什么是极端制造
极端制造是指在极端条件或环境下,制造极端尺度或极高功能的器件和功能系统。
极端制造集中表现的领域在微细制造、超精密制造、巨系统制造和强场制造等方面,极端制造是一国制造业硬实力的集中体现。如极小尺寸的微纳制造,能将硅片切成芯片,完成高精度、如此小的制造,这样纳米级的集成电路制版的装备,是一个国家制造技术的综合考量;几万吨水压机的极大尺寸制造,是制造超大型飞机精密模锻框架高强度、超大构件的前提。此外,还有超大油轮、航空母舰、超音速飞行器等经济军事领域的极端制造,对一国经济安全和国防安全都起着至关重要的作用。极端制造集前瞻性、先导性和探索性的技术于一体,是未来高技术更新换代和新兴产业发展的重要基础。一个国家的制造如果能更多地抢占极端制造的领地,这个国家就是制造强国,在制造领域能够拥有更多的话语权。
极端制造的问题焦点
1、强场制造的多维、多尺度演变与制造目标。
超强加工能场与被加工系统之间能量的传递与转化,超强能场诱导下物质的多尺度演变与制造目标的实现。例如大型构件制造的能量传递与演变,芯片高密度倒装界面能量传递与转化。
2、微结构精密成形、选择性性能演变与制造目标。
包括微去除、微生长、微成形、微改性等制造界面处的物理、化学作用、能量与物质的输运等。
3、微系统的组装与功能形成。
包括在微驱动、微操纵、微连接、微装配等过程中运用量子力学、微动力学规律与流体动力学、分子动力学规律等。
4、复杂功能系统创成与功能状态的确定性。
例如大型水压机动态运行精度,其制造追求是高阶、多元运动的稳定性、惟一性。此外,还有“极端制造”环境的多场耦合、随机扰动与过程稳定问题,例如,高速切削的颤振与热位移、高速轧制的颤振与恶性发散等技术问题,至今仍是未决的难题。