精密成形技术与智能制造的深度融合 - Formnext Asia Shenzhen

深圳国际3D打印、增材制造及精密成型展览会即将于2025年8月26-28日在深圳国际会展中心举行。邀您关注今日新资讯：

在全球制造业迈向高精度、高效率和柔性化的背景下，精密成形技术正与智能制造深度融合，成为推动工业转型升级的重要驱动力。作为制造业核心的基础工艺之一，精密成形技术以其高精度、高效率和多样化的材料加工能力，在航空航天、汽车、医疗、消费电子等高端制造领域发挥着不可替代的作用。而智能制造作为现代工业发展的关键路径，通过人工智能、物联网、大数据和自动化技术，为精密成形工艺赋予了新的活力。

本文将深入剖析精密成形技术的特点与优势，探讨其在智能制造背景下的创新应用路径，并展望两者融合后的未来发展趋势。

一、精密成形技术的特点与发展背景

1. 精密成形技术的定义 精密成形技术是指通过高精度的成形工艺直接获得最终零部件形状或接近最终形状的一种制造方法。它能够实现复杂几何形状、高精度和高性能的零件制造，是高端制造领域的重要工艺。

2. 主要特点

   • 高精度：能够实现微米级甚至纳米级的制造精度，适合高端零部件生产。
   • 高效率：成形过程简单化，能够在较短时间内完成复杂零部件的加工。
   • 复杂结构加工：适合于生产形状复杂、多功能集成的零部件。
   • 材料利用率高：通过减少材料浪费，降低成本并符合绿色制造的理念。

3. 精密成形技术的应用背景 随着航空航天、医疗器械、消费电子和新能源汽车等高端制造行业对零部件性能要求的提升，传统加工工艺逐渐无法满足复杂性和高性能需求。而精密成形技术通过优化工艺和材料使用，在多种复杂应用场景中展现了独特优势。

二、智能制造的技术体系与核心要素

1. 智能制造的定义 智能制造是指通过数字化、网络化和智能化技术手段，提升制造系统的自动化水平，实现产品全生命周期的智能化管理与优化。

2. 核心技术体系

   • 物联网（IoT）：实现制造设备和工艺参数的实时监控和互联。
   • 大数据与云计算：对生产过程中的数据进行存储、分析和优化，支持决策。
   • 人工智能（AI）：通过自学习和数据分析优化生产效率和工艺质量。
   • 自动化设备：机器人和数控机床在制造过程中实现自动化操作。
   • 数字孪生：通过虚拟模型模拟实际工艺过程，实现动态优化。

3. 智能制造的关键特点

   • 高效率：通过实时监控和动态调整工艺参数，提升生产效率。
   • 柔性化：支持多品种、小批量生产，满足个性化制造需求。
   • 质量提升：通过智能监控和优化，降低次品率。
   • 资源优化：减少能源和材料的浪费，推动绿色制造。

三、精密成形技术与智能制造的融合路径

1. 数字化设计与仿真 精密成形技术与智能制造的融合首先体现在设计阶段。通过计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助工程（CAE）技术，可以对复杂零部件的成形过程进行精准模拟和优化。

   • 案例：在航空航天领域，通过数字孪生技术模拟超塑性成形过程，优化材料流动路径，减少成形缺陷。

2. 智能化成形设备 智能制造中的自动化设备与精密成形技术深度结合，进一步提升了生产效率和加工精度。例如，数控机床和机器人可以通过智能传感器实时监测加工过程，自动调整参数。

   • 案例：在汽车制造中，机器人结合精密冲压工艺实现高精度车身零部件的批量生产。

3. 工艺参数实时监控与优化 通过智能制造中的物联网技术，成形设备可以采集温度、压力、速度等工艺参数，并通过大数据分析优化生产工艺。

   • 案例：在粉末冶金工艺中，通过实时监测压制和烧结过程的温度变化，提升零件致密度和性能。

4. 柔性化生产线构建 精密成形技术与智能制造结合后，可以通过柔性生产线实现多品种小批量生产需求。通过可编程的智能设备，工厂能够快速调整工艺参数和生产任务。

   • 案例：智能制造车间通过集成多种精密成形工艺（如注射成形、激光成形），满足多样化产品需求。

5. 绿色制造与资源利用优化 精密成形技术以材料利用率高著称，而智能制造通过对生产资源的动态管理和优化调度，进一步降低了材料浪费和能耗。

   • 案例：在医疗器械行业，通过精密注射成形工艺和智能化能源管理系统的结合，降低了加工废料的产生。

四、典型应用场景分析

1. 航空航天 精密成形技术在航空航天中用于制造轻量化、高强度的结构件，如飞机蒙皮、发动机叶片等。结合智能制造技术，进一步提升了生产效率和零部件可靠性。

   • 技术融合：利用超塑性成形与数字孪生技术，优化材料利用率并减少加工缺陷。

2. 医疗器械 医疗器械制造要求极高的精度和生物兼容性，精密成形技术在制造复杂植入物（如人工关节、心脏支架）方面具有优势。

   • 技术融合：通过智能化注射成形工艺和AI优化，提高了微小零件的成形精度。

3. 汽车制造 在汽车工业中，精密成形技术用于制造车身、发动机和传动部件。结合智能制造后，生产线能够实现柔性化和大规模定制化。

   • 技术融合：机器人结合精密冲压技术制造高强度钢车身部件，提升了生产效率。

4. 消费电子 精密成形技术在电子产品外壳和精密组件制造中广泛应用。智能制造技术的引入优化了工艺控制和质量检测。

   • 技术融合：利用精密注射成形和智能监测系统生产智能手机外壳，确保高光洁度和强度。

五、未来发展趋势

1. 高度智能化 随着人工智能和物联网技术的深入发展，未来的精密成形设备将具备更强的自学习能力，实现全自动化和自适应控制。

2. 数字孪生技术的广泛应用 数字孪生将成为精密成形技术优化的重要工具，帮助制造商实时模拟工艺过程，优化产品设计和生产参数。

3. 多材料与复合成形技术 未来精密成形技术将更多地应用于多材料和复合材料的加工，满足对轻量化、高性能零件的需求。

4. 绿色制造与可持续发展 精密成形技术与智能制造结合后，将进一步推动绿色制造理念的落地，通过优化资源使用和能耗管理实现可持续发展。

5. 多行业深度渗透 精密成形技术的应用将进一步拓展至半导体、可穿戴设备等新兴领域，满足更多高端行业的需求。

六、结语

精密成形技术与智能制造的深度融合，不仅提升了制造过程的效率和精度，还为绿色制造和柔性生产提供了重要支持。未来，随着技术的不断进步，两者的结合将进一步推动制造业迈向智能化和高端化，为全球制造体系带来更多创新和价值。

文章来源：深圳国际3D打印、增材制造及精密成型展览会

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