 和再生器，从而大大降低了传输成本；（3）与信号速率及电调制方式无关，是引入宽 带新业务的方便手段；（4）利用WDM网络实现网络交换和恢复可望实现未来透明的、具 有高度生存性的光联网。
鉴于上述应用的巨大好处及近几年来技术上的重大突破和市场的驱动，波分复用系
统发展十分迅速。如果认为1995年是起飞年的话，其全球销售额仅仅为1亿美元，而2000 年预计可超过40亿美元，2005年可达120亿美元，发展趋势之快令人惊讶。目前全球实
际敷设的WDM系统已超过3000个，而实用化系统的最大容量已达320Gbps（2*16*10Gbps），美国朗讯公司已宣布将推出80个波长的WDM系统，其总容量可达200Gbps（80*2.5Gbps）或400Gbps（40*10Gbps）。实验室的最高水平则已达到2.6Tbps（13*20Gbps）。预计不 久实用化系统的容量即可达到1Tbps的水平。可以认为近2年来超大容量密集波分复用系
统的发展是光纤通信发展史上的又一里程碑。不仅彻底开发了无穷无尽的光传输键路的 容量，而且也成为IP业务爆炸式发展的催化剂和下一代光传送网灵活光节点的基础。3 实现光联网——战略大方向
上述实用化的波分复用系统技术尽管具有巨大的传输容量，但基本上是以点到点通
信为基础的系统，其灵活性和可靠性还不够理想。如果在光路上也能实现类似SDH在电 路上的分插功能和交叉连接功能的话，无疑将增加新一层的威力。根据这一基本思路，光的分插复用器（OADM）和光的交叉连接设备（OXC）均已在实验室研制成功，前者已 投入商用。
实现光联网的基本目的是：（1）实现超大容量光网络；（2）实现网络扩展性，允 许网络的节点数和业务量的不断增长；（3）实现网络可重构性，达到灵活重组网络的 目的；（4）实现网络的透明性，允许互连任何系统和不同制式的信号；（5）实现快速 网络恢复，恢复时间可达100ms。
鉴于光联网具有上述潜在的巨大优势，发达国家投入了大量的人力、物力和财力进 行预研，特别是美国国防部预研局（DARPA）资助了一系列光联网项目，如以Be11core 为主开发的“光网技术合作计划（ONTC）”，以朗讯公司为主开发的“全光通信网”预 研计划”，“多波长光网络（MONET）”和“国家透明光网络（NTON）”等。在欧洲和 日本，也分别有类似的光联网项目在进行。
综上所述光联网已经成为继SDH电联网以后的又一新的光通信发展高潮。其标准化
工作将于2000年基本完成，其设备的商用化时间也大约在2000年左右。建设一个最大透 明的。高度灵活的和超大容量的国家骨干光网络不仅可以为未来的国家信息基础设施(NII)奠定一个坚实的物理基础，而且也对我国下一世纪的信息产业和国民经济的腾飞 以及国家的安全有极其重要的战略意义。新一代的光纤
近几年来随着IP业务量的爆炸式增长，电信网正开始向下一代可持续发展的方向发 展，而构筑具有巨大传输容量的光纤基础设施是下一代网络的物理基础。传统的G.652 单模光纤在适应上述超高速长距离传送网络的发展需要方面已暴露出力不从心的态势，开发新型光纤已成为开发下一代网络基础设施的重要组成部分。目前，为了适应干线 网和城域网的不同发展需要，已出现了两种不同的新型光纤，即非
零色散光纤（G.655光纤）和无水吸收峰光纤（全波光纤）。
4.1 新一代的非零色散光纤 非零色散光纤（G.655光纤）的基本设计思想是在1550 窗口工作波长区具有合理的较低色散，足以支持10Gbps的长距离传输而无需色散补偿，从而节省了色散补偿器及其附加光放大器的成本；同时，其色散值又保持非零特性，具有一起码的最小数值（如2ps／（nm.km）以上），足以压制四波混合和交叉相位调 制等非线性影响，适宜开通具有足够多波长的DWDM系统，同时满足TDM和DWDM两种发展 方向的需要。为了达到上述目的，可以将零色散点移向短波长侧（通常1510～1520nm 范围）或长波长侧（157nm附近），使之在1550nm附近的工作波长区呈现一定大小的色 散值以满足上述要求。典型G.655光纤在1550nm波长区的色散值为G.652光纤的1／6～ 1／7，因此色散补偿距离也大致为G.652光纤的6～7倍，色散补偿成本（包括光放大器，色散补偿器和安装调试）远低于G.652光纤。
4.2 全波光纤 与长途网相比，城域网面临更加复杂多变的业务环境，要直接支持大 用户，因而需要频繁的业务量疏导和带宽管理能力。但其传输距离却很短，通常只有 50～80km，因而很少应用光纤放大器，光纤色散也不是问题。显然，在这样的应用环 境下，怎样才能最经济有效地使业务量上下光纤成为网络设计至关重要的因素。采用 具有数百个复用波长的高密集波分复用技术将是一项很有前途的解决方案。此时，可
以将各种不同速率的业务量分配给不同的波长，在光路上进行业务量的选路和分插。在这类应用中，开发具有尽可能宽的可用波段的光纤成为关键。目前影响可用波段的 主要因素是1385nm附近的水吸收峰，因而若能设法消除这一水峰，则光纤的可用频谱 可望大大扩展。全波光纤就是在这种形势下诞生的。
全波光纤采用了一种全新的生产工艺，几乎可以完全消除由水峰引起的衰减。除
了没有水峰以外，全波光纤与普通的标准G.652匹配包层光纤一样。然而，由于没有了 水峰，光纤可以开放第5个低损窗口，从而带来一系列好处：
（1）可用波长范围增加100nm，使光纤的全部可用波长范围从大约200nm增加到 300nm，可复用的波长数大大增加；
（2）由于上述波长范围内，光纤的色散仅为155Onm波长区的一半，因而，容易实 现高比特率长距离传输；
（3）可以分配不同的业务给最适合这种业务的波长传输，改进网络管理；
（4）当可用波长范围大大扩展后，允许使用波长间隔较宽、波长精度和稳定度要 求较低的光源、合波器、分波器和其它元件，使元器件特别是无源器件的成本大幅度 下降，这就降低了整个系统的成本。IP over SDH与IP over Optical
以IP业务为主的数据业务是当前世界信息业发展的主要推动力，因而能否有效地 支持IP业务已成为新技术能否有长远技术寿命的标志。
目前，ATM和SDH均能支持IP，分别称为IP over ATM和IP over SDH两者各有千秋。IP over ATM利用ATM的速度快、颗粒细、多业务支持能力的优点以及IP的简单、灵活、易扩充和统一性的特点，可以达到优势互补的目的，不足之处是网络体系结构复杂、传输效率低、开销损失大（达25％～30%）。而SDH与IP的结合恰好能弥补上述IP over ATM的弱点。其基本思路是将IP数据包通过点到点协议（PPP）直接映射到SDH帧，省
掉了中间复杂的ATM层。具体作法是先把IP数据包封装进PPP分组，然后利用HDLC组帧，再将字节同步映射进SDH的VC包封中，最后再加上相应SDH开销置入STM－N帧中即可。IP over SDH在本质上保留了因特网作为IP网的无连接特征，形成统一的平面网，简化了网络体系结构，提高了传输效率，降低了成本，易于IP组插和兼容的不同技术 体系实现网间互联。最主要优点是可以省掉ATM方式所不可缺少的信头开销和IP over ATM封装和分段组装功能，使通透量增加25％～30％，这对于成本很高的广域网而言 是十分珍贵的。缺点是网络容量和拥塞控制能力差，大规模网络路由表太复杂，只有 业务分级，尚无优先级业务质量，对高质量业务难以确保质量，尚不适于多业务平台，是以运载IP业务为主的网络理想方案。随着千兆比高速路由器的商用化，其发展势头 很强。采用这种技术的关键是千兆比高速路由器，这方面近来已有突破性进展，如美 国Cisco公司推出的12000系列千兆比特交换路由器（GSR），可在千兆比特速率上实 现因特网业务选路，并具有5～60Gbps的多带宽交换能力，提供灵活的拥塞管理、组 播和QOS功能，其骨干网速率可以高达2.5Gbps，将来能升级至10Gbps。这类新型高速 路由器的端口密度和端口费用已可与ATM相比，转发分组延时也已降至几十微秒量级，不再是问题。总之，随着千兆比特高速路由器的成熟和IP业务的大发展，IP over SDH将会得到越来越广泛的应用。
但从长远看，当IP业务量逐渐增加，需要高于2.4Gbps的链路容量时，则有可能
最终会省掉中间的SDH层，IP直接在光路上跑，形成十分简单统一的IP网结构（IP over Optical）。显然，这是一种最简单直接的体系结构，省掉了中间ATM层与SDH层，减 化了层次，减少了网络设备；减少了功能重叠，简化了设备，减轻了网管复杂性，特 别是网络配置的复杂性；额外的开销最低，传输效率最高；通过业务量工程设计，可
以与IP的不对称业务量特性相匹配；还可利用光纤环路的保护光纤吸收突发业务，尽 量避免缓存，减少延时；由于省掉了昂贵的ATM交换机和大量普通SDH复用设备，简化 了网管，又采用了波分复用技术，其总成本可望比传统电路交换网降低一至二个量级!综上所述，现实世界是多样性的，网络解决方案也不会是单一的，具体技术的选
用还与具体电信运营者的背景有关。三种IP传送技术都将在电信网发展的不同时期和 网络的不同部分发挥自己应有的历史作用。但从面向未来的视角看，IP over Optical 将是最具长远生命力的技术。特别是随着IP业务逐渐成为网络的主导业务后，这种对 IP业务最理想的传送技术将会成为未来网络特别是骨干网的主导传送技术。在相当长 的时期，IP over ATM，IP overSDH和IP over Optical将会共存互补，各有其最佳应 用场合和领域。解决全网瓶颈的手段——光接入网
过去几年间，网络的核心部分发生了翻天覆地的变化，无论是交换，还是传输都 已更新了好几代。不久，网络的这一部分将成为全数字化的、软件主宰和控制的、高 度集成和智能化的网络。而另一方面，现存的接入网仍然是被双绞线铜线主宰的（90％ 以上）、原始落后的模拟系统。两者在技术上的巨大反差说明接入网已确实成为制约 全网进一步发展的瓶颈。目前尽管出现了一系列解决这一瓶颈问题的技术手段，如双 绞线上的xDSL系统，同轴电缆上的HFC系统，宽带无线接入系统，但都只能算是一些 过渡性解决方案，唯一能够根本上彻底解决这一瓶颈问题的长远技术手段是光接入网。接入网中采用光接入网的主要目的是：减少维护管理费用和故障率；开发新设备，增加新收入；配合本地网络结构的调整，减少节点，扩大覆盖；充分利用光纤化所带 来的一系列好处；建设透明光网络，迎接多媒体时代。所谓光接入网从广义上可 以包括光数字环路载波系统（ODLC）和无源光网络（PON）两类。数字环路载波系统 DLC不是一种新技术，但结合了开放接口VS.1／V5.2，并在光纤上传输综合的DLC（ID LC），显示了很大的生命力，以美国为例，目前的1.3亿用户线中，DLC／IDLC已占据
3600万线，其中IDLC占2700万线。特别是新增用户线中50％为IDLC，每年约500万线。至于无源光网络技术主要是在德国和日本受到重视。德国在1996年底前共敷设了约230 万线光接入网系统，其中PON约占100万线。日本更是把PON作为其网络光纤化的主要技 术，坚持不懈攻关十多年，采取一系列技术和工艺措施，将无源光网络成本降至与铜 缆绞线成本相当的水平，并已在1998年全面启动光接入网建设，将于2010年达到6000 万线，基本普及光纤通信网，以此作为振兴21世纪经济的对策。近来又计划再争取提 前到2005年实现光纤通信网。
在无源光网络的发展进程中，近来又出现了一种以ATM为基础的宽带无源光网络
（APON），这种技术将ATM和PON的优势相互结合，传输速率可达622／155Mbps，可以 提供一个经济高效的多媒体业务传送平台并有效地利用网络资源，代表了多媒体时代 接入网发展的一个重要战略方向。目前国际电联已经基本完成了标准化工作，预计 1999年就会有商用设备问世。可以相信，在未来的无源光网络技术中，APON将会占据 越来越大的份额，成为面向21世纪的宽带投入技术的主要发展方向。结束语
铸造生产技术发展趋势 篇7
中国机床工具工业协会常务副理事长兼秘书长陈惠仁,机械科学研究总院党委书记王德成,中国机床工具工业协会副理事长、铸造、锻压机械分会理事长、济南铸造锻压机械研究所有限公司党委书记刘家旭等领导到会并作主旨演讲。 铸造、 锻压行业近150家企业参加了本次会议。
在大会主会场, 中国机床工具工业协会副理事长、铸造机械分会、锻压机械分会理事长、济南铸造锻压机械研究所有限公司党委书记刘家旭致开幕词并作分会《 2015 年度工作报告》 ;中国机床工具工业协会常务副理事长兼秘书长陈惠仁作了题为《 2015 年行业经济运行情况分析及2016 年展望》 的报告;机械科学研究总院党委书记王德成作了题为 《 中国制造2025与工业4.0》 的报告;上海发那科机器人有限公司销售部经理沈宏泽作了题为 《 FANUC机器人在铸锻行业的应用》 的报告;中国机床工具工业协会行业发展部主任娄晓钟作了题为《 国家政府职能转变带来的标准化工作新变化与协会标准化工作》 的报告。
在铸造分会场,中国汽车工业工程公司铸造研究所所长刘小龙作了题为《 新常态下铸造装备发展的新趋势》 的报告;一拖( 洛阳) 铸造有限公司副总经理马永生作了题为《 从一拖铸造生产发展出发谈设备更新与技术改造 》 的报告;德国EX-ONE中国区经理黄帅兵作了题为《 3D打印铸型及型芯技术》 的报告;无锡锡南铸造机械股份有限公司总经理朱以松作了题为《 树脂砂和水玻璃砂造型智能制造及发展前景》 的报告;苏州明志科技有限公司副总经理杨林龙作了题为《 精密组芯造型技术》 的报告;济南铸锻所有限公司教授级高工丁苏沛作了题为 《 高强铝合金砂型低压铸造新技术》 的报告;德器智能科技( 上海) 有限公司总经理王岩作了题为《 铸件清理智能化与工业机器人》 的报告。
在锻压分会场,东莞华中科技大学制造工程研究院首席专家、博士吕言作了题为《 伺服压力机现状及发展》 的报告; 华中科技大学教授宋波作了题为《 3D打印技术与传统制造技术的融合与共进》 的报告;大连理工大学汽车工程学院院长、教授、博导胡平作了题为《 超高强钢板成形工艺及装备生产线》 的报告;郑州宇通客车股份有限公司制件车间工艺师凌永强作了题为《 客车产品新工艺分析及采购需求》 的报告;济南铸锻所激光公司总经理杨绪广作了题为《 高功率激光加工设备发展浅析》 的报告;中国重汽技术中心主任刘国强作了题为《 锻压与汽车》 的报告;欧姆龙自动化( 中国) 有限公司行业部经理唐云作了题为《 冲压设备智能化解决方案》 的报告。
同时,铸造分会场和锻压分会场分别以“ 创新、升级、智能、绿色”为主题,围绕技术创新、质量和管理提升、发展趋势和市场需求等进行经验交流和研讨。
网络存储技术及其发展趋势 篇8
摘要:文章详细介绍当今流行的四种网络存储技术及其发展趋势,分析其优缺点,为不同和需求的商家选择提出了建议,介绍网络存储技术今后发展的趋势以及方向。
关键词:DAS;NAS;SAN;ISCSI;发展
中图分类号:TP393 文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)10-0147-01
网络存储结构大致分为三种:直连式存储(DAS)、网络存储设备(NAS)、存储网络(SAN)和iSCSI。选择不当的网络存储技术,往往会使得企业在网络建设中盲目投资,造成企业的网络性能低下,影响企业信息化发展,因此商业企业如何选择和使用适当的专业存储方式是非常重要的。
1网络存储技术
1.1直连方式存储
在DAS(Direct Attached Storage)方式中,存储设备是通过电缆直接到服务器的。I/O(输入/输出)请求直接发送到存储设备。对于多个服务器或多台PC的环境,使用DAS方式设备的初始费用可能比较低,可是这种连接方式下,每台PC或服务器单独拥有自己的存储磁盘,容量的再分配困难;对于整个环境下的存储系统管理,工作烦琐而重复,没有集中管理解决方案。所以整体的拥有成本(TCO)较高。
1.2网络存储设备
NAS(Network Attached Storage)是一种将分布、独立的数据整合为大型、集中化管理的数据中心,以便于对不同主机和应用服务器进行访问的技术。它是一种专用数据存储服务器。它以数据为中心,将存储设备与服务器彻底分离,集中管理数据,从而释放带宽、提高性能、降低总拥有成本、保护投资。其成本远远低于使用服务器存储,而效率却远远高于后者。
1.3存储区域网
SAN(Storage Area Network)的支撑技术是Fibre Channel(FC)技术,这是ANSI为网络和通I/O接口建立的一个标准集成。支持HIPPI,IPI,SCSI,IP,ATM等多种高级协议,它的最大特性是将网络和设备的通讯协议与传输物理介质隔离开。这样多种协议可在同一个物理连接上同时传送,高性能存储体和宽带网络使用单I/O接口使得系统的成本和复杂程度大大降低。
1.4iSCSI
iSCSI(Internet Small Computer System Interface)是一种基于TCP/IP的协议,用来建立和管理IP存储设备、主机和客户机等之间的相互连接,并创建存储区域网络(SAN)。必须确保所有SAN操作安全进行并符合服务质量(QoS)要求,而 iSCSI 则被设计来在TCP/IP网络上实现以上这些要求。但是,存储工程师在畅谈iSCSI前景的时候,也需要实事求是地分析目前的形势和发展方向。
通过以上比较分析,四种方案各有优劣。对于小型且服务较为集中的商业企业,可采用简单的DAS方案。对于服务器数量比较少且有一定的数据集中管理要求中小型商业企业,可采用NAS方案。对于大中型商业企业,SAN和iSCSI是较好的选择。如果希望使用存储的服务器相对比较集中,且对系统性能要求极高,可考虑采用SAN方案;对于希望使用存储的服务器相对比较分散,又对性能要求不是很高的,可以考虑采用iSCSI方案。
2存储系统的发展趋势
2.1数据存储的结构化趋势
数据存储的结构发展越来越复杂,由于没有类似网络的标准分层,各家厂商产品以及解决方案之间的兼容的情况不是很好。实际上数据存储的结构化也顺带解决了存储设备的异构问题,由于存储设备的不断发展,各种存储方案、存储产品、存储网络设备、存储接口的互操作性是个难题,有时候甚至是一个“不可能的任务”。存储系统如果能够提出一个类似网络分层的统一标准,这些问题将将得到解决。
2.2虚拟化存储
由于存储系统已经日益的复杂和庞大,管理的难度已经大大增加。为了简化存储设备的安装和配置,则必须采用虚拟化存储技术。虚拟存储是介于物理存储设备和用户之间的一个中间层,它屏蔽了具体物理存储设备的物理特
性,呈现给用户的是逻辑设备。它提供了一种更为简单而有效的管理手段。
3结 语
文章只是大概介绍了存储系统的概念和一些最主要的发展,其实存储系统在很多方面都发生着变化,比如大规模非活动磁盘阵列、CAS、CDP等,在文章中不可能一一论述,这些新技术新概念推动着数据存储向着存储容量更大、存储速度更快、更容易使用的方向发展。
参考文献:
[1] 赵文辉.网络存储技术[M].北京:北京大学出版社,2005.