JF-50-01型超微细激光模具设备的开发和推广可行性研究报告.doc

JF-50-01型超微细激光模具设备的开发和推广可行性研究报告JF-50-01型超微细激光模具设备的开发和推广可行性研究报告目 录一、 项目提出的背景和战略意义二、 研究内容和技术路线三、 分年度的工作内容和目标四、 预期技术水平、表达形式及成果转化措施五、 现有的研究工作基础六、 市场预测与风险分析七、 经费预算八、 申请单位及主要人员的分工九、 技术经济可行性的综合评价一、 项目提出的背景和战略意义激光技术与应用发展迅猛，已与多个学科相结合形成多个应用技术领域，比如光电技术，激光医疗与光子生物学，激光加工技术，激光检测与计量技术，激光全息技术，激光光谱分析技术，非线性光学，超快激光学，激光化学，量子光学，激光雷达，激光制导，激光分离同位素，激光可控核聚变，激光武器等等。这些交叉技术与新的学科的出现，大大地推动了传统产业和新兴产业的发展。 某钻模有限责任公司，是2000年由国营七四六厂拉丝模分厂进行改制后创办的合资公司，是目前国内生产天然金刚石拉丝模，人造金刚石（聚晶）拉丝模和天然金刚石划线刀等主要高精密工模具的全国排头企业。全国同行业首家通过ISO9001：2000版质量认证。公司信守“用户至上，质量第一”的企业宗旨，本着“不断创新，不断超越，与用户共羸”的企业理念，以先进的制模工艺，先进的制模设备，先进的检测手段和特别能制模的员工队伍，为用户生产制造超微细和中、大规格的高精密模具，服务于钨钼丝，不锈钢丝、铜丝和其它金属丝材行业，以及有关的半导体器件行业。公司生产的“某牌”钻模、刀具在全国市场上营销非常紧俏，并辅以优质的售前售后服务及相关的技术支持，在国内市场有着良好的信誉。全国制模时间最早、全国制模产量最大、全国制模质量最好 公司精神更高、更快、更好经营方针 一切为了满足用户质量方针为用户提供满意产品、为优质追求永无止境随着科学的发展、技术水平的提高，拉丝模的市场容量相当大，产品的精密加工显得日趋重要，我公司自主研发的JF-50-01型超微细激光模具设备，就是在公司原装进口瑞士D-3507激光打孔机的基础上，经过原理消化吸收，改进工艺操作和公司技术人员刻苦钻研、积极创新，JF-50-01型超微细激光模具设备：是新一代的激光打孔机，采用国际上先进的二极管ND：YAG激光器，比氪灯泵浦ND：YAG激光器更稳定、更可靠、寿命长、免维护、打孔质量非常好。全面综合了激光、精密光学、精密机械传动、计算机软件和精密加工工艺等技术，作用在天然金刚石上加工出0.002MM的微孔，现公司最小能生产0.002MM的天然钻石拉丝模具，填补了国内超微细激光模具设备制造业的空白（2006年10月10日某市科技信息中心提供：科技查新报告）。公司有一台进口激光机和一台JF-50-01型超微细激光模具设备来保证“超微细”模孔的一致性和良好的光洁度以及产品的半成品数量。高频镶套机工艺发挥了材料对天然金刚石的粘结和补强双重作用，超过国内先进水平，达到世界国家水平。从而提高了钻模的拉丝寿命，检验用的2台进口的沙多利斯电子天平可以精确到0.0001MG完全能确保国标的公差要求。在先进的设备和经验丰富的工作人员的支持下，我公司年产JF-50-01型超微细激光模具设备20台，模具2.8万只,产量居全国首位，年用量3000只以上的稳定用户六家。每月按时按额纳税，是某市罗家集最有诚信纳税的公司之一，同时也是江南园内聘用下岗再就业人员最多的公司，为江南园的稳步发展做出了贡献。二、 研究内容和技术路线JF-50-01型超微细激光模具设备：是新一代的激光打孔机，采用国际上先进的二极管ND：YAG激光器，比氪灯泵浦ND：YAG激光器更稳定、更可靠、寿命长、免维护、打孔质量非常好。全面综合了激光、精密光学、精密机械传动、计算机软件和精密加工工艺等技术，作用在天然金刚石上加工出0.002MM的微孔。JF-50-01型超微激光模具设备JF-50-01型激光模具系统JF-50-01型计算机超作平台JF-50-01型数控电脑系统JF-50-01型光学系统JF-50-01型激光模具系统JF-50-01型水冷却系统JF-50-01型超微激光模具设备工作流程方框图激光模具系统 数控电脑系统JF-50-01型超微激光模具设备计算机超作平台 激光模具系统光学系统水冷却系统一、激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工以及做为光源，识别物体等的一门技术，传统应用最大的领域为激光加工技术。激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术：1.激光加工系统。包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统。2.激光加工工艺。包括切割、焊接、表面处理、打孔、打标、划线、微调等各种加工工艺。JF-50-01型超微细激光模具设备，激光打孔机：激光打孔主要应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业。激光打孔的迅速发展，主要体现在打孔用YAG激光器的平均输出功率已由5年前的400w提高到了800w至1000w。国内目前比较成熟的激光打孔的应用是在人造金刚石和天然金刚石拉丝模的生产及钟表和仪表的宝石轴承、飞机叶片、多层印刷线路板等行业的生产中。JF-50-01型超微细激光模具设备，激光快速成型：将激光加工技术和计算机数控技术及柔性制造技术相结合而形成。多用于模具和模型行业。目前使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主。二、JF-50-01型超微细激光模具设备，激光加工技术及产业发展研究开发的重点目前激光加工技术及产业发展研究开发的重点可归纳为：(1)新一代工业激光器研究，目前处在技术上的更新时期，其标志是二极管泵浦全固态激光器的发展及应用。(2)激光微细加工的应用研究。(3)激光加工用大功率CO2和固体激光器及准分子激光器的机型研究，开发和研制专用配套的激光加工机床，提高激光器产品在生产线上稳定运行的周期。(4)加工系统智能化，系统集成不仅是加工本身，而是带有实时检测、反馈处理，随着专家系统的建立，加工系统智能化已成为必然的发展趋势。(5)建立激光加工设备参数的检测手段，并进行方法研究。(6)激光切割技术研究。对现有的激光切割系统进行二次开发和产业化，并开展相应的切割工艺的研究，使该工艺广泛用于材料加工、汽车、航天及造船等领域。为此应着重在激光器外围装置，如：导光系统、过程监测和控制、喷咀、浮动装置的设计和研制以及CAD/CAM等方面开展工作。(7)激光焊接技术研究。开展激光焊接工艺及材料、焊接工艺对设备要求及焊接过程参数监测和控制技术研究，从而掌握普通钢材、有色金属及特殊钢材的焊接工艺。(8)激光表面处理技术研究。开展CAD/CAM技术、激光表面处理工艺、材料性能及激光表面处理工艺参数监测和控制研究，使激光表面处理工艺能较大幅度地应用于生产。(9)激光加工光束质量及加工外围装置研究。研究各种激光加工工艺对激光光束的质量要求、激光光束和加工质量监控技术，光学系统及加工头设计和研制。(10)开展激光加工工艺技术研究，重点是材料表面改性和热处理方面的研究和推广应用；开展激光快速成形技术的应用研究，拓宽激光应用领域。三、 JF-50-01型超微细激光模具设备，激光技术是光电技术及产业的基础，将取代和推动传统电子信息产业21世纪知识经济占主导地位，大力发展高新技术是迎接知识经济时代到来的必然选择。目前全球业界公认的发展最快的、应用日趋广泛的最重要的高新技术就是光电技术，他必将成为21世纪的支柱产业。而在光电技术中，其基础技术之一就是激光技术。科学界预测，到2005年，光电产业的产值将达到电子产业产值水平，到2010年，以光电信息技术为主导的信息产业将形成5万亿美元的产业规模，到2010年至2015年，光电产业可能会取代传统电子产业。光电技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命和进步。21世纪的激光技术与产业的发展将支撑并推进高速、宽带、海量的光通信以及网络通信，并将引发一场照明技术革命，小巧、可靠、寿命长、节能半导体(LED)将主导市场，激光产品已成为现代武器的眼睛和神经，光电子军事装备将改变21世纪战争的格局。 在未来推动光电产业快速发展的进程中，激光技术与其他技术应用领域的结合有以下方面：JF-50-01型超微细激光模具设备；激光切割打孔原理激光切割打孔是利用高能激光束照利用高能激光束照射在工件表面,使被照射区域局部熔化、气化、从而达到切割工件的目的。因激光是经专用光学系统聚焦后成为一个非常小的光点，能量密度高，因而对一些硬度比较高的材料如硬质合金、陶瓷、金刚石等切割出来有较好的效果。如按常规机械加工方法，这是很难以实现的任务。又因其加工是非接触式的，对工件本身无机械冲压力，工件易变形。热影响极小，从而对精密配件的加工更具优势。激光束的能量和轨迹易于实现精密控制，因而可完成精密复杂的加工。在机械工业和五金业以及电子行业已经得到广泛的应用JF-50-01型超微细激光模具设备；激光切割打孔机本公司生产的激光切割打孔机是利用激光技术和数控技术设计而成的一种自动化设备，具有高效率、低成本、安全、稳定等特点。它可对金属板材，管材进行非接触切割打孔，特别适合不锈钢板，铁板，硅片，陶瓷片，金刚石等材料的切割打孔。JF-50-01型超微细激光模具设备；固体激光器工作原当激光工作物质钇铝石榴石受到光泵(激励脉冲氙灯)的激发后，吸收具有特定波长的光，在一定条件下可导致工作物质中的亚稳态粒子数大于低能级粒子数，这种现象称为粒子数反转。 一旦有少量激发粒子产生受激辐射跃迁，就会造成光放大，再通过谐振腔内的全反射镜和部分反射镜的反馈作用产生振荡，最后由谐振腔的一端输出激光。激光通过透镜聚焦形成高能光束照射在工件表面上，即可进行加工。 ）电气系统包括对激光器供给能量的电源和控制激光输出方式(脉冲式或连续式等)的控制系统。在后者中有时还包括根据加工要求驱动工作台的自动控制装置。 ）光学系统的功能是将激光束精确地聚焦到工件的加工部位上。为此，它至少含有激光聚焦装置和观察瞄准装置两个部分。 ）投影系统用来显示工件背面情况，在比较完善的激光束打孔机中配备。 ）工作台由人工控制或采用数控装置控制，在三坐标方向移动，方便又准确地调整工件位置。 工作台上加工区的台面用玻璃制成，因为不透光的金属台面会给检测带来不便，而且台面会在工件被打穿后遭受破坏。工作台上方的聚焦物镜下设有吸、吹气装置，以保持工作表面和聚焦物镜的清洁。 JF-50-01型超微细激光模具设备，激光切割工艺：应用于金属和非金属材料的加工中，可大大减少加工时间，降低加工成本，提高工件质量。脉冲激光适用于金属材料，连续激光适用于非金属材料，后者是激光切割技术的重要应用领域。现代的激光成了人们所幻想追求的“削铁如泥”的“宝剑”。 激光在工业领域中的应用是有局限和缺点的，比如用激光来切割食物和胶合板就不成功，食物被切开的同时也被灼烧了，而切割胶合板在经济上还远不合算。JF-50-01型超微细激光模具设备，激光焊接工艺：具有溶池净化效应，能纯净焊缝金属，适用于相同和不同金属材料间的焊接。激光焊接能量密度高，对高熔点、高反射率、高导热率和物理特性相差很大的金属焊接特别有利。激光焊接，用比切割金属时功率较小的激光束，使材料熔化而不使其气化，在冷却后成为一块连续的固体结构。 JF-50-01型超微细激光模具设备，激光打孔工艺：激光打孔技术具有精度高、通用性强、效率高、成本低和综合技术经济效益显著等优点，已成为现代制造领域的关键技术之一。在激光出现之前，只能用硬度较大的物质在硬度较小的物质上打孔。这样要在硬度最大的金刚石上打孔，就成了极其困难的事。激光出现后，这一类的操作既快又安全。但是，激光钻出的孔是圆锥形的，而不是机械钻孔的圆柱形，这在有些地方是很不方便的。 JF-50-01型超微细激光模具设备，激光去重平衡工艺用激光去掉高速旋转部件上不平衡的过重部分，使惯性轴与旋转轴重合，以达到动平衡的过程。激光去重平衡技术具有测量和去重两大功能，可同时进行不平衡的测量和校正，效率大大提高，在陀螺制造领域有广阔的应用前景。对于高精度转子，激光动平衡可成倍提高平衡精度，其质量偏心值的平衡精度可达1%或千分之几微米。 JF-50-01型超微细激光模具设备；由于激光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性的特性，因此就给激光加工带来如下一些其它方法所不具备的可贵特点 由于它是无接触加工，对工件无直接冲击，因此无机械变形； 激光加工过程中无刀具磨损，无切削力作用于工件； 激光加工过程中，激光束能量密度高，加工速度快，并且是局部加工，对非激光照射部位没有或影 响极小。因此，其热影响的区小工件热变形小后续加工最小； 由于激光束易于导向、聚焦、实现方向变换，极易与数控系统配合、对复杂工件进行加工因此它是一种极为灵活的加工方法； 生产效率高，加工质量稳定可靠，经济效益和社会效益好 激光加工的优势 激光具有的宝贵特性决定了激光在加工领域存在的优势： 由于它是无接触加工，并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调，因此可以实现多种加工的目的。 它可以对多种金属、非金属加工，特别是可以加工高硬度、高脆性、及高熔点的材料。激光加工过程中无“刀具”磨损，无“切削力”作用于工件。 激光加工过程中，激光束能量密度高，加工速度快，并且是局部加工，对非激光照射部位没有影响或影响极小。因此，其热影响区小，工件热变形小，后续加工量小。 它可以通过透明介质对密闭容器内的工件进行各种加工。 由于激光束易于导向、聚集实现作各方向变换，极易与数控系统配合，对复杂工件进行加工，因此是一种极为灵活的加工方法。 使用激光加工，生产效率高，质量可靠，经济效益好。虽然激光加工拥有许多优点，但不足之处也是很明显的，例如激光加工设备目前还比较昂贵。JF-50-01型超微细激光模具设备，激光主要有四大特性：激光高亮度、高方向性、高单色性和高相干性激光的高亮度：固体激光器的亮度更可高达1011Wcm2Sr。不仅如此，具有高亮度的激光束经透镜聚焦后，能在焦点附近产生数千度乃至上万度的高温，这就使其可能可加工几乎所有的材料。激光的高方向性：激光的高方向性使其能在有效地传递较长的距离的同时，还能保证聚焦得到极高的功率密度，这两点都是激光加工的重要条件激光的高单色性：由于激光的单色性极高，从而保证了光束能精确地聚焦到焦点上，得到很高的功率密度。激光的高相干性：相干性主要描述光波各个部分的相位关系。正是激光具有如上所述的奇异特性因此在工业加工中得到了广泛地应用。 JF-50-01型超微细激光模具设备以加工天然金刚石为主要材料制作的拉丝模用途非常广泛，是拉制各种金属线材专用的高精度模具，耐磨性极强，光洁度极亮，是其它材料制作的拉丝模无法替代的。它特别适应拉制钨、钼、不锈钢、镍、铬、合金、金、银、铜、铝等超微（2-100微米）金属丝材，好拉耐用，可以修整，反复使用。我公司可以迅速生产提供2微米到几百微米的天然金刚石拉丝模（包括专用套模）。Y型 适应于拉制钨、钼、不锈钢等硬金属丝R型 适应于拉制铜、铝、金、镍等软金属丝人造金刚石拉丝模以人造金刚石（聚晶）为主要材料制作的拉丝模，主要用于拉制各种规格较粗的金属丝材和细、微丝材的过渡模具，人造聚晶料制作的拉丝模，物美价廉，与天然金刚石拉丝模配合使用，可获得较好经济效益。我公司可迅速生产提供20微米至几千微米人造金钢石拉丝模。普通料 60微米-3000微米C D料 50微米-3000微米进口料 30微米-3000微米天然金刚石划线刀以天然金刚石为主要材料制作的划线刀，是半导体器件和光电器件行业对硅材料芯片，蓝宝石、材料芯片进行刻划分块分片的理想产品，根据用户需要，我公司可迅速生产提供价廉物美的4面体、5面体、9面体等规格形状不同的划线刀产品。刀面 刀杆4面体 园型5面体 方型9面体 异型检验我公司生产的天然金刚石拉丝模，人造金刚石拉丝模（聚晶模）和天然金刚石划线刀等主要产品，从金刚石原料开始，到半成品制作，成品制作以及成品出厂通过层层把关，采用高精度的千分尺，先进的天平和进口的“0.0001mg”级天平进行检测，件件产品都经过严格的、反复的检验后才包装提供用户使用。我公司某牌产品实行“三包”和优质优价。品质层层把关：自检互检专检复检 UM 2-几百UM 超微金属丝材 10-100UM 金属丝材 范围JF-50-01型超微细激光模具设备Y型 适应于拉制钨、钼、不锈钢等硬金属丝R型 适应于拉制铜、铝、金、镍等软金属丝技术路线平面激光连通整型研磨镶套成检激光：进口激光机来保证 “超微细”模孔的一致性和良好的光洁度镶套：高频镶套机工艺发挥了材料对天然金刚石的粘结和补强双重作用成检：进口的沙多利斯电子天平可以精确到0.0001MG完全能确保国标的公差要求天然金刚石拉丝模生产工艺流程方框图：天然金刚石工艺成型平面 激光铆合天然金刚石与模型的连通天然金刚石与模型的整型 天然金刚石内径的研磨 给模型镶套 产品标准成型检验生产工艺平面图：1、2、 3、4、 5、6、 7、三、分年度的工作内容和目标时间起止年月主要工作内容和目标2007年2007.5-2007.12调研、实验、检测2008年2008.1-2008.5市场销售2008年20086-2008.12资金回笼2008年2008.12总结验收目标计划：注：甘特图（GANT） 任务任务1 任务2任务320075 2007.12 2007.5 2007.12 时间任务1：调研、实验、检测2007.5-2007.12任务2：市场销售2008.1-2008.5 任务3：资金回笼2008.6-2008.12一、 预期技术水平、表达形式及成果转化措施预期技术水平：1、光路稳定，采用LED半导体光源2、使用寿命长，是同比的5-6倍3、加工后的孔经，比原来小2-4倍4、加工速度快，是同比工作的2.5倍5、操作方便简单，计算机编码数控系统6、同比工作节约，用电80度7、同比工作节约，用水40吨8、通孔: 0.002mm9、效率提高100-300倍10、精确重量0.0001MG的国标公差11、工时生产380只12、工时耗电2.4度电13、工时耗水27升水（水可以循环利用）内孔径0.002MM效率提高100-300倍输出功率24W工作电流2-6A工时生产380只工时耗电2.4度电工时耗水27升水（水可循环利用）目前市场JF-50-01型超微细激光模具设备急需更新换代，本项目JF-50-01型超微细激光模具设备的开发将填补模具制造业市场空白。项目已达到国内领先水平。JF-50-01型超微细激光模具设备：的开发和推广完全满足市场的需求；不需要依赖进口；节省外汇；节约国家资源；加快生产；提高效率；利国利民。在先进的设备和经验丰富的工作人员的支持下，我公司年产JF-50-01型超微细激光模具设备20台，每月按时按额纳税，是我镇最有诚信纳税的公司之一，同时也是江南园内聘用下岗再就业人员最多的公司，为江南园的稳步发展做出了贡献。 本项目实施可利用本厂现有的厂地、设备、技术条件，进行该项目研制、生产、销售等工作。二、 现有的研究工作基础科研工作本厂（某钻模有限责任公司）是专业技术开发、生产、销售各种模具的专业厂。厂部具有技术力量强，从事本行业经验丰富，产品质量稳定，销售渠道密切。硬件设施本厂（某钻模有限责任公司）隶属高新技术开发区内企业，现有厂地面积1800平方米。职工73人，实验仪器、固定资产价值2370万元。完全具备开发和生产、销售此项目的良好条件。三、 市场预测与风险分析市场潜力分析近年来市场经济的迅速发展、带动模具制造业的飞速掘起，JF-50-01型超微细激光模具设备的市场急剧加大产销量。为配合江西省委，省政府有关建设“三个基地、一个后花园”的决策， 21世纪我省将建成制造业的工业城市，特别在工业发达地区潜在的市场非常巨大。风险分析1） 生产风险厂地面积1800平方米。职工73人，实验仪器、固定资产价值2370万元。完全具备开发和生产、销售此项目的良好条件，生产无风险。2） 市场风险JF-50-01型超微细激光模具设备有自己的业务市场、销售渠道，厂部销售额每年以800万元递增，厂部计划在省外建立销售网点，扩大市场，市场无风险。3） 政策风险相关的法律法规不完善，行政管理机构执法不规范，政策不到位，环境不宽松。四、 经费预算项目申请经费人民币50万元，分两年实施，申请项目经费主要用于研究、测定、设备加工等相关费用。申请项目经费预算参见下表费用名称申报经费审批经费备注设备、仪器购置费17材料、样品加工费13土建安装费5资料、调研费5实验、检测费5鉴定费5技术合作费其它费用合计50五、 申请单位及主要人员的分工申请单位：某钻模有限责任公司主要人员：企业法人简介姓名：杨 敏。性别：男。学历：本科。电话学专业：计算机。身份证号码：3