船舶先进制造技术作业.ppt

船舶先进制造技术 先进制造技术的意义和定义 高度发达的制造技术已成为衡量一个国家综合实力和科技发展水平的重要标志之一 成为市场竞争中取胜的支柱 国际上已形成一个广泛共识的概念 即 传统制造技术不断地汲取计算机 机械设计 工艺技术 电子信息 自动化 新材料和现代化系统管理方面的科技成果 并将其综合应用于产品的研究开发 设计 生产 管理和市场开拓 售后服务 以取得显著社会经济效益的综合技术 统称为先进制造技术 船舶先进的制造技术 一 数控水火弯板二 夹层板的应用三 船舶纳米涂料四 激光焊接 数控水火弯板 水火弯板计算机应用技术原理水火弯板是指沿预定的加热线用氧 乙炔烘炬对板材进行局部线状加热 并用水进行跟踪冷却 使板产生局部塑性变形 从而将板弯成所要求曲面形状 然后从理论上提出工艺参数的量化计算依据 提出设计方法 开发出软件系统 科学地给出工艺参数及工艺过程 并在此基础上进一步研制代替工人体力劳动的弯板机 项目 项 水火弯板计算机应用技术的应用实例 国外早在20世纪70年代就开始了水火弯板自动加工设备的研究 其中比较典型的是石川岛播磨 IHI 的Kure 吴 船厂在1998年3月研制成功的一台水火弯板自动加工装置 该装置是一个应用热弹塑性变形理论进行水火弯板加工的全自动系统 能自动完成计算 加热 冷却 测量等过程 加工一块宽8m 长12m 厚20mm的马鞍形板 仅需2 5小时 该装置巳用于28万吨VLCC船艏 艉曲形外板的加工 取得了很好的效果 水火弯板计算机应用技术发展概况和前景 虽然现在各项研究已取得一定成绩 但这些研究成果仍是初步的 各种参数预报方法都还不能准确地适应各种形状的船体板 由于水火弯板的影响因素太复杂 板的形状又千变万化 分析中不得不作必要的简化 这就使理论解出现了误差 而基于实验数据处理的模拟分析又由于数据的局限性 而导致应用范围有限 目前 需要对水火弯曲进行更精确的热弹性分析 并取得更多的实验数据 开发机器人水火弯板工艺 从而实现水火弯板全自动加工 夹层板的应用 夹层板的应用原理 夹层板是合成板的一种 它由三层性能不同 厚度不一的板件叠加而成 针对舰船特点 由加拿大的IE公司和它在德国的工业伙伴艾拉斯特格兰公司合作开发而成的基于复合材料的夹层板 即面板为复合材料层合板 芯层为高阻尼粘弹性材料 被称为SPS Sandwichplatesystem 夹层结构材料 其结构形式如右图 夹层板的作用 夹层板设计结构简单 和传统结构相比 在相同功能下只需要更少的材料 如将它用于大的分段制造 整个结构质量可以减少20 如果规范允许 用这种结构设计的结构中 可以不需要设置加强材和十字接头 这不但能使结构中一直存在的疲劳问题大幅减少 还可以减少近50 的焊接工作量 夹层板技术的应用实例 在军船方面 SPS夹层结构材料技术已经在欧洲许多国家的军艇上得到了应用 在民船方面 英国A P公司法尔毛斯造船厂于1999年在P 0 英国半岛与东方公司 的PrideofCherbourg号客船上成功地应用了SPS技术 在这艘船上安装了翻新的42平方米SPS材料甲板 并通过了有关部门的检验 船舶纳米涂料技术 船舶纳米涂料技术背景现代造船将船舶建造划分为壳 舾 涂三个方面 近年来涂装新材料 涂装新设施的不断涌现 推动了涂装工艺的飞速进步 船舶纳米涂料就是近年来的一个研究热点 目前它主要应用在军用舰船上 船舶纳米涂料技术原理和作用 纳米表面喷涂工程技术是以纳米材料为基础 通过特定的工艺手段 对固体的表面进行强化 改性 或赋予表面新功能 或对损伤的表面进行自修复的工程技术 纳米材料能对损伤的零件在不致使零件变形和内部结构 力学性能发生改变以及有时加工定位基准已经破坏等众多约束条件下恢复零件的表面性能 所以在维修与再制造过程中会遇到许多难题 纳米表面喷涂技术是解决这些难题的一种有效手段 同时它对维修工程和再制造工程的发展具有重要的推动作用 船舶纳米涂料技术的应用 某些纳米材料可用于制备出吸收不同频段电磁波的纳米复合涂料 作为军事隐身涂料 涂敷于军舰 导弹 潜艇等武器装备上 使该装备具有隐身性能 2002年美国国防部颁布了 喷涂海军船只机械装置用的热喷涂工艺 军用标准 批准该纳米涂料用于海军舰船 海军现已用它取代了硬铬镀层 喷涂到潜水艇的部件上 船舶纳米涂料技术的前景 纳米涂料技术的推广应用为船舶工业的发展提供了一个难得的发展机遇 鉴于涂料本身具有十分广阔的市场前景 而涂料质量的好坏又直接影响到船舶制造业 政府各主管部门 企业界应抓紧时间 加大相关科技开发的力度 以全面提升我国涂料工业的技术水平和其它产品在国际市场上的竞争力 激光焊接 激光焊接的原理 激光具有优良的传输和聚焦特性 经过聚焦镜组后可以将能量高度集中 因此 激光焊接可以使用最少的能量作用于最小的区域 作用时间大大缩短 加工速度大大提高 得到极其细小的焊缝组织 近缝区的热影响很小 焊接结构的变形也最小 保证了焊接接头良好的性能 激光焊接的应用前景 现代激光制造作为通用的加工手段 其前沿领域之一是应用领域的扩展 激光制造应用技术提出并解决新的问题 目前世界工业领域都向着低能耗 短流程方向发展 激光制造具有许多传统制造方法无法比拟的优点 综合考虑船舶本身需求 激光加工系统的投入等因素 控制成本 寻找最佳加工条件 提高加工效率的方法 将会逐渐提高船舶制造的效率并减少环境污染 结束语 船舶建造业是国家的重点支柱产业之一 关系到国家的交通运输和海上国防 开发新的建