液压技术的发展动向

液压技术的发展动向（共9篇）

液压技术的发展动向 篇1

化学工程是一门把一连串化学相关的知识实施深研究的化学或物理经过的知识学科, 它还包含对之前的化学设备实施改革, 以化学思想为基础把理论与实际项目知识糅合。化学工程技术不但与工业形成关系紧密, 它与日常生活也有大的关联, 所以对化学工程技术实施探索与研究具备特别关键的意义。对化学项目技术的发展实施研究不但对吸收国内外最新的技术成果有利, 还有利于改进生产设备, 提升生产效率。

1 化学工程技术的产生及发展

最早产生于十九世纪欧洲的化学工程, 到二十世纪石油的开采进一步发展, 石油化工业兴起。一战后美国经济快速发展变成化学工程范围的领跑者。二战期间大大的显示出化学项目的作用, 各类化学武器搬上战场。原子弹的研发也是这期间化学项目范围突破性的进展。

二十世纪六十年代开始化学项目技术进一步的扩展运用范围, 已经从部分小型化工产品向着研究大型化工设备的方向前进, 产生了很多可以生产大量化工产品的大型装置。六十年代后, 计算机开始运用到化学项目范围, 极大地推动了化学工程技术的发展与进步。所以七十年代以来各类高新的化学工程技术持续地产生, 化工范围的改变也称得上是日新月异, 获得了非常大的成就[1]。

2 化学工程技术的新热点

2.1 化学超临界反应技术

超临界的化学反应技术是指反应经过中的温度与压力都在临界点之上, 这种状态与气态和液态相比, 具有很强的溶剂化能力, 良好的传质性能。这项技术被普遍应用到生物化工、食品、医药等范围, 已经显示出非常好的效益, 非常好的发展前景, 但这些年来的探究与发展阶段依然处于初级, 等进一步深入研究[2]。

2.2 绿色化学研究技术

绿色化学因为可以有效防止对环境的污染, 这些年来备受推崇。绿色化学就是指运用化学反应技术来充分运用资源、使污染物的形成减少来起到对环境的保护。例如, 它能够对形成污染物的有关溶剂与废料实施解决, 运用原子技术或高选取性的化学反应生产处对环境有利的产品, 这不但可以使经济效益增加并且带来可观的社会效益。

2.3 新的分离技术

从总体上来说, 分离强化首先是对设备的加强, 随后对生产工艺实施加强, 整体而言就是只要可以把设备变小、把能量效率提升的技术都是化工分离技术加强的结果, 这样不但对完成可持续发展有利, 同时也是化工分离技术的关键技术和重要趋势之一。随着科技的发展和国内外的分工合作一起研究出很多新的分离技术, 比如膜分离技术、特种精馏、泡沫分离技术、高梯度磁分离技术等, 取得了一定的应用, 具备广泛的发展前景。随着信息技术与科学的持续进步与发展, 分离技术也随之获得改善, 获得了长期的进步, 渐渐把信息技术引入到分离技术的研究和开发上。对分子的设计加速能够加速分离, 所以对研究与开发新的高效的分离剂有深远的意义。引进信息技术对于分离经过的深入形成了关键的作用, 并且还可以提升工作效率[1]。

3 化学工程技术的发展动向

3.1 化学工程与过程工程的发展

过程项目所研究的对象是一个繁杂的体系, 它是一动态的经过, 它受几种原因的影响。构造繁杂是经过项目的核心问题, 经过对制定体系的研究, 用简化的办法实施处理才可以让项目具备运用性, 直到找出其广泛的适用性。过程项目的运用范围所表现出来的特征和规律是化学项目的研究核心, 也是化学项目走向过程项目的发展趋势。这些运用范围包含化学工业、向生物、环境、信息等扩展;对于小尺度、大尺度中间的扩展也是化学项目研究的内容。因此在过程项目的研究方法上也产生了新的改变[2]。

3.2 化学工程与材料化学工程的发展

随着科学技术的发展, 新能源、新资源、新材料、生物技术等新兴产业有替代陈旧产业的趋势, 怎样为新产业的产生和发展供应更好的服务, 并持续发展学科的理论, 是化学项目学科面临改变的时代所一点要思考的重大问题, 化学项目的发展也因此进入了一个新的阶段。在研究办法上以学科交叉研究为模范特点, 目前已经生产出材料化学项目、生物化学项目、能源化学项目、资源化学项目、环境化学项目等, 为化学项目学科的发展带来了新的活力与发展空间。而发展最快的新的增长点之一就是材料化学工程, 变成目前化学项目的热点研究范围。

以新材料为基础, 材料化学项目的另一个重点研究内容是发展新的单元技术与集成技术。陈旧的化学项目关键以设备为基础, 部分重要新材料的突破对化学项目的单元技术的发展起着确定性的功能。发达国家许多大学的化工系已经变更为材料和化工系, 其目的就是强调材料学科和化学项目学科的交叉渗透。中国在这方面的研究进展也特别快速, 不但为新材料的生产处理了重点问题, 同时也大力促进了化学项目学科的发展。纵观化学项目的理论发展与经过工业的工艺和设备研究的进展, 联合材料学科的发展态势, 强调化学项目学科和材料学科的交叉渗透, 发展以新材料为基础的化学项目技术, 同时运用化学项目理论来研究新材料生产经过中的通常规律, 为规模化生产奠定基础, 无疑对化学项目学科与材料学科的发展都具备关键的意义。能够预见, 化学项目和材料科学结合将变成化学项目学科最为活跃的研究范围, 也是可以获得突破性成果的热点研究方向。

3.3 信息化辅助化学工程技术发展

计算机技术的发展为中国的化学工程技术的研究供应了非常大的帮助, 许多技术性的问题都可与经过信息化的技术处理, 在人力、物力与财力上的节省量是巨大的, 在计算数据方面, 大大提升了精密度与准确度。在化学工程中信息化技术的产生, 推动绘制图样的工序形成了非常大的变革, 以Auto CAD软件和各种模拟软件如ASPEN等为代表的计算机辅助设计技术, 取代了以前纸、笔、绘图尺与计算器构成的绘图工具, 以其计算机辅助设计技术以其精确度高、画面整洁美观、修改方便等优势已经被普遍的运用于化学工程技术的每一个范围中[3]。

4 化学工程技术发展的优化措施

4.1 提升化学工程机械设备研究水平

机械设备是提升一项技术一定要具备的, 优秀的机械设备可以支持更高水平的技术研究硬件。但是相对来说, 现在化学项目技术方面还相对落后的机械设备, 研究力度要增强, 向世界化学项目技术研究的机械水平靠近。有了这些高科技水平的机械设备, 在化学项目技术范围赶超世界水平为期不远。

4.2 改造陈旧的化学工程技术

最开始中国的化学项目技术水平相对低, 从国外引进了许多技术, 尽管中国的能源问题在短期内得到了解决, 但是从长远来看, 一直依赖于国外的化学工程技术对中国的长远健康发展不利。为了处理化学项目技术方面的问题, 一定要对传统的化学工程技术进行改造, 对于陈旧化学工程技术中的积极部分, 要继承与发展, 把其中的消极部分抛弃, 持续创新化学项目技术, 并让其获得进步。

4.3 增强高校、研究所与企业中间的联系

高校与研究所做的工程与技术常常偏向于理论与研究, 现实运用的工程不多, 而在企业中常常都是现实的运用工程, 但是这些工程缺少精确的理论指导。这样就在高校、研究所与企业中间产生了脱节情况, 以后一定要增强他们之间的联系, 能够依据现实状况在三者中间建设一个有效的合作机制。把企业中的更多的现实课题拿到高校与研究所去做, 这样既处理了企业工程理论性不足的问题, 也处理了高校与研究所工程太过偏向理论的问题。现状, 许多高校与企业都签署了合作协议, 建设了校企合作制度, 这非常大的推动了化学工程技术的发展。因此, 只有增强这三者之间的合作与交流才可以更好的推动化学项目技术的发展。

4.4 增强绿色化学技术的研究

目前世界面临的环境问题愈来愈多, 现状中国也已经知道了这个问题, 清楚确定提出了保护环境, 使能源消耗的目标减少。而陈旧的化学工业作为污染的关键来源更要增强技术改造, 对环境的污染减少。因此, 增强绿色化学技术的研究已经变得无法忽视。它的发展对我们保护环境减少污染有特别关键的意义。

4.5 化学工程技术应用市场要持续的拓展

目前化学项目技术的运用范围已经非常普遍, 但是和世界先进水平比较还有必然的差距。想要得到更大的发展空间, 就一定要研发新工艺、新产品, 找寻新市场。有需求的市场是充满活力的市场, 有市场才可以带动大规模的生产新产品, 才可以把科研变成为生产力, 也可以推动技术水平的持续提升。

4.6 建设和发展化学项目人才工程

二十一世纪国际社会的竞争, 是以科技为基础的综合国力的竞争。从这一意义上而言, 科技进步的制高点是谁掌握了, 发展国民经济的制高点谁就可以掌握。这种竞争说到底是竞争的人才, 国民素质的竞争。化学项目的规模、层次与水平确定化学项目教育的规模与层次, 而化学项目教育的水平与质量又是化学项目水平与质量的人才保障与智慧源泉。化工高等教育要增强, 培养更多化学项目人才, 使化学项目研究队伍得到稳定, 是现在相对急切的任务之一。还要经过学会活动、干部培训等方法增强在职人员的继续教育, 以提升科研设计人员与管理干部的技术素质。高校的研究群体是一支素质相对好的科研和开发队伍。予以必需的投入, 能够得到长远的社会与经济效益回报。现在化学项目学科正处于快速发展时期, 随着化学工业经过加大的开发力度, 化学项目一定要以新的面貌与辉煌, 跨入崭新的二十一世纪。

5 结语

总体而言, 在化学工程技术的有关研究方面, 在过程、设备、研究对象、研究方法和技术等方面都产生了巨大的改变。伴随科学技术的发展, 专业人员对化学项目研究已经从简单走向研究范围和多学科相联合的多元化方向发展;随着时代的需要, 科学技术的发展, 新的发展热点的产生, 化学项目的发展方向也是多元化的。化学项目技术多元的发展给社会带来的也将是全新的面貌, 促进整个社会向前的步伐。

参考文献

[1]徐兴雨.化学工程的热点分析与发展趋势.[J]赤峰学院报, 2013 (05) .

[2]王小强.常用化工工业过程节能新技术的特点及其效果探讨[J].中国化工贸易, 2012, (02) :315-318.

[3]陈惜明, 彭宏.化学工程技术的几个热点与发展趋势[J].安徽化工, 2012, 01:3-6.

液压技术的发展动向 篇2

国际玻纤生产技术发展现状和动向

玻璃纤维自上世纪30年代投入商品化生产以来,经过不断的工艺和产品创新,现已成为全球约400～500万t/a的复合材料增强材料市场.美国<复合材料技术>杂志近期发表了<玻璃纤维的制造>一文,概述了玻璃纤维生产过程各环节的发展现状和最新水平.现摘其要点综合整理如下.

作 者：叶鼎铨 作者单位：刊 名：玻璃纤维英文刊名：FIBER GLASS年，卷(期)：“”(3)分类号：关键词：

论广播电视制作技术的发展动向 篇3

关键词：广播电视,数字化,虚拟现实技术,运动追踪技术

纵观电视发展的历史,技术的发展在电视创制的发展中谱写了一个又一个新篇章。从光电技术孕育电视的雏形到电视之父贝尔德用红绿蓝色彩滤片赋予电视多彩的画面,再到麦克卢汉所描述的眼睛与耳朵同时延伸的电视时代。技术与电视的发展息息相关,犹如一对孪生兄弟。在这些不断发展更新的电视技术中,数字化对于广播电视的影响最大,引起了广播电视节目制作中的一场革命。

第一,在数字化的广播电视节目制作过程中,电视节目的影、音、图、文素材都不再受到时问、地点的限制。因此,可以无限制的保存、切割、重组,经过处理的节目内容片段也可以被多人、多次、多重利用。第二,虚拟团队和组织的出现,通过电脑与互联网所构建的媒资管理平台,沟通、协调处于不同时问、空问环境里,不同专业技术的成员,进而共同完成工作任务和目标,具有弹性大、反应快、作业非线性的特性,是一种省时、省力、省空问的高效、少限制的工作组织。第三,计算机支持的协同工作:以网络技术作为基础架构,辅助于电脑技术的支持,形成了电脑辅助协同设计(Compurer Supported Collaborative Design,CSCD),在这种设计的帮助下,可以由虚拟的共组形态来共同执行一项专案。第四,同步作业的优化方案,数字化帮助广播电视节目制作将原来一成不变的线性流程,通过同步作业这种整合性的系统方法,实现了策划、筹备、拍摄、后期制作、播出等节目制作流程的优化,实现了利益最大化。

1 虚拟现实技术的运用

虚拟现实技术(Virhzal Reality)是高度集成的技术,用户在借助于听觉、视觉和触觉等多种传感通道和虚拟世界进行的交流、交谈并就意见进行交换。虚拟现实技术目前最主要运用在电视制作领域还是虚拟演播室,是近年来虚拟现实技术和传统的色键抠像技术相结合的产物,是一种将真实摄像机所拍摄的画面实时地与计算机图形工作站生成的三维虚拟场景进行合成的新型电视节目前期制作系统。国外的虚拟现实技术已经扩展到了各行各业中,他们可以将工、农、理、医等自然科学、人文科学、社会科学用具象思维向观众展示出来。相较于国外虚拟技术的发展,我国在虚拟现实技术的运用层面仍处于初级阶段,主要的运用是虚拟演播室。

纵观我国电视发展,广播电视中还有很多可以运用虚拟技术的地方。例如,纪录片,受到纪实主义的影响,音乐和电视特效在纪录片的运用往往需要更为谨慎。数字化背景下,纪录片的创作手法需要不断地更新,虚拟现实技术的运用能够帮助纪录片摆脱单调、枯燥的疲惫心理,为纪录片营造直观、逼真、震撼、感染力强的优点。

2 运动追踪技术在电视制作中的运用

运动追踪技术是数字合成技术中的关键部分,被广泛运用于电影、电视、MTV的制作中,但在实际在三维追踪过程中,因为运动模糊、前景物体阻塞、噪点的问题而影响视频画面的质量。因此,为了实现更好地运动追踪,从导入开始,需要对拍摄视频的参数进行详细的观察和了解,基于这些参数在导入时设定视频的基本信息。追踪时,根据图像的实际情况采取不同的追踪法。例如,图像中特征点明确、分布均匀,则可选择自动追踪,之后手动微调,而对于画面中特征点不足、画面有运动模糊、噪点等情况时,则应选择手动追踪。但是,大多数时候,可采用手动追踪和自动追踪相结合的方法。

3 基于PC平台的后期制作技术的运用

近年来,以计算机软硬件技术为代表的数字制作技术进入到了电视制作领域,改变了传统的后期制作工艺过程,提高了电视工作的效率、速度和灵活性。在后期制作系统中,计算机硬件平台有MAC机、PC机和工作站之分,由于PC平台硬件性能不断提高和价格降低,软件种类扩充和版本升级,系统功能、运作速度及稳定性等方面的逐步提高,电视制作从专业硬件开始向PC平台转移。

z非线性编辑(non-linearedit)是电视数字后期制作的核心和典型代表,是以计算机及其大容量的随机存取记录计划为基础的电视节目编辑制作技术。目前,运行于该平台的编辑软件有Adobe Premiere,Speed Razor,Ulead Medict Studio等。在非线性编辑过程中,脱机编辑、联机编辑一般配合使用,脱机编辑为联机编辑提供E DL (Edit Decision)表,降低了工作成本,且缩短了工作时间。在图像压缩过程中广泛采用,M一JPEG有损压缩算法,该算法采用对图像每一帧利用其画面相关性,帧内压缩、对称式压缩解压缩结构,符合视频编辑逐帧进行的要求,可随机存取压缩的任意帧与其他帧无关,可以做到精确的帧定位。在PC机平台非线性编辑的众多编辑软件中,由Adobe公司推出的Prem iere 5.x作为一个完整的视音频非线性编辑主流软件,以其强大的功能、方便的操作处于领先地位。它将视频文件逐帧展开,以帧为对象进行编辑处理,具有通用性、兼容性。

参考文献

[1]荆一嵘.数字化环境下的广播电视节目制作研究[D].上海:复旦大学,2012.

[2]黄欢.电视创制理论研究一一基于电视“技术”与“创意”的思考维度[D].武汉:华中科技大学,2013.

未来液压与气动技术的发展趋势 篇4

摘 要：本文对液压与气动技术的当前现状作了说明，积极主动提倡自主创新，发挥中国液压与气动行业的优势 如何抓住液压与气动技术发展趋势等问题提出的一些方法和建议。

一 液压技术

前言： 液压传动由于应用了电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、摩擦磨损技术及新工艺、新材料等后取得了新的发展,使液压系统和元件在水平上有很大提高.它已成为工业机械、工程建设机械及国防尖端产品不可缺少的重要手段.是它们向自动化、高精度、高效率、高速化、高功率密度(小型化、轻量化)方向发展,不断提高它和电机械传动竞争能力的关键技术.为了保持现有势头,必需重视液压传动固有缺点的不断改进和更新,走向二十一世纪的液压传动不可能有惊人的突破,除不断改进现有液压技术外,最重要的是移植现有的先进技术,使液压传动创造新的活力,以满足未来发展的需要

1液压技术渗透到很多领域，不断在民用工业、在机床、工程机械、冶金机械、塑料机械、农林机械、汽车、船舶等行业得到大幅度的应用和发展，而且发展成为包括传动、控制和检测在内的一门完整的自动化技术。现今，采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。如发达国家生产的95%的工程机械、90%的数控加工中心、95%以上的自动线都采用了液压传动技术。近年来，我国液压气动密封行业坚持技术进步，加快新产品开发，取得良好成效，涌现出一批各具特色的高新技术产品。北京机床所的直动式电液伺服阀、杭州精工液压机电公司的低噪声比例溢流阀（拥有专利）、宁波华液公司的电液比例压力流量阀（已申请专利），均为机电一体化的高新技术产品，并已投入批量生产，取得了较好的经济效益。北京华德液压集团公司的恒功率变量柱塞泵，填补了国内大排量柱塞泵的空白，适用于冶金、锻压、矿山等大型成套设备的配套。天津特精液压股份有限公司的三种齿轮泵，具有结构新颖、体积小、耐高压、噪声低、性能指标先进等特点。榆次液压件有限公司的高性能组合齿轮泵，可广泛用于工程、冶金、矿山机械等领域。另外，还有广东广液公司的高压高性能叶片泵、宁波永华公司的超高压软管总成、无锡气动技术研究所有限公司为各种自控设备配套的WPI新型气缸系列都是很有特色的新产品。由此可见液压传动产品等在国民经济和国防建设中的地位和作用十分重要。它的发展决定了机电产品性能的提高。它不仅能最大限度满足机电产品实现功能多样化的必要条件，也是完成重大工程项目、重大技术装备的基本保证，更是机电产品和重大工程项目和装备可靠性的保证。所以说液压传动产品的发展是实现生产过程自动化、尤其是工业自动化不可缺少的重要手段。现在世界各国都重视发展基础产品。近年来，国外液压技术由于广泛应用了高新技术成果，使基础产品在水平、品种及扩展应用领域方面都有很大提高和发展

2但目前国内的需求和国外先进水平相比还有较大差距。包括产品趋同化、构成不合理，性能低、可靠性差，创新和自我开发能力弱，自行设计水平低。具体表现在产品水平、产品体系与市场需求存在较大的结构性矛盾。中国的液压市场很大，用户对产品的要求各异，各种高品质、高性能的液压元件市场需求量很大。而大部分国内企业所能提供的产品，无论在档次上还是种类上，都还远远不能满足这些需求。因此，在众多低档产品压价竞争的同时，不得不让出一块巨大的市场给国外产品。这表明，在市场丰富多样的需求面前，国内液压行业现有产品体系的结构性过剩与结构性短缺两个矛盾同时并存；也表明我们在产品的多样性、层次分布性和市场适应性等方面亟待调整和改善。企业在产品更新、装备改造等方面的投入能力不足。目前，我国大部份气动企业缺乏对产品及装备进行较大更新改造的能力，在高技术产品及专用生产检测装备的系统开发和投入能力上尤为缺乏，因而也限制了企业在高技术产品发展上取得大的突破，对缩短与国际先进水平的差距带来影响。当然，投入资金只是个基础条件，还必须有技术、人才等多方面的保障才行。面对这样的状况液压技术和相关企业未来的发展趋势如下

1)根据国内市场需求，依靠科技进步，不断调整产品结构。例如随着国家西部大开发战略的实施，适合西部工程建设的产品将受到市场的追捧。现在，西气东输的序幕已经拉开，如此大规模的管道工程建设和众多的西部开发项目，为液动压技术提供了良好的机遇。

(2)适应国际传动技术产品工业向国际化发展趋向，对现有国内企业进行改组、合并，使企业开发能力，装备能力、管理水平和服务水平不断提高，以保持一定的竞争能力。

(3)不断提高企业产品的开发能力和创新能力，加强产学研结合，充分利用高等院校的科研开发人力资源，发展有自主产权的产品和技术。(4)完善质保体系，不断提高产品质量，尤其是产品可靠性，提高产品知名度，创立名牌。

(5)针对产品品种发展和保证产品质量的需求，有计划地进行技术改造、设备更新。

而液压产品的发展方向主要是：(1)节省能耗，提高效率

(2)用AC电机或变频电机驱动定量泵。(3)发展机电一体化元件和系统。

(4)发展具有比例阀的耐污染和伺服阀高精度、高频响的直动型电液控制阀。(5)发展内置电子系统的电液伺服比例元件、电磁阀、液压定位油缸等。(6)重视环保。环保型产品将具竞争优势，随着人们环境意识的加强，开发保护型液压产品，将成为今后国内液压技术的主流。(7)适应主机机电一体化的需要。

(8)应用现代控制技术，提高电液压自动控制系统的性能(9)大力发展水压系统和元件，扩大其应用领域。

由此可见现阶段急需发展的关键技术包括：(1)液压传动与控制系统的节能技术，如负荷传感技术、新型节能系统和元件。(2)机电一体化技术及IT技术的应用 高精度、高频响电液、电气伺服比例系统和元件，液粘调速器速度控制技术。数字液压、气动系统和元件，直动型电液控制元件。

(3)液压系统及污染控制技术。(4)无泄漏液压系统和元件。(5)水压传动与控制技术。

(6)高速重载齿轮传动设计与制造技术。(7)高速铁路轴承设计制造技术。

(8)高速、高精度机床主轴轴承设计与制造技术。(9)各种传动系统降噪和增寿技术。

(10)特种传动技术（谐波传动、机械无级变速等）。

(11)先进设计技术，如计算机辅助设计与试验，仿真技术。

(12)大型传动系统的故障诊断技术。

(13)现代制造技术的应用研究，如表面处理技术，计算机辅助制造技术、润滑技术。

二 气动技术 前言 ：气动技术是以压缩空气为介质来传动和控制机械的一门专业技术。由于它具有节能、无污染、高效、低成本、安全可靠、结构简单等优点，广泛应用于各种机械和生产线上。过去汽车、拖拉机等生产线上的气动系统及其元件，都由各厂自行设计、制造和维修。

1气动技术应用面的扩大是气动工业发展的标志。气动元件的应用主要为两个方面：维修和配套。过去国产气动元件的销售要用于维修，近几年，直接为主要配套的销售份额逐年增加。国产气动元件的应用，从价值数千万元的冶金设备到只有1~2百元的椅子。铁道扳岔、机车轮轨润滑、列车的煞车、街道清扫、特种车间内的起吊设备、军事指挥车等都用上了专门开发的国产气动元件。这说明气动技术已“渗透”到各行各业，并且正在日益扩大。

2我国的气动工业虽然达到了一定规模与技术水平，但是与国际先进水平相比，差距甚大。由于气动技术越来越多地应用于各行业的自动装配和自动加工小件、特殊物品的设备上，原有传统的气动元件性能正在不断提高，同时陆续开发出适应市场要求的新产品，使气动元件的品种日益增加，其发展趋势主要有以下几个方面：

（1）体积更小，重量更轻，功耗更低.在电子元件、药品等制造行业中，由于被加工件体积很小，势必限制了气动元件的尺寸，小型化、轻型化是气动元件的第一个发展方向。国外已开发了仅大姆指大小、有效截面积为0.2mm2的超小型电磁阀。能开发出外形尺寸小而流量较大的元件更为理想。执行元件的定位精度提高，刚度增加，活塞杆不回转，使用更方便.为了提高气缸的定位精度，附带制动机构和伺服系统的气缸应用越来越普遍。带伺服系统的气缸，即使供气压力和所负的载荷变化，仍可获得±0.1mm的定位精度。在国际展览会上，各种异型截面缸筒和活塞杆的气缸甚多，这类气缸由于活塞杆不会回转，应用在主机上时，无须附加导向装置即可保持一定精度。

（2）多功能化，复合化.为了方便用户，适应市场的需要开发了各种由多只气动元件组合并配有控制装置的小型气动系统。如用于移动小件物品的组件，是将带导向器的两只气缸分别按X轴和Z轴组合而成。该组件可搬动3kg重物，配有电磁阀、程控器，结构紧凑，占有空间小，行程可调整。又如一种上、下料模块，有七种不同功能的模块形式，能完成精密装配线上的上、下料作业，可按作业内容将不同模块任意组合。还有一种机械手是由外形小并能改变摆动角度的摆动气缸与夹头的组合件，夹头部位有若干种夹头可选配。

（3）与电子技术结合，大量使用传感器，气动元件智能化.带开关的气缸国内已普遍使用，开关体积将更小，性能更高，可嵌入气缸缸体；有些还带双色显示，可显示出位置误差，使系统更可靠。用传感器代替流量计、压力表、能自动控制压缩空气的流量、压力，可以节能并保证使用装置正常运行。气动伺服定位系统已有产品进入市场。该系统采用三位五通气动伺服阀，将预定的定位目标与位置传感器的检测数据进行比较，实施负反馈控制。气缸最大速度达2m/s、行程300mm时，系统定位精度±0.1mm。日本试制成功一种新型智能电磁阀，这种阀配带有传感器的逻辑回路，是气动元件与光电子技术结合的产物。它能直接接受传感器的信号，当信号满足指定条件时，不必通过外部控制器，即可自行完成动作，达到控制目的。它已经应用在物体的传送带上，能识别搬运物体的大小，使大件直接下送，小件分流。

（4）更高的安全性和可靠性.从近几年的气动技术国际标准可知，标准不仅提出了互换性要求，并且强调了安全性。管接头、气源处理外壳等耐压试验的压力提高到使用压力的4~5倍，耐压时间增加到5~15min，还要在高、低温度下进行试验。如果贯彻这些国际标准，国内的缸筒、端盖、气源处理铸件和管接头等都难达到标准要求。除耐压试验处，结构上也作了某些规定，如气源处理的透明壳外部规定要加金属防护罩。

（5）针对某些特殊要求，改进和开发气动产品，即可占领一块市场，获得不小的经济效益，这已被大家共识。济南华能气动元器件公司为铁路编组和轮轨润滑的特殊要求开发了气缸和阀，受到了铁道部门的关注。使用新材料，与新技术相结合.国外开发了膜式干燥器，该干燥器利用高科技的反渗析薄膜滤去压缩空气中的水分，有节能、寿命长、可靠性高、体积小、重量轻等特点、适用于流量不大的场合。以聚四氟乙稀为主体的复合材料制造的气动密封件能耐热（260℃），耐寒（-55℃）和耐磨，其使用场合越来越多。为了提高质量，真空压铸、氢氧爆炸去毛刺等新技术正在气动元件制造中逐步推广。便于保养、维修和使用.国外正在研究使用传感器实现气动元件及系统具有故障预报和自诊断功能。

总结 ：从上述的液压与气动技术发展方向可知，在液压气动产品的开发上我们有许多工作可做。任何一个液压气动元件厂，即使其规模不大，只要积极创新，突破一个方面，并保持技术领先，就可以在市场上占一席之地，在激烈的竞争中获得生存和发展。

参考资料 ： 中国期刊网 全球阀门网

液压技术的发展动向 篇5

Robert Kennedy:电影和广播电视引领着高品质数字设备的需求方向。品质的重要性不再是唯一, “快、快、再快点”已经成为当今的发展趋势, 甚至可以用一个移动存储卡瞬间完成报道的下载。再一个就是全数字化, 即将录音设备应用的三个主要方面的所有产品, 包括录音机、调音台和无线麦克风都数字化了。三是一体化, 即将数字无线话筒, 数字多轨录音机与数字音频返送装置组成一个完整的音频网络系统。

记者:专业录音设备的特点和走向是什么?

Robert Kennedy:专业录音设备的一个有趣的走向, 是当摄像机变得越来越小巧轻便, 对灯光的要求越来越减弱化的时候, 音频设备却一直保持着它几乎不变的大小和使用要求。它仍然需要被人正确地藏在演员身上而不收录衣服产生的噪声。同样, 需要把麦克风戴在演员头上而不会影响镜头取景和演员头部的转动。

专业录音设备最重要的一个特点是, 要求设备与人的和谐统一, 换句话说, 需要有经验丰富的人来给音频轨道录音, 以便可以得到合适的声音。年轻人通常可以操作好摄像机, 但能捕捉到好声音的方法仍然需要多年的学习。在某些情况下, 做音频的人甚至拥有比摄像器材部门更多的装置。因此, 录音工作要求有更多的经验。这种经验水平意味着收录到好的或坏的声音。一个新入行的人甚至不知道自己不知道什么, 直到经历了多年的磨砺和错误。这就是为什么录音师的年龄比较大的原因。这个现象并不随技术的变化而改变。

记者:一体化的全数字化录音设备如何彻底改变录音的工作方式?

Robert Kennedy:一体化、全数字化的专业录音设备提高了录制好声音的可能性:无线的录音技术和远程遥控保证了录音工作不会因为无线干扰或者错误设置而出现问题;使得告诉离自己较远的人开始录音这件事, 变得十分简单;无线总是默认正在录音状态, 这就意味着你不用担心会错过精彩的瞬间;一切都是由精准的时间码来记录和标记, 使得后期的同步制作变得非常简单。

记者:请你简单介绍一下音频专业网络的主要功能好吗?

Robert Kennedy:由数字无线话筒, 数字多轨录音机与数字音频返送装置组成的网络系统, 是应用在同期录音现场完整的音频专业网络。其主要功能有:

液压技术的发展动向 篇6

所有的LCD显示屏无不以追求更好的视觉效果为目标, 信号源的影像处理及背光源的改进, 都有厂商投入研发改进[1]。以往我们实现户外液晶显示器在阳光下清晰可视几乎都是倚靠高亮背光来实现的, 但是高亮背光有很多的缺陷, 最重要的是增加功耗的同时要解决散热、抗震、抗冲击等问题, 并且辅助散热设备后期需要进行常年维护, 高亮背光技术成本比较高。而光学邦定技术解决了这一问题, 采用光学邦定技术是实现LCD阳光下可视性的最有效方法之一, 并且质量稳定可靠, 无需后续维护, 成本低, 相信这将会是一个户外液晶显示行业发展的新趋势。

1 液晶显示器阳光下可视性的发展概况

液晶显示器为能在强外界光下仍保有清晰的画面, 一般的处理方式有二, 一是在玻璃表面增加特殊处理, 使光线穿透不反射, 称为AOT (Advanced optical technology) , 以光学邦定技术为主导;另一技术是采用多支CCFL或大量LED来加强背光源强度, 增加显示屏亮度, 称为ABT (Advanced backlight technology) 。当然一般也会在屏和背光之间加入增亮的光学膜片以增加亮度, 但增幅毕竟有限, 或在屏前面采用一层圆偏光片或其他吸收型无色滤层以减少反射光, 但同时大大降低了显示屏透射亮度, 因此也限制了它的应用范围。

散热问题能否克服, 是高亮背光技术商品化的关键, 背光源除CCFL之外, LED使用比例也逐渐增加。LED的优点是激活快、发热小、防震性佳及更鲜艳, 由于市场进步速度很快, 每几个月就有新产品问世, 如何取得亮度与热度间的最佳平衡点, 是业者的挑战。如用OLED作背光源, 因为是面光源, 扩散膜工序就可以省去, 工艺成本下降可观, 但OLED的可靠性以及亮度目前达不到高亮度的使用。据报道, 2011年, 三星、LG已开建用OLED做背光源TFT-LCD新生产线。

通常液晶屏前后各贴有一层偏光片, 由于偏光片不耐磨、不耐潮, 液晶屏应用于户外或手持式等显示器一般需要在液晶屏前增加一块保护盖板 (触摸屏、玻璃或其他材料) 。

通过在玻璃外表面镀一层或多层增透膜, 可以减少玻璃表面的反射光, 增透膜利用了薄层的光学干涉效应, 若薄层厚度恰好为光波长的1/4 (或1/4波长的奇数倍) , 那么基板反射光比薄层表面反射光正好多出半个波长, 它们相消干涉, 相互抵消, 两个表面均无反射 (对目标波长而言) , 为实现在可见光宽带减反射效果, 一般都采用多层增透膜光学匹配技术。也可以在玻璃表面进行使反射光扩散的反眩光 (Anti-Glare) 处理, 但这种处理方式会增加玻璃外表面漫反射率。镀膜技术已经比较成熟, 并且可以在玻璃上镀上光学增透膜结合导电膜以起到光学增透减反射、电磁屏蔽或低温加热的综合作用。

ITO (氧化铟锡) 的折射率为2.0, 其反射率超过7%, 在触摸屏应用中, 作为增透膜的补充, 一般使用圆偏振片和延迟片来消除内部反射, 圆偏振片是由线偏振片和1/4波长延迟膜组合而成。光通过圆偏振片的损失还是很大的, 为使光损失最小, 触摸屏的偏振片的光轴应与LCD上偏振片的光轴严格匹配。

而在保护盖板与液晶屏之间用光学胶粘接填充, 此光学邦定技术刚刚发展, 尽管工艺上还有诸多问题, 但比起ABT技术来说成本低廉, 质量稳定, 并且光学效果好, 光透过率高, 减少光线反射折射, 增强了显示对比度, 显示出巨大的竞争优势与市场潜力。

ABT及AOT产品的价格高于一般产品为理所当然, 但在特殊领域仍受到欢迎。例如:军用计算机、机场飞行时刻表、导览系统触控屏、警车配备超高亮度液晶屏、医疗体系的X光片无片化、专业高尔夫球练习机、户外电视墙、手机、平板电脑等专业或特殊用途, 市场持续成长[2]。

2 光学邦定技术的原理和优势

设光在某种媒质中的速度为v, 由于真空中的光速为c, 所以这种媒质的绝对折射率公式:

$n=c/v$

由于光在真空中传播的速度最大, 故其它媒质的折射率都大于1。同一媒质对不同波长的光, 具有不同的折射率;在对可见光为透明的媒质内, 折射率常随波长的减小而增大, 即红光的折射率最小, 紫光的折射率最大。通常所说某物体的折射率数值多少 (例如水为1.33, 水晶为1.55, 金刚石为2.42, 玻璃按成分不同而为1.5～1.9) , 是指对钠黄光 (波长5 893×10-10 m) 而言。

当光线从折射率n0的介质射入折射率为n1的另一介质时, 在两介质的分界面上就会产生光的反射。如果介质没有吸收, 分界面是一光学表面, 光线又是垂直入射, 则反射率R为

$R=\left(\frac{n{}_0-n{}_1}{n{}_0+n{}_1}\right){}^2$

透射率T为:

${\rm T}=1-R$

以往我们一般是通过口型胶将保护盖板安装在液晶屏前, 会在液晶屏与盖板之间形成空气层。如果在液晶显示器前加一块折射率为1.52的保护玻璃, 每个表面的反射约为4%左右, 玻璃的前后面以及偏光片共三个反射面的总镜面反射率达到12%。这种表面反射造成了两个严重的后果:背光能量损失, 使图象的亮度降低;外界光经过多次反射或漫射, 有一部分成为杂散光或镜面反射, 反射进入人眼, 产生很强的眩光, 使液晶屏图像的对比度降低, 甚至看不清图像。

为了降低两个介质之间界面的反射率, 可以采用插入一层过渡介质的方式, 设该介质层折射率为n, n0<n<n1, 则两个界面上反射率之和低于原先单一界面的反射率, 且当n= (n0×n1) 1/2时整体反射率达到最低[3]。

如果我们将液晶屏前的保护玻璃换成对外界的接触面为镀上反射率约为0.5%的增透减反射玻璃, 玻璃与液晶屏之间用折射率约为1.5 (1.47～1.56可选择) 的光学胶填充, 光学胶的折射率与玻璃、液晶屏折射率基本满足匹配关系:n= (n0×n1) 1/2, 总体反射率在1%左右, 既可减少外界光的反射, 也可增加背光的透过亮度, 增强了显示屏的对比度, 可实现在阳光下清晰可视, 此即为液晶显示的光学邦定技术, 是LCD获得阳光下可视性的最有效方法。

光学邦定技术一经应用, 就显示出其巨大的优越性:成本低, 光学效果好, 减少光线反射折射, 增强显示的对比度, 不易产生牛顿环、彩虹纹等不良现象, 更好的防尘、防湿气、抗振动效果。近年来, 户外显示、手机、平板电脑、军用液晶显示等行业纷纷投入大量的人力物力来研究光学邦定技术在液晶显示器上的应用[4]。

3 液晶显示光学邦定技术的实现方法

目前, LCD光学邦定技术主要有OCA (Optically clear adhesive) 邦定技术和液态光学胶LOCA (Liquid optically clear adhesive) 贴合技术两种实现方法。

3.1 OCA邦定技术

OCA名为光学透明胶带或无基材光学胶带, 简单地说就是具有高透光性的双面胶, 主要用途是用于液晶屏、盖板、触摸屏贴合。该胶体材料的主要成分是以Acrylic (压克力) 为主, 具有高粘性、高透光性 (>90%) 、耐候性佳 (抗UV) 等优点, 最适合应用于透明材质的贴合触摸屏产业、手机、平板电脑等领域上的运用, 使用在5.08～25.40 cm产品为主。

OCA贴附方式与偏光片贴附方式较为相近, 虽然贴附设备与以往较为不同。OCA贴合时先进行图像定位, 平面对平面浮贴后再经由滚筒滚压之方式进行贴合动作。两种贴合皆是以软贴硬之方式贴合, OCA胶较有延展性、弯折性, 故气泡产生几率相对较低, 如不考虑精度偏移问题, 只针对气泡问题唯需注意贴合Gap、压力、贴合速度等参数, 当然要尽量在无尘的环境下操作, 就可以防范贴合气泡、脏点的产生。

OCA邦定技术也可适合于软对软、小尺寸硬对硬贴合方式。为防范贴合气泡的产生, 硬对硬贴合方式一般在真空条件下进行, 并且贴合难度最大, 不能使用手工, 必须用机器贴合。OCA胶贴合在盖板上后, 再进行盖板与液晶屏贴合, 此工序为硬对硬贴合方式, 需在真空条件下进行, 以防止气泡的产生。

3.2 液态胶贴合技术

液态光学胶的涂布方式其实与RTV (Room temperature vulcanization) 胶的涂布原理相同, 其差异是在RTV胶涂布之后只需摆放任其固化, 而液态胶在涂布在盖板上之后须立即与液晶屏做贴合动作并均匀的施加压力使其胶能够顺利拓展至全部区域, 避免缺胶或溢胶又能达到需求的贴合间隙, 然后再施行固化。目前使用的液态胶以紫外固化为主, 紫外固化的效率高, 适合批量生产, 也可以使用热固化, 或二者兼有等固化方式。

目前, 使用液态胶比较成熟的企业在贴合工艺上都比较保密, 设备只是一方面, 其实还有很多工艺上的问题, 刚开始做液态胶贴合的厂家也一直在摸索。国产的液态胶贴合设备也已经有了, 结构并不复杂, 复杂的是贴合的工艺。

液态胶贴合的一般流程为:点胶, 上下贴合, 检验及溢胶处理, 预固化, 固化。关键的难点就在上下贴合动作, 容易产生气泡。目前液态胶贴合尺寸可由5.08～106.68 cm, 针对大尺寸胶水粘度较低, 可采用围坝形式进行边框施胶, 控制胶水不溢胶。

4 OCA邦定技术与液态光学胶贴合技术分析及比较

OCA无法做到胶水那么薄, 本质上影响灵敏度 (触摸屏) , 耐温方面也相对差一些, 最重要的是价格昂贵。如果液态胶工艺得当, 用胶水的产能会提高很多, OCA生产工艺要求苛刻, 一般厂家无法生产, 被3M等几个厂家垄断。使用液态光学胶的主要原因是因为, 液态胶相比OCA胶带来说, 更能适应高度差和表面不平整的问题, 也就能更好的解决气泡问题。当然其生产成本优势也是业界考虑的主要原因, 一个行业的发展必然会随着时间价格慢慢下滑, 产品最终是走进普通百姓家里, 所以成本比较重要。表1为OCA邦定技术与液态胶贴合技术性能对比。

由此表对比, 可以看出液态光学胶的主要优点:

①成本低:成本比OCA贴合具有较大优势, 在大屏方面成本优势更大。

②周转方便:不用定制成型, 缩短备料时间, 使用方便。

③粘接方便:更好的解决异形, 三维基材贴合, 更强的粘接力, 可以灵活地控制胶层厚度。

④光学效果好:减少光线反射折射, 增强显示的对比度, 不易因贴胶产生牛顿环、彩虹纹等不良现象, 更好的防尘、防湿气效果。

⑤质量稳定:不易出现成品后质量不稳定等的现象。气泡问题、重工问题更是可以很简单的解决。

户外、手机、平板电脑等显示屏之前是用OCA绑定技术, 但这工艺的最终走向肯定是趋向液态胶贴合, 因为OCA胶本身存在生产加工良率的问题, 特别是尺寸越大, 良率越低, 成本也越高, 以及OCA胶的重工困难, 成品后质量不稳定, 可靠性差, 极端环境下会有脱胶、收缩等问题, 而液态胶贴合工艺成本低, 成品率高, 成品质量稳定, 应用在触摸屏领域灵敏度也高, 随着液态胶工艺技术的发展成熟, 促进了现今液态胶的快速发展, 未来显示屏硬对硬贴合转向液态胶贴合必然是大势所趋。

5 结束语

光学邦定技术作为一种新兴的实现液晶显示器强阳光下清晰可视的技术, 在近年来发展十分迅速, 在液晶显示行业竞争中发挥越来越重要的作用, 占领着军民高端市场的一席之地。随着光学邦定技术的不断发展, 应用此技术的显示产品最终会走进千家万户。

摘要：光学邦定技术的应用, 使液晶显示屏不用高亮背光就实现了阳光下清晰可视, 而且远比高亮背光效果理想。简述了光学邦定技术的原理和优势, 着重介绍了液晶显示光学邦定技术的两种实现方法的最新发展状况, 同时对这两种实现方法进行比较和评价。

关键词：光学邦定技术,液态光学胶,液晶显示,阳光下可视

参考文献

[1]田民波, 叶锋.平板显示器技术发展[M].北京:科学出版社.2010:305-308.

[2]梅遂生, 王戎瑞, 朱昌昌, 等.光电子技术[M].北京:国防工业出版社.2008:390-393.

[3]唐晋发, 顾培夫, 刘旭, 等.现代光学薄膜技术[M].浙江:浙江大学出版社, 2006:61-63.

房地产业3D技术动向与发展趋势 篇7

在大部分人心中,3D打印是十分前沿的技术,只存在于高新科技领域,但随着3D打印技术日益完善,从飞机、船舶等重工业制造到服装鞋帽、文体用品定制,特别是房地产业个性化设计与建筑,诸如楼房、住宅、会堂宾馆、救援简易房、移动屋以及各种门窗、梁柱与阳台等。3D打印制造的房屋建筑产品已经渗透到发达国家房地产业、相关的建筑设计与顶级会展中。

一、颠覆传统的时尚技术

这是房地产业前所未有的最具潜力的广阔市场。虽然不少人刚刚才听说“3D打印”,但实际上这项先进技术已经有20年的发展历史了。从1986年美国加州一家紫外线产品制造公司的工程师查克·赫尔研制出第一台3D打印机开始,3D打印技术走过了一条不算漫长的发展之路。但是到了2013年1月,荷兰建筑师Janjaap Ruijssenaars与意大利发明家恩里科·迪尼一同合作,策划以恩里科发明的D-Shape3D建筑打印机打印出一些包含沙子和无机粘合剂的6×9 (米)的建筑框架,然后用纤维强化混凝土进行填充。最终的成品建筑采用单流设计,由上下两层构成。该工程在2014年完成,并且参加了欧洲建筑业Europan竞赛。从此给建筑业带来了一场巨大的震动,并以“3D打印楼房”的全新科技颠覆世界建筑业。

3D打印是颠覆传统房地产设计与生产的创新技术,它将复杂的房地产结构绘制在虚拟的物体或动态模型上,实现了常规材料无法完成的概念,并创造出更多实用的艺术细节。同时,可以把跨学科的知识运用到房地产设计中,通过3D打印技术将灵感变成现实。

3D-Protohouse 2.0房屋。201 3年8月,英国伦敦Softkill Design建筑设计工作室首次建成一座3D打印房屋,看上去它犹如蜘蛛网一样。这座被命名为“Protohouse 2.0”的3D打印房屋,并非采用固体墙壁建造,而是在骨骼基础上建造纤维尼龙结构。据Softkill Design建筑设计工程师吉尔斯·雷特辛介绍,“Protohouse 2.0采用相同的极简抽象派工艺,使用足够的塑料来保证结构的完整性。”该房屋组件是场外制造的,在现有3D打印工厂里利用激光烧结生物塑料制成。雷特辛指出,这种方式比现场采用沙子和混凝土3D打印制造的效果更好,截至2013年3D打印制造的纤维结构只有0.7毫米厚。不太可能采用沙石进行打印,因为无法保证强度和完整性。在工厂环境下可以在建造过程中添加塑料或者金属等较结实的物质。关于3D打印建筑的前景,雷特辛认为,这种3D打印房屋概念将是房屋建造的革命性改变,甚至能够最终解决英国住房危机。他说,“比如3D打印数千平方米的房屋,只需花费1～3个星期的时间将所有组件制造出来,在做好准备工作的前提下,组装它们需要一天时间。”雷特辛指出,“未来的房屋不仅用沙石、砖瓦与混凝土,还可采用陶瓷、有机纤维、生物质塑料以及建筑垃圾与再生材料等进行3D打印建造。伴随着3D打印行业的快速发展,必然将逐步节约制造成本,这意味着不久的将来制造经济型3D打印房屋。

3D-Landscape house房屋。就职于阿姆斯特丹宇宙建筑事务所的荷兰设计师Janjaap Ruijssenaars,最近和艺术家Rinus Roe lofs—起设计建成了一座爱尔兰海岸新颖房屋结构的观景建筑,并把它命名为“Landscape house (风景之家)”。据Janjaap Ruijssenaars介绍,这座计划参加欧洲空间设计大赛的新颖建筑,整体使用意大利发明家Enrico Dini发明的D型3D打印机分段打印制造。这台打印机利用砂子和粘合剂打印,并通过生物质纤维尼龙进行强化,可打印出截面为6×9米大的房屋。Janjaap Ruijssenaars指出,这座景观房屋的外形酷似一个“莫比乌斯条形环”,由于3D打印所用的沙石强度不是很理想,Janjaap Ruijssenaars决定使用钢筋混凝土加强建筑的骨架,让“风景之家”和普通建筑一样坚固耐用。

3D-Cell structure房屋。采用新结构3D打印房屋的美国Branch Technology公司,其CEO普拉特·柏一德曾在建筑学领域有着近20年的从业经历,在创立公司一年半以后,普拉特重新调整了业务方向——致力于借助3D打印技术改变未来房屋的建造方式和结构,以便为房子、商业建筑等这一类房屋提供必要的支撑结构。这家初创公司Branch Technology从美国田纳西州孵化器中诞生,如今已经在种子轮融资中为公司获得了百万美金的投资,目前普拉特正在寻求将这一建造方法推向市场。其技术优势是使用一个多轴的3D打印机械臂,在不需要支撑结构的前提下打印矩阵式碳纤维和ABS混合的材料。普拉特把这种打印方式,叫做“Cell structure(细胞构造)法”。这种3D打印的矩阵结构能够支撑住指数级的重量,更为令人震惊的是它的建造成本同时也减少了一半。最近,Branch Technology公司已经启动一项奖金为1万美金的设计竞赛,鼓励参赛者采用他们的细胞构造法来设计和3D打印一间房屋。

3D-LGM房屋。总部设在美国科罗拉多州明特恩市的LGM公司,正在推广利用3D打印机为建筑设计事务所建造建筑物和度假酒店的模型。LGM公司创始人查尔斯·奥弗里正使用创新型建筑设计与自行开发的3D打印机D equilibrium软件,建造一个价值2000美元的数据模型;利用D equilibrium软件及其数据模型,房产开发商可以在一夜之间建成一座300～500平方米的LGM房屋。另一方面,现在该公司还开始设计并且应用D equilibrium软件打印房屋的各种构件,诸如梁柱、走檐、门窗框及其他建筑内的固定装置物,创造出独特的物件。奥弗里表示:“我们正从手工艺转向数码工艺。”

3D-Canal style房屋。荷兰DUS公司的建筑师们正在通过一台大约3.5米高的超大号3D打印机来生产塑料材质建筑部件,以搭建一座由13组套房组成的景观建筑项目。该项目命名为“荷兰Canal style (运河风情)房屋”,是世界上首个全尺寸3D打印的房屋建筑。据悉,该项目在2014年年初开始实施,具有非常超前的艺术性和概念性,预计整幢房屋搭建完毕共计需要三年的时间。据DUS建筑公司设计师Hedwig Heinsman表示,这座全尺寸3D打印房屋对现代建筑领域的技术起到了很大的提升作用。因为通过这台名叫KamerMaker的超大型3D打印机来打印建筑构件,其用料是环保可回收的材质,同时也试验了透明塑料和木质纤维混合物,也可以准确合理的预估出损耗,并且大幅降低运输成本。另外,为了结构的坚固性,DUS公司还在KamerMaker-3D打印时填充了轻量的水泥,并计划在今后的3年里不间断的测试强度。目前在这座3D打印房屋进行过程中已经在工作日对外开放参观。

3D-Green construction别墅。2015年初,在德国汉若威举行的“新绿色建筑全球发布会”上,E0S公司展示了一套“3D-Green construction”的别墅。据悉,这座3D打印建筑并非钢筋水泥浇筑,而是以高标号水泥与玻璃纤维作材料,依靠EOS公司的第四代打印机设备连续线性挤出打印成建筑。打印这些建筑的EOSint m280-3D机高6米、宽10米、长30米,所用材料主要是回收的城市固体垃圾,再经过检测辐射、高温锻造等深化处理,最后根据电脑设计图纸和方案,在现场层层叠加“喷绘”而成。

3D-Creative ability办公楼。阿联酋迪拜近日宣布将打造世界首座3D打印办公楼。该建筑将命名为“3D-Creative ability办公楼”,为单层建筑,占地约约185平方米,由高达6米的3D打印机层层打出,再经后期组装最终成型。其中的家具和大部分结构也都是由3D打印机制造。据阿拉伯内阁事务部部长穆罕默德格伽维(Mohamed A1 Gergawi)披露,“3D-Creative ability办公楼”是七国联盟携手运用尖端技术打造的新型建筑,将运用世界上最先进的打印技术,并且是第一个可以投入使用的3D办公楼。而且它将大大减少建筑成本,其建造时间将减少50%至70%,同时减少50%至80%的劳动力成本。

二、3D房地产技术动向

3D打印(3Dprinting)是制造业领域正在迅速发展的全新技术,被称为“具有第四次工业革命意义的制造技术”。作为全新的高技术,3D打印建筑综合应用了CAD/CAM技术、激光技术、光化学以及材料科学等诸多方面的技术和知识,让产品设计、建筑设计、艺术设计、工业设计等领域的设计者,快捷方便地获得全彩色实物模型展会,便于重新修定CAD设计模型,节省了为错误设计制造出来的装备费用和研制时间。运用该技术进行房屋建筑的主要流程是:应用计算机软件,设计出立体的加工样式,然后通过特定的成型设备(俗称“3D打印机”),用液化、粉末化、丝化的固体材料逐层“打印”出产品。

3D打印是“增材制造”(additivemanufacturing)的主要实现形式。“增材制造”的理念区别于传统的“去除型”制造。传统数控制造一般是在原材料基础上,使用切割、磨削、腐蚀、熔融等办法,去除多余部分,得到零部件,再以拼装、焊接等方法组合成最终产品。而“增材制造”与之截然不同,无需原胚和模具,就能直接根据计算机图形数据,通过增加材料的方法生成任何形状的物体,简化产品的制造程序,缩短产品的研制周期,提高效率并降低成本。

迄今为止,用于3D打印建筑的“增材制造”形式有多种多样,目前把材料进行3D打印建筑固化的方式有内熔喷叠、紫外降温、激光烧结和真空电熔等多种:一是内熔喷叠方式。即使用打印机喷头将一层极薄的液态塑料物质喷涂在铸模托盘上,此涂层然后被置于紫外线下进行处理。之后铸模托盘下降极小的距离,以供下一层堆叠上来。二是熔积成型方式。整个流程是在喷头内熔化塑料,然后通过沉积塑料纤维的方式才形成薄层。三是激光烧结方式。以粉末微粒作为打印介质。粉末微粒被喷撒在铸模托盘上形成一层极薄的粉末层,熔铸成指定形状,然后由喷出的液态粘合剂进行固化。四是真空电熔方式。这是利用真空中的电子流熔化粉末微粒,当遇到包含孔洞及悬臂这样的复杂结构时,介质中就需要加入凝胶剂或其他物质以提供支撑或用来占据空间。这部分粉末不会被熔铸,最后只需用水或气流冲洗掉支撑物便可形成孔隙。用于3D打印建筑的介质也是种类多样,从繁多的各种塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质;有些打印机还能结合不同介质,令打印出来的房屋构件一头坚硬而另一头柔软。若是从各种技术的成本来看,“熔融沉积”是整体成本最低的,因而普及度也最高。

3D打印无疑是颇具创造性的产业新技术,尤其是对于建筑设计领域具有重大意义,能够帮助设计师们更简单方便地制造设计房屋楼厦原型。除了Stratasys公司于1980年中后期发明最早的3D-FDM打印技术外,目前国外在房地产业开发并利用的3D新技术与打印新设备主要有:

3D-Layered manufacturing技术。为使遭受灾害袭击的地区能够迅速制造紧急住房,法国南特大学的开发研究团队INN0Print3D正在致力于解决这类问题。现在,以法国国家工程科学院士班诺特尤教授为首的INN0Print3D研究团队已经开发出制造紧急住房的“3D-Layered manufacturing (分层制造)技术”。应用该技术的工作流程十分简单:首先,把计算机辅助设计(CAD)的图纸发送给巨大的3D-Layered manufacturing打印机;然后,3D打印机通过一个可移动的喷嘴从铺设房基开始,一层层地把墙体、梁柱、地板、天花板以及电气、管道、通信甚至更高级的东西叠加起来,与传统的建造过程相类似。这台巨大的3D打印机具有多种功能,只要CAD图样画得清楚,不但能打印大型块状建筑物,而且可以保证打印完后留有装配环扣与孔洞,可以供房屋快速安装,以及让电线、门和窗户安放进去。据特尤教授介绍,采用3D-Layered manufacturing技术,可以在12小时内用所有的支架和设备直接“打印”出一套500～800平方米的成套房屋,而成本则不到传统方法的30%。这项经历了数年研发的3D建筑技术已经在2015年6月的“国际新绿色建筑(ITNGB)会展上成功展示,由于使用的建造材料混合了混凝土和纤维聚合物,因此比传统混凝土抗压能力更强。测试结果表明,每平方英寸能抵抗10000磅的压力,可以应用于建造包括廉价房和豪华住宅在内的任何样式的居住房。

3D-Contour Crafting技术。为了帮助全世界大约10亿急需改善住房条件的人提供足够住房,美国南加州大学工业与系统工程教授比洛克·霍什内维斯一直在研究3D-Contour Crafting (轮廓制作)技术建房新工艺。这种新工艺使3D打印技术在不到20小时的时间内建造一幢面积2500平方英尺的房屋。据教授比洛克介绍,采用Contour Crafting技术的3D-CPA打印机工作速度非常快,10小时之内能打印出一栋两层楼高、1200平方英尺的房子。该技术全程由电脑程序操控,可以用水泥混凝土为材料,按照计图的预先设计,用3D打印机喷嘴喷出高密度、高性能混凝土,逐层打印出墙壁和隔间、装饰等,再用机械手臂完成整座房子的基本架构。比洛克称使用该技术工艺不仅造价便宜、建造快速,而且而且会依据强大的几何计算、采用坚固的材料,来保证几年到更多的时间内,房子不会有质量问题。

3D-Hollow concrete技术。最近德国An Ningtong公司出资39亿欧元收购了德国第三大房地产集团Gag hair,一举成为欧洲大陆最大的房地产企业,并且对德国本土还处于碎片化的民用住宅和工业商用地产造成整合压力。为了重新调整房地产发展方向,德国An Ningtong公司的研发团队新开发出名为“3D-Hollow concrete”的建筑打印机,该机体积达到120米×6米×10米,能够“打印”三层以上全球最大最适用的楼房。据An Ningtong公司总工程师伯恩坎·杰姆斯披露,3D-Hollow concrete是本公司新开发的空心混凝土打印技术,该机打印建筑的流程是连续的,喷嘴将“墨水”黏结剂浇洒到数据对应的机械臂手叠加材料区域,浇到“墨水”的地方,机械臂手叠加的材料会在12小时内完成固化。整个打印都是从底部开始,逐层缕空而上,每次升高10～20毫米。杰姆斯介绍,3D-Hollow concrete打印技术能够打印出符合居住标准的别墅与三层楼房,最关键还是该打印机臂手所叠加的材料,这是一种以改良水泥混合玻璃纤维与Ying Heng石制成的材料。Ying Heng石是以二氧化硅、硅酸盐为原料,通过特殊纳米添加剂加工而成新型绿色可弯曲石材。由于3D-Hollow concrete技术采用了缕空式打印成空心墙体,使房屋的整体与部件的重量相对较轻。在打印中,电脑制作的3D模型为此提供样板,操作人员可以预留门窗等部件的位置,水电等管线可以在空心墙体中自由布置。杰姆斯说,“同样是建设两层高的建筑,传统方法要用一个多月的时间,而3D-Hollow concrete技术打印几个小时就能完成。”根据An Ningtong公司的测算,这种打印速度比传统的建筑方式节省50%的成本,还可以将城市所有建筑垃圾经过处理回收到建筑中去,使建筑更加环保、节能、耐久。在杰姆斯看来,该公司3D打印楼房的未来发展方向是:多数建筑没有钢筋,采用特殊纤维技术和Ying Heng石制造方法代替钢筋混凝土,并且比钢筋混凝土强度高3～5倍,实现3D打印建筑的工业化发展。

3D-X/Y axial stack技术。美国明尼苏达州Rudenko房地产公司与3DSystems公司合作,最近开发出了一台采用“3D-X/Y axial stack技术”建筑房屋的超级打印机。其外形像一台桥式起重机,两边是轴向轨道,而中间的横梁则是“打印头”,横梁可以上下前后移动,进行X轴和Y轴的叠加式建筑的打印工作。该打印机安装在一辆大型拖车的车尾,可使用计算机传送过来的模型,依据不同的建筑层面喷射出不同配制特殊水泥,一层层地将需求的墙面建筑成功,最后打印机伸出自动机械臂手,将这些墙面组合成为完整结构的房屋成品。据Rudenko公司建筑师达纳·麦金泰尔介绍,用3D-X/Y axial stack技术的打印机可以喷出高密度、高性能混凝土,由X/Y轴定向逐层打印出墙壁和隔间、装饰等,再用机械手臂完成整座房子的基本架构。全程由电脑程序操控,在12小时内可建造一幢面积2000平方英尺的建筑。麦金泰尔说,该技术打印出来的墙壁的强度系数约为10000psi (即每平方英寸能够承受10000磅压力),远远超过了传统房屋的墙壁,而且节省了20%～25%的资金和25%～30%的材料;同时将节省45%～55%的人工,相应地使用更少的能源,排放更少的二氧化碳,不仅大大降低了成本,而且大大提高了速度。

3D-Robot construction company技术。西班牙Catalonia高等建筑研究院最近研发出一组“3D-Robot construction company技术”,其实它就是一个全新3D打印建筑机器人组合,可以像一组建筑团队那样按需分配并各负其责以3D技术打印出一间房屋,其运作方式基本上和同类型的无人建筑机器人一样,逐层浇筑流体建筑材料。但是它最大的不同在于,可以打印的建筑体积更大,速度更快,而且设计方法也与众不同。在3D-Robot construction company技术组合中,其核心是一个庞大的主体机器人Construction foreman,它有两个装有液化合成大理石的大型智能圆筒,大理石材料经独特的配方制成;并利用气胎注射筒通过料管推动材料,那些料管将被安置在建筑工地上,Construction foreman在团队中扮演的角色就像一个包工头,在建设过程中“招募”各相关领域里的建筑专业资源。在建筑开始时,Construction foreman首先指令团队中的地基机器人沿着地上标记的线进行的工作。地基机器人是一台装配了传感器的设备,在标线的地基进行夯实后,建筑师可以在Construction foreman台上先勾勒出建筑的轮廓,又指令“地基机器人”进行连续螺旋式循环的3D打印工作,以砂石与混凝土浇筑建筑物的地基。一旦地基打印好,Construction foreman又指令一个“抓握机器人”紧夹在地基上面,它和地基紧密的黏合在一起,瞬间就能变成世界上最先进的“建筑工”。抓握机器人的工作可以从底层开始堆积材料并浇筑好前20层建筑。它的喷嘴可以水平移动与扩展,便于在地基基础上使用更多材料来创造建筑,它还可以在建筑物上面增加动态纹理,可以打印屋顶或其他悬臂结构。在浇筑新型材料时,为了加速材料的干燥固化速度,抓握机器人还配有一对加热器,可以吹出198℉热风迅热固混合型大理石等建材。在工程完工时,Construction foreman又指令一个“真空检验机器人”开始工作,这个机器人可以遍历整个建筑结构,然后发现地基机器人与抓握机器人所有工作中没有做到位的地方,它会及时弥补并加强已打印建筑物缺陷与不足的材料。据研发3D-Robot construction company技术的负责人曼弗雷·卡瓦莫托表示“我们可以肯定,该技术组合将在未来建筑领域里扮演非常重要的角色,其快速、低价、安全的效率让建筑机器人将有可能成为下一代3D建筑工业化必备的强大工具。

三、3D房地产前景展望

展望未来,3D打印是以数字化、网络化为基础,以个性化、短流程为特征,实现直接制造、现场制造和批量定制的新型制造方式。其未来巨大潜力的生长点表现在:与生物工程的结合,与艺术创造的结合,与消费者直接结合。从市场角度分析,由于人们生活水平的提高与生活方式的改善,多种形式的娱乐与休闲、运动与健身健美等消费水平将不断提升;从社会时尚观念分析,人们的时尚观念将会不断增强,社会对房地产品的社会化制造和个性化生产具有越来越广泛的需求,可以说市场前景乐观,潜力可观。从产品供给方分析,房地产业将会不断致力于产业转型升级,高新技术普遍应用,形成了相当的应用基础。

所以,3D打印技术将会对房地产业、消费者、市场形态和全球经济产生以下发展动向:

动向1——房地产的本土化。正如3D打印机发明人查克·赫尔预言:“美国著名3D公司3DSystems可能在十年内成为一个纯粹的建筑软件公司。”如果发生这样的情况,就是因为3D打印技术——未来你居所需求的一切都将向你靠近。比如说,有一天你在家发现阳台陈旧且破裂了。你只需要在网上查一下,在家或者你附近的3D打印店打印出来,然后以一款式样新颖的阳台替换。又如你的葡萄园旁要设置一座赏鸟小屋,利用回收的一些塑料、陶瓷片等就可以打印出一座新奇的小屋。于是在世界各地,数字3D打印房屋系统将成为全球房地产业网络中的一大连接亮点。被称为直接数字制造的本土化房屋成品及其构件更适合使用,将会比现在的房产开发商与购租房屋更方便且更有效。

动向2——定制房屋及其材料。在未来的3D打印房屋的发展中,定制房屋及其材料将会成为可能,甚至打印个性化房屋将发生质量革命。比如有远见的荷兰建筑师皮特·布洛姆将会尝试3D技术利用石墨烯打印一座非常灵活而且透明的六角形塔状休闲屋,其屋体强度是钢的100倍。在未来,伦敦设计师沙姆斯·亚丁基于合成原细胞微粒可再生的优势,将会利用3D-Biosynthesis技术打印出一座对光和室温会自动调适且具有自动修复墙体破损功能的智能生物屋。

动向3——减少房地产业建筑对环境的破坏。传统的房屋建筑过程往往是浪费和肮脏的。在许多方面,3D打印将会减轻浪费和碳排放。比如3D打印只使用构成产品的材料,极大地提高了原材料的利用率,大大减少材料浪费。特别是在传统建筑中,很多产品与材料往往要经过长途跋涉才能到达消费者手中。随着3D打印的普及,生产和装配可以在当地进行。只有原材料才是唯一需要运输的东西,而且它们占用更少的运输空间。另外,3D打印技术能够帮助公司实现按需生产,所以可以大幅度减少房屋库存以及过时房屋产品造成的浪费。还有3D打印的产品部件损坏后使用者可以回收再打印一个新的,所以整个产品没有被扔掉,也减轻了房产开发商技术服务的压力。

动向4—革命性大规模生产。大规模生产房屋楼宇是3D打印面临的最大挑战,但随着采用大型3D打印机的使用和技术的迅速发展,以更快的速度浇筑房屋构件的打印机将彻底打乱传统房地产制造业。比如门与窗的构件:制造部门使用的3D机械设备可以与门窗构件的市场需求实现高度定制化,而且很便于更换。现在已经能够3D打印移动房屋、单套别墅、低层次楼房等,所以3D技术进入这个行业只是时间问题。又如赈灾救援房系列、旅游野营蓬居、工地场院活动房等小尺寸、形状规则和材料简单使得这个行业天然的适合3D打印制造。

动向5——应用纳米理念。例如,澳洲墨尔本大学最近应用纳米材料以3D技术打印薄纸型居家用太阳能电池获得成功。与传统太阳能电池板不同的是,这种太阳能电池纸可以在包括玻璃和屋顶等实际的房屋位置上被直接打印出来,成为普通房屋的新型发电装置。研发者希望能够在不远的将来,以低能源为应用起点,逐步实现这种新型发电装置的商业化制造,能够为一座座整栋摩天大楼提供能源。应用3D打印概念,纳米技术将使房屋及其构件的加工速度更快和性能更有效,因此在经济上比大多数未来主义者的想像可行。因为这项技术可有效减少发达国家对传统能源的依赖,同时,也能为发展中国家提供一种经济、可实行的电力来源。

动向6——无限目标导向设计。3D技术允许打印房屋及其构件应用无限复杂的几何材料,因此可能成为人类有利的限制因素。目前,计算机辅助设计(CAD)工具用于手动创建文档和分析设计。开始你要有明确的目标因素,如力度、重量、耐久性和计算机生成上百的设计的可能,根据目标导向为不同的目标推荐最好的设计。结合3D可以打印的无限形状和材料以及强大的计算机设计,没有人可以想象,在将来最好的建筑设计师不是想出最好设计的人,而是懂得计算机无限目标导向设计的人。

动向7——拉动不发达地区。发展中国家房产市场是相当滞后的,特别是许多贫困国家与地区最基础的居室住宅及其市场,往往是与全球产供链断裂的。但是3D打印技术拥有使其房产市场重新加入经济循环的能力。例如美国的3D venture公司,最近针对发展中国家开发了一款价格经济的产业级3D-Simple house技术的打印机。该公司已经开始在拉丁美洲、非洲与大洋洲进行推广,特别是与智利政府的一项计划StartUp Chile合作。据悉,该公司在3D-Simple house技术与智利StartUp Chile合作的项目中,有20万平方米的贫民适用房、10万平方米的活动房以及近5万平方米的简便商铺等。这些项目都用可回收材料进行打印交付。

动向8——创建新的艺术媒介。“艺术创客”运动正在变得越来越小众,而艺术建筑与建筑艺术也在借助高新科技颠覆传统的设计艺术与建筑工艺,创建新的艺术媒介。新兴的3D打印技术正在被用来创造与创建一种新的现代建筑艺术形式,特别是用于造型奇诡、风格独特的异形建筑的打造,这类建筑的建造成本通常比较高昂,工期长难度大,但是3D打印技术却可以轻而易举解决这个问题。比如美国南佛罗里达学院(Florida Southern College)将使用3D打印等创新技术修复由美国最著名建筑大师劳埃德·莱特80年前设计的著名建筑群——Child of the Sun,这是该学院建筑学区12座形态各异的特色建筑,被世界文化遗址基金会列为全球100个最濒危建筑遗址之一。又如荷兰建筑师Janjaap Ruijssenaars利用3D打印技术已经建成一个外形酷似“莫比乌斯带”(mobius strip)的建筑物,这是一种只有一个表面且连续闭合的数学拓扑结构。巴西国家公园希望能与Janjaap Ruijssenaars合作,用3D打印技术制造一间外形如同莫比乌斯带的博物馆,用来陈列在本地发现的文化物品。其实,我国很多建筑已经用到了3D打印技术,比如上海大剧院、凤凰卫视大楼、水立方、青奥会议中心等。

动向9——影响全球经济。随着3D打印技术的勃兴,创意和独创性取代了劳动力成本而广受制造商的追捧,因此,3D打印技术有望挽救建筑业的颓势并且对全球房产经济产生深远的影响。麦肯锡全球研究院最近发布的一份报告指出,3D打印技术将对全球房地产业与房产经济产生颠覆性影响。该公司预测,10年后,3D打印技术会大幅减少新房产的开发周期。届时越来越多的房产公司将会更加关注客户的反馈和真正实现以客户为中心的产品设计和技术开发。3D打印技术也将会大大减少新房产进入市场的成本,预计未来小型、微型房产企业将更具活力。

动向10——第四维4D打印。现在你可以看到3D打印带给我们的改变,但是你准备好4D打印了吗?有了这个技术,在未来环境发生变化的个时候,你可以光敏或热敏材料、记忆材料与原细胞微粒等打印一个3D智能房屋,它可以自动的装配或改变形状,还可以对光、室温和湿度自动调适。这是第四维,这项技术是有麻省理工的SkylarTibbits首创的,并且已经为建筑业和消费者带来广泛的影响。想象一下一个4D打印砖结构的建筑物,将水加入其中直至装满到某一确切位置才能够被用得到。再设想一下,如果居室用水的管道破损了,它们可以自动修复。虽然这项技术是全新的,但是未来会成为4D打印的一个全新的维度。

四、3D房地产市场发展趋势

“3D打印”技术无疑将给建筑业带来一场革命。如果与常规房屋建筑相比,采用3D打印建筑的“增材制造”有许多明显的优势。首先是传统建材工厂需要大面积的车间,而3D打印建筑不再需要复杂的生产线,使得生产单件建筑构件的成本与批量生产一样便宜;其次是原材料利用率提高,能够大幅度地减小构件废料,最低只需要原来10%的材料;三是生产废料减少,几乎没有建筑垃圾及其污染;四是产品形状结构的设计自由度大幅提高,有些用常规方法无法生产的奇形怪状的零件,3D打印技术也能够创造出来,而且形状复杂度的提高几乎不会带来额外制造成本;五是建筑流程简化,任何房屋结构与构件制造的数字化程度和设备的通用性水平大提升;六是现在的建筑工地离不开大量的工人,可这些在未来也许会被十几台3D打印机和几名工人代替。特别随着“3D打印”技术的普及,建筑业用工荒与伤亡多的难题有望得到缓解。3D打印技术将比现在的建筑过程用人更少也更加安全,在美国每年有1万个建筑工人死亡,40万个工人受伤,3D打印机将会终结建筑业这些历史问题并大量压缩建成一栋房子的时间。

作为一种全新的制造方式,3D打印技术的确正在给传统的房地产制造业带来深远的影响。基于这些生产方式与技术特点的延伸性优势,仅从产品供给方分析,房地产业近年来致力于产业转型升级,普遍应用机器人与智能技术、大规模定制技术、敏捷制造技术、一次成型技术等高新技术,形成了相当的应用基础。另一方面,3D打印机技术在许多国家越来越得到重视,欧美有些国家房地产业建立了3D打印技术产业联盟,也形成了一定的技术基础。因此,3D打印技术有望挽救世界房地产业的颓势并且重振各国经济。

根据咨询公司Wohlers Associates的统计,2014年全球3D打印产品(设备+服务)的销售总额已经达到45.4亿美元,其中3D打印房屋(设备+服务)的市场份额只有10亿美元左右。该机构预计未来5～10年全世界房地产业的3D打印市场将会以年均20%～35%的速度膨胀,预计至2024年,全球房地产业的3D打印市场规模可达100～350亿美元的总量。另据Frost&Sullivan发布的远景调研信息,预期到2030年,全球房地产业的3D打印市场规模将达到700～1000亿美元。

作为全球重要的制造业大国,3D打印技术在中国同样获得了政策面和产业面的高度重视。世界3D打印技术产业联盟秘书长、中国3D打印技术产业联盟执行理事长罗军表示:现在中国还是3D打印技术的起步阶段、产业化的酝酿阶段。未来3～5年将是中国3D打印技术最为关键的发展机遇期,如果推进顺利,2015年同比翻一番没有大问题,2015年全国3D打印产业整体的销售规模有望达到80～100亿,到2020年产值将达千亿元人民币。这一趋势无疑是我国房地产业提升与转型的一大契机。

液压技术的发展动向 篇8

一、电视台视频档案管理现状分析

电视台具有海量的视频档案, 因此在信息化时代, 视频档案的管理成为了电视台媒体资产管理工作的重中之重。

目前各大电视台因为视频档案众多, 并未对视频档案的管理给予足够的重视, 很多视频档案的管理还处于人工阶段, 这种方法费时费力。面对海量的视频档案, 人工管理的工作量十分巨大, 具体的分拣、归类、提取变得十分困难, 由于保存不当, 很容易丢失。

另一方面, 电视台缺乏具有专业素养的媒资管理人员。部分管理人员具备传媒方面的素养, 但是系统维护、计算机能力欠缺;计算机管理人员熟识计算机知识, 但是对于视频本身的分辨能力、编辑、采集能力缺乏。

电视台视频档案管理亟需开发新的系统, 攻克关键技术, 提高管理系统的能力, 为其他工作服务。

二、基于工作流的管理系统的设计

信息技术的发展总共分为三个阶段, 第一阶段的主要任务是进行单一的数据处理, 直接将获取的数据记录交付给信息需求者, 不进行数据的转化;第二个阶段中, 对数据进行科学管理, 逐步的更新、整合, 提高其准确性;第三阶段, 信息管理系统可以结合不同的用户的需求进行不同的管理系统的设计。对于电视台而言, 发展到如今, 媒体资源、视频档案的管理最关键的部分在于信息资源的共享和技术支持, 进而高效利用现有资源。

1994年, WFM C提出的工作流管理系统的参考模型, 通过对业务流程运行过程中所涉及到的各个环节和流程, 如视频处理流程, 进行详细的定义之后, 被创建为流程实例;然后对其具体的操作活动进行分解, 将其执行为具体的活动实例, 最后通过工作流管理系统进行人工操作, 执行工作项, 进行调节和干预, 实现该任务的自动处理。

在本研究中, 以ASP.NET为开发工具, 采用SQLServer数据库系统, 从工作流出发对视频档案管理系统进行设计。ASP.NET是一个统一的Web开发平台, 它提供生成企业级Web应用程序所需的各种服务。SQL是结构化查询语言的简称, 其主要功能是联系各种数据库, 进行数据互通和互操作。利用这两种关键技术设计的视频档案管理系统, 共包括用户管理模块、视频档案采集管理模块、视频档案审核管理模块、以及视频档案管理模块、系统设置模块, 利用ASP.NET和数据库技术, 实现了系统内的所有功能模块的正常运行。

该系统与传统的系统相比, 缩短了视频编辑周期, 增加了视频的信息化管理, 视频保存的周期大幅度提升, 切实提高了电视台视频档案管理工作的效率。

三、基于镜头分类的视频检索系统的设计

视频内容分析是近年来随图像内容分析的深入探索而兴起的新的研究方向之一。简单的视频名查询和类似录像机的播放功能已经不能满足人们的需求了, 就像一本书需要目录和索引来帮助人们快速浏览和查询所需内容, 一部视频同样也需要有效的目录和索引。传统的方法需要由人工对视频进行标注, 十分费时费力, 而且受主观影响很大。并且当视频档案的数量达到海量级, 或是处理的速度要求接近实时的时候, 完全采用人工的方法就会遇到难以克服的困难。学术界、商界基于此问题, 对于视频检索方法和模型的研究不断增加, 一些原型系统先后被提出, 如IBMQBIC/Cue Video, Virag公司的Video Engine等。但是诸如视觉/听觉内容的机器理解, 建议底层特征与高层语义的联系, 这些都是目前遇到的难题, 这方面的研究进展是实现视频档案等多媒体资源有效管理的关键之一。

在这部分学者的研究中, 有学者通过对视频镜头特征提取与分类的研究, 实现了一个机遇镜头分类的视频检索系统。即将提取的镜头信息写进数据库, 然后针对镜头类型完成相应的项目检索, 实现视频档案的快速管理。用户只需将视频序列输入该系统或者将视频放到视频档案库, 系统就会自动对视频序列进行镜头检测, 并对镜头运动类型等基本特征进行判断, 将判断结果写入数据库相应的字段, 用户可以通过检索界面, 检索到满足某要求的视频。该系统可以辅助用户对不同镜头特征的形象理解, 也可根据不同视频镜头类型的特点, 总结出不同导演或者不同类型视频使用镜头的规律和拍摄风格, 为学习者提供参考。

该系统的特点是自动实现视频镜头的检测和分类, 将结果写入视频数据库, 无需用户手动选择, 系统就可以对镜头的各个基本特征进行自动提取, 完成了视频档案的自动化管理。

四、依托互联网实现视频档案的再利用及盈利

电视台也需要盈利, 虽然电视台拥有固定的客户群和盈利方式。网络的兴起对电视台造成了极大的冲击。而电视台因为业务开拓意识薄弱, 单一的高度依赖广告收入, 缺乏技术开发, 使电视台盈利蒙受损失。但是作为发展多年的媒体, 长时间的积累使电视台拥有海量的视频档案, 而这些媒体资源不管是质量还是数量都是其他的新兴媒体无法比拟的。

在信息时代, 电视台应该利用自身的优势, 展开业务研究, 寻找新的利益增长点。网络视频就是其中的一个关键点, 电视台应该集中攻克网络视频运营的技术, 实现视频档案管理的经济效应。视频档案再利用的价值可分为以下三种:重播;制作新闻;制作专题片。其中专题片是最具升值潜力。电视台在几十年的发展过程中积累了大量的视频档案, 媒资管理人员如果能对视频资源进行详细的分类, 制作成某一类型的专题片:如城市变化史、服装变迁史、重大事件的纪录片……这样的专题片的震憾力量和社会价值将远远大于单个视频的价值, 发挥出具体的再利用价值。如果能够更好地营销, 借助互联网便捷的宣传效应, 其巨大的经济价值;对社会的影响力;对学生、网民的教育价值不可小觑。

在专题片、视频新闻的运营策略中, 电视台应该对视频档案的存储情况进行详细的分析和统计, 而后进行广泛的调研和讨论, 选择并制作符合市场的专题片或者是具有重点社会价值的新闻纪录片, 将视频档案的优势充分发挥、利用。

参考文献

[1]胡铎膑.基于工作流的电视台视频档案管理系统[D].成都:电子科技大学, 2013.

液压技术的发展动向 篇9

为有效减少船舶温室气体的排放，满足越来越严格的减排规则、标准的要求，近年来，工业界(航运业、造船业、船级社、大学及相关研究机构)加大了船舶技术的研究力度，并开始针对规则的要求开发新产品，各种减排新技术、新产品不断涌现，同时也推动船舶工业向着更安全、更环保的方向发展。

一、船舶温室气体减排规则制定背景及进展

早在1997年召开的联合国气候变化框架公约(UNFCCC)缔约方第三次会议的决议附录中，就提出了“国际航运界应和国际航空界一起在专业的国际机构的指导下，致力于减少温室气体的排放量”的要求。按照该项要求，国际海事组织在2003年的第23次大会上通过了“国际海事组织关于船舶温室气体减排的政策和实践”的大会决议A.963 (23)，随后国际海事组织按照此项决议不断推进温室气体减排的技术手段(改善新建造船舶的能效)、操作手段(减速航行、最佳航线选择等)、基于市场机制的经济手段(燃油附加税、排放权交易机制等)的研究和制定工作。2011年7月11～15日召开的MEPC62次会上，正式通过了MARPOL公约附则VI有关船舶能效规则的修正案，船舶能效规则适用于所有400总吨及以上国际航行船舶，将于2013年1月1日生效。船舶能效规则规定了适用船舶四个阶段(2013～2014年、2015～2019年、2020～2024年以及2025年以后)的EEDI排放限额折减率，依次降低比率为0、10%、20%和30%。

新船能效设计指数是国际海事组织从技术角度针对未来新造船提出的一个船舶设计和建造上的能效指标。其公式是由二氧化碳排放量和货运能力的比值来表示的，当前的EEDI公式适用于采用传统推进方式的船型，但采用柴电推进、涡轮推进和混合推进系统的船型不适用该公式，下一步EEDI的约束范围将进一步拓宽。新船能效设计指数自提出以来，经过多次修订，目前，新船能效设计指数和基线公式仍在测试阶段，国际海事组织正利用前10年间的数据进行基线设定。

总之，温室气体减排的各项规定、措施正在不断地验证、完善中，随着国际海事组织关于温室减排力度的增加，各项规定、措施将逐渐全面展开。

二、温室气体减排规则对船舶工业产生的影响

温室气体减排规则的不断完善和推进对船舶工业界带来了不小的压力。温室气体减排规则将推动船舶技术发展方向、带来市场需求变化、影响产业竞争格局。

首先，温室气体减排规则对造船界而言不仅带来了技术的整体变革，同时也带来了理念的转变。温室气体减排的实施将对现有船型的设计、建造等理念和技术产生严重冲击，造船界将面临包括推进效率、海洋环保等一系列技术变革，需要对长期应用的传统技术进行重新审视。另外，温室气体减排将对市场需求带来两方面的变化：一是，产生新的替代需求。如，对于船舶能效要求的提高可能加速现有船队中老旧船舶的淘汰，从而使新一代节能环保型船舶占据市场主导产品地位。二是，催生新的市场需求。国际海事组织的温室气体减排规则扩大了主机节能装置(废气再循环系统、余热回收系统)、新能源推进装置、轻型设备或材料等产品的市场需求。总的来说温室气体减排规则将为造船和配套企业开辟一些新的市场空间。第三，温室气体减排规则将改变产业竞争格局。应对减排规则的能力和速度直接影响船企的竞争能力。特别是在当前市场仍未复苏、全球产能严重过剩的情况下，市场的供需不平衡导致船东处于市场的主导地位，造船企业的议价空间进一步受到限制。对于新规则的适应能力成为拉大造船企业竞争能力的重要因素，直接影响船厂的接单和生存能力。

三、工业界研发新动向

面对日益严峻的减排形势，工业界主要从优化船型、提高主机性能、采用新型推进系统与动力装置等方面采取了积极的应对措施。

1. 优化船型设计

日本造船协会(SAJ)通过研究，提出了一种减少风阻力的船体优化设计技术———方角切削(square corner cut)。日本造船协会通过将此技术应用于一艘2003年建造的VLCC的上层建筑中，实验证实，可将风阻力降低10%;此外，SAJ将此技术应用于一艘PCC船(COURAGEOUS ACE号)的船体设计，据SAJ统计数据表明，在风速为10秒/米的情况下，改进的PCC比普通PCC速度提高0.5节。

挪威乌尔斯坦沃尔夫船厂(Ulstein Verft)经过多年研究，推出了具有革命性的弓形船身设计(Ulstein X-BOW)技术。采用该弓形船身设计可有效降低燃料消耗，并提高船舶在恶劣天气条件下的航行速度。另外，这种设计亦可降低船舶和货物受损的风险，以及增加载货量。

此外，目前由日本财团资助的温室气体减排项目中，也将开发可减少波浪阻力的弓形集装箱船列为其短期主要研发项目之一。

2. 提高主机性能

提高主机性能，减少主机有害气体排放也是船舶温室气体减排的一个重要方面。目前，大型船用柴油机主要生产厂家都在对船用主机性能进行优化，深入研究二氧化碳、氮氧化物的减排技术。

欧盟提出船用超低排放高效燃烧发动机计划———Hercules，总投资8000万欧元。该项目定位于研发高效清洁船用柴油机动力系统以大幅减少航运界二氧化碳的排放，计划到2020年，通过将船用柴油机的燃油消耗降低10%，效率提高60%，来大幅减少二氧化碳的排放，同时实现减少70%氮氧化物排放和50%烟尘排放。该项目共分两期，第一期始于2004年3月，研究周期43个月，于2007年9月结束，主要集中于仿真软件、测量技术等工具的开发，和分析减少排放和燃油消耗的各种潜在路径等内容。目前已进行到第二期，该阶段研发内容包括：极限参数主机，新概念燃烧系统，智能、可调、多级涡轮增压器，废气减排系统，整体动力系统优化，降低摩擦磨损的先进材料，新型电子元件及控制系统等7个方面。该项目共有来自13个欧洲国家的38个机构参加，参与单位除两大船用低速机品牌商曼恩和瓦锡兰外，还包括发动机零部件供应商、设备制造商、大学、研究机构、航运公司和船级社等。

日本最大的柴油机制造商三井造船为了减少大型船用柴油机二氧化碳的排放量，不断进行新技术领域尝试，研发出了废热利用和高/低温排放分配系统等重要减排部件。为了验证这些部件的效果，三井造船在2010年利用单缸模型开展了柴油机重要部件的实际测试。

日本川崎重工将建造专门的试验工厂来研究两冲程船用柴油机的环保技术。该试验工厂的建立主要是为了应对日益严格的氮氧化物排放规则和相关环保要求，并对今后柴油机的技术进行改进。对于用来发电的辅机，日本四冲程主机制造商也在针对氮氧化物减排要求进行改进。2009年5月，雅马哈公司宣布他们第一台满足国际海事组织法规第二层要求的主机通过日本船级社(NK)的认证。该公司称这种新技术是基于一个米勒循环主机和一个高压增压器组合实现的，这种技术也能应用到其他主机模型上。

此外，现代重工已成功完成全球首例符合国际海事组织新标准要求的环境友好型船用主机生产。新主机比现有主机可减少约15%氮氧化物排放量，其中核心部件涡轮增压器、燃油阀、空气冷却器均由现代重工自主研发。

3. 新型推进系统与动力装置

多年来，挪威船东、咨询公司、船厂以及相关权威人士一直关注于LNG燃料船相关技术的研发，不断地将LNG燃料应用到除LNG船以外的船舶上。目前一些使用LNG燃料的渡船已在北海地区服务。据使用这些船舶的船东介绍，这些船舶的氮氧化物的排放量减少了89%，即每艘船每年减少了159吨的排放物，每年可为船东节省100万美元。另外，二氧化碳的排放物减少了20%，即每艘船每年减少2157吨的排放物。硫氧化物排放量则减少了100%。据悉，使用LNG能源可以使船舶的燃料燃烧效率增加30%。船舶每年约消耗7000吨LNG。此外，Eidesvik近海公司又与Vik Sandvik设计公司联手开发出了LNG燃料平台供应船(见图4)。Eidesvik表示，与普通船用柴油船相比，使用LNG燃料平台供应船可以使氮氧化物的排放降低84%，二氧化碳排放降低20%。

英国劳氏船级社正在进行一个为期两年的生物柴油驱动船用主机的可行性研究项目。此项目主要是研究生物柴油的储存稳定性、负面影响等方面的情况。可行性测试将在马士基的“Maersk Kalmar”号集装箱船上进行。此项目采用的生物柴油的主要成分为脂肪酸甲酯(FAME) ，主要来自温带地区的玉米作物或者重复使用油。测试最开始将使用含5%～7%生物柴油的混合柴油作为燃料，随着项目推进，这个比例将逐渐提高。

此外，非燃料动力系统的研发速度也在加快。欧盟创新风力推进技术研究计划(WINTECC)总投资412万欧元，是工业界第一个对风筝装置及其控制系统进行测试的项目。该项目的第一个原型机系统于2008年安装到全长132米，总载重1万DWT的“Beluga SkySails”号多功能货船上，以测试风筝装置及其控制系统对减少船舶的燃油消耗与温室气体排放的效果。三菱重工在2008年末建造了世界上第一艘搭载太阳能电池面板的汽车滚装船“御夫座领袖”号。这艘可以运载6400辆汽车的巨型货轮，花费1.5亿日元，船长200米，排水量达6.02万吨，安装了328片太阳能电池板。这组太阳能电池阵列提供的电量可以达到该船总用电量的10%左右。

英国南安普顿一家海运公司正在研制不用燃料零污染“奥赛里”未来船。该船没有发动机、不使用任何燃料，只靠阳光、风、海浪中获取能量作为船舶推进动力，因此不向空气和海洋中排放任何污染物。该船船体外面设有112个像海豚鳍一样的鳍状物，将会有效地利用海浪的能量，而风能的利用则靠3个巨大的帆，帆上装置的光板能够收集太阳能。通过上述三种途径获得的能量，可使“奥赛里”型船航速达到15节，而船两舷的突出部位保证了船舶的平衡。该型船甲板面积相当于14个足球场，船全长249.94米，一次可以装载1万辆汽车。船上还配备了大容量的能量储存装置，以备外来能源不足时使用。“奥赛里”型船海运公司称，该船造价高于常规船，拥有部分特征的船舶将在5年内建成，但是完全无燃料“奥赛里”型船可能要到2025年才能面世。

4. 船用节能装置

荷兰DK集团研发的ACS气腔系统是现已通过德国船级社(GL)的认证。船舶安装使用ACS技术的气腔系统后，只要启动装置在甲板上的喷气系统，船底气腔便被即时注入空气，减少船体与水面的摩擦阻力，这样最多能降低15%的燃油消耗量，从而减少二氧化碳的排放量。目前，DK集团正在向大型、低速的船舶推广此项技术。DK集团、德国船级社与丹麦的海事技术研究所合作，对ACS技术进行了改进，并将ACS系统安装在200, 000DWT型散装船进行了测试。

三菱重工研发了“空气循环系统”，用于降低船舶和海水之间的摩擦阻力，从而降低二氧化碳排放10%左右。

5. 综合减排项目

丹麦工业界联合提出了一个旨在开发船舶有害气体减排技术的“未来绿色船舶”计划。该计划的目标是研发多种节能减排设备将某些船型的二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物的排放分别减少30%、90%、90%。该计划主要从机械装置、推进系统、船舶操作以及后勤保障四个方面进行考虑。具体包括：废气再循环系统、废热再循环系统、柴油机自动监测系统、硫氧化物及微粒物洗涤系统、选择性催化还原系统、全自动自清洗过滤器系统、乳化燃料系统、空气润滑系统、涡轮增压器、先进螺旋桨等。

该计划由丹麦海事技术中心统一组织协调，丹麦海事基金会提供联合研发资金，成员承担各自研发项目的费用。凡愿意加入绿色船舶工作组，并愿意与之共同努力降低船舶排放的所有丹麦本国公司或分公司，均可以成为该计划成员。目前该组织主要成员包括：曼恩柴油机公司、A.P.Moller-Maersk、DFDS、Odense Steel船厂、Aalborg、ABB、DK集团、丹麦海事技术中心、丹麦理工大学等企业和机构。

日本则在其《国际航运温室气体减排总体战略》中，明确提出了开发对转螺旋桨、螺旋桨节能附加装置、高效废热回收系统等多种节能减排设备。日本新来岛船厂与日本九州大学联合开发了一种高效螺旋桨。利用这种新的螺旋桨(通过优化设计，改善了横截面的形状强度)，推进效率比传统的螺旋桨高出2～3%。新来岛船厂把这种螺旋桨作为其节能船的王牌，并准备继续在新造船舶中引进。装备这种新型螺旋桨被视为未来船舶的标准特征。这种新螺旋桨被命名为K3 (K-立体)螺旋桨，历时两年研制成功。其研发始于2007年，日本政府财政通过日本船舶技术研究协会 (JSTRA) 与日本基金联合委托研究。

由日本邮船及其下属全资科技研究所MTI设计、芬兰的Elomatic海事公司和意大利的Garroni船舶设计公司三家公司联合开发的NYK2030超级生态概念船主要以液化天然气为动力，辅以太阳能电池及风帆推动，通过使用铝合金、合金和夹层板结构，以及对船舶主尺度和稳性的优化导致的无压载水设计，船舶的排水量可降低20%，从而导致所需的总功率可降低9%～12%，可实现集装箱船二氧化碳减排69%。