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摘 要 ：特种加工工业伴随着科技的迅猛发展， 从20 世纪诞生以来快速普及至各行各业。它凭借着优越的加工方式实现了各种 复杂、精密结构的加工和成型，提升了企业的生产效率，极大地降低了生产成本，为科技的进步和社会的发展带来了巨大的经 济效益和技术影响力。因此，阐述特种加工的原理和特点，并针对金属材料快速制造相关的特种加工技术，在不同领域中的应 用做介绍和分析。
关键词 ：特种加工 ；金属材料加工方式 ；快速制造
一直以来，特种加工需要借助物理、化学能量去除或者添加 某种材料，实现加工目标。但随着各领域对零件质量、生产效率 要求更高， 以往特种加工技术已经无法满足实践生产需求。而以 快速成型技术等为基础的全新特种加工技术，能够突破传统加 工存在的不足，且能够推动加工企业战略重点由质量转向速度， 能够快速响应市场需求， 以此来提高企业经营效益。特种加工是 20 世纪开始迅速发展起来的新加工方式，被称为非传统加工或 者现代加工方法。特种加工一般指通过电、热、光、电化学、化 学、声等能量或者是特殊机械能等， 达到形成任意目的形态的加 工。它有时也结合机械能加工金属零件， 将金属材料加工成任意 需要的形状。特种加工方式与传统的成型加工方式不同， 不直接 使用传统器械刀具、磨头等直接利用机械能加工材料的方法。
1 不同类型的特种加工方法概述
特种加工工艺的微观物理过程是十分复杂的，往往是涉及 到电磁学、力学、电化学等诸多领域，由于这些加工方法的加工 机理以溶解、熔 化、气化、剥离为主，且多数为非接触加工，因 此，对于高硬度、高韧性的金属材料，和复杂形面、低刚度金属 零件是传统方法无法替代的加工技术，也是对传统机械加工方 法的有力延伸，从而成为机械制造领域中不可缺少的技术内容。 目前，这一技术正向着自动化、柔性化、精密化、集成化、智能 化和最优化方向发展，在已有的工艺不断完善和定型的同时， 新的特种加工技术也在不断涌现。
目前，特种加工普遍运用以柔克刚非接触式加工机制，伴随 着化学过程，运用确定的数学模型描述，而随着加工过程开展， 加工条件会随之发生变化。因此从控制理论来看， 无法运用经典 控制方法，取得理想结果。长久以来，人们通过自适应控制策略控制加工条件， 在很大程度上提高了产品性能， 且能够延长产品 使用寿命。最近几年，学者将注意力投入到模糊控制等方面，在 高档机床上应用范围较广。在具体生产中， 该项技术能够自动选 择最优参数， 实现对加工全过程的监督和控制， 技术发现不合理 之处，并予以调整，确保生产实现自动化、最优化目标。此外， 由于采用的控制策略是对人类活动的智能模仿，能够在一定程 度上允许不确定性等情况的存在， 预测可能出现的结果， 做到防 患于未然， 最大限度上提高生产质量。
1.1 特种加工工艺建模
特种加工的过程是非常复杂的，不同背景下的金属材料加 工方式涉及到例如电学、热学或者化学等多个领域， 其加工原理 相对于传统加工方式难度很大，无法通过单一的原理或者公式 解释或实现。随着科学技术不断发展， 技术研究者们结合不同应 用场景、不同材料深入研究特种加工技术的建模概念， 在不同类 型的人工智能技术的支持下，通过建模的方式详细清晰的描述 特种加工的整个过程。通过建立的模型 [1]，技术人员可以实现对 加工条件的精度、效率等进行模拟实验验证， 从而判断实际生产 成果来指导实际生产加工过程中可能会出现的问题。
1.2 智能控制特种加工
智能控制特种加工。从特种加工的概念及方式方法诞生以 来，技术人员一般运用加工原理，例如利用金属材料的化学性 质，运用详细的模型、再通过加工开展实现金属材料的加工。因 此从控制理论来看，无法运用经典控制方法，取得理想结果。长 久以来， 人们通过自适应控制策略控制加工条件， 在很大程度上 提高了产品性能， 且能够延长产品使用寿命。近些年来研究人眼 将注意力投入到模糊控制等技术方面并在精密机械上的应用范 围十分广泛。该项技术能够自动捕捉到最佳数据， 从而实现对整个金属材料加工过程的控制，并对于出现金属材料加工过程中的不合理、错误之处随时监控和掌握 ；同时结合人工智能以及 大数据分析的原理预判处可能出现的多种结果，从而为生产设 计提供防思路， 最大限度上提高生产质量 [2]。
1.3 新型特种加工技术
新型特种加工技术。从上个世纪开始，伴随着机械、工业、 等新兴产业的发展高效特种加工技术呈现多样化发展，对整个 金属材料制造业实现快速制造的进程产生了重要影响。
磁力研磨技术——该项技术能够运用磁场作用，实现金属 零件表面的复杂曲面的研磨抛光处理。在加工过程中，它能够 严格控制零件与器械之间能够保持最佳距离，从而提高产品生 产效率，如图2所示。在实践中能够实现自动抛光，且生产成本 较低。当前，针对技术运用机理的研究，技术人员进行了磁场强 度、磨料力度等关键因素之间的作用关系， 以此来寻找生产条件 的规律和影响生产环节的关键要素、再通过调整不同要素的关 键参数， 从而提高生产效率。
除此之外，还有很多特种加工技术，如镜面加工技术，利用 火花工作液，适当加入导电粉末后，增强放电间隙，使得放电点 能够分散， 完成加工目标。
如美国、日本科技公司开发成功的超声波加工技术等。但由 于目前尚且缺乏行业的统一技术标准，使得产品加工平整度不 高，还要加大整个加工的研究发深入完善， 以此来提高相关零件 加工质量的稳定性 [3]。
2 特种制造技术在快速制造领域的发展趋势
随着目前工业应用场景的复杂化，多种技术叠加的多样化， 当前特种加工技术的发展趋势在应对快速制造时将会呈现多样 的发展趋势。
采用自动化技术。随着工业 4.0 概念的提出，工业自动化的 进程大举迈进， 二特种加工工艺也要结合自动化技术的概念， 实 现零部件高效率的加工和提升，通过对特种加工的基本原理等 不同维度的深入研究，建立起能够适用于快速制造的大批量金 属零件生产，可以实现降低劳动成本、增加经济效益，这是当前 特种加工技术的发展方向之一。
趋向精密化研究。快速制造的要求不仅仅是要满足应对零 件的大批量生产， 更要求每件零件生产质量的均一性稳定。很多 高新技术性企业的发展来看，其生产的技术产品向趋向于超精 密化小型化，因此该行业对于设备金属零件的精度等要求十分 苛刻。特种加工工艺要适应该趋势的精密化研究 [4] 已经引起了 科学技术人员的重视。开发用于超级精密零件的的特种加工技 术已经是目前重要的发展方向之一。
污染问题是目前限制部分特种加工工艺发展的重要阻碍。 例如在快速制造的实际生产过程中产生的废渣会产生环境污 染，影响企业员工的身心健康。发挥绿色工业，探究出绿色环保 的特种 [5] 加工工艺同样是大势所趋。
进一步开拓特种加工技术。利用不同能量场的同时及相互 作用， 实现材料同时进行复合加工技术， 如超声电火花加工工艺 等，需要不提升和发展。随着目前现代工业化的提升和进步，特 种加工也将会不断迅速发展， 促进工业和经济的良性循环， 并发 挥越来越重要的关键作用。
3 结语
特种加工技术的地位越来越重要，其发展和完善对需要利用 快速制造实现大规模生产的不同行业形成起着非常重要的作用。 但是由于面对不断推陈出新的技术发展情况来看，即使是已经实 现一些精密金属零件的特种加工方式还无法快速适用于快速制 造 ；因此结合现在已有的特种加工技术基础，继续深入研究和挖 掘能够适用于快速制造的新型特种加工技术，不仅要在研究其工 艺特性的同时，通过不断研究和挖掘实现面向快速制造的特种加 工工艺技术体系，这对于提高我国整体金属材料制造技术水平， 持续发挥经济效益和提升科技实力具有重要意义。
参考文献
[1] 姚巨坤，朱胜，时小军，等 . 再制造设计的创新理论与方法 [J]. 中国表面工程， 2014（2）：1-5.
[2] 杨静，梁工谦 . 面向再制造闭环供应链的虚拟企业知识管理研究 [J]. 机械制 造，2014（8）：1-5.
[3] 白基成， 郭永丰， 刘晋春.特种加工技术[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社， 2006.
[4] 赵剑峰，李悦，黄因慧，等 . 金属原型零件渗铜烧结及其放电加工行为 [J]. 粉 末冶金技术， 2001（5）：286-289.
[5] 张建华，赵剑峰，余承业，等 . 模具模腔的一种快速制造方法 [J]. 机械科学与 技术， 2001（3）：419-420.
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