現代製造業的機械技術清單

如今的製造業廣泛依賴於各類機械技術，其中包括已經擁有超過一個世紀的成熟技術方案，以及各類前沿創新型工具。以加法與減法製造、計算機輔助設計與製造（computer-aided design and manufacturing，簡稱CAD/CAM）以及激光製造等流程為代表的技術方案，使得製造類企業得以更好地響應市場需求的快速變化。

增材製造（Additive Manufacturing，簡稱AM）是指導通過材料分層堆疊的方式構建產品; 其亦被廣泛視為3D列印的同義詞。不過二者之間仍然存在一定區別：前者往往部署於規模化製造環境當中，而3D列印則更多以消費者為中心且與創客活動有關。這方面的實例包括製造具有複雜幾何開關的部件，這類部件往往很難通過傳統生產工藝進行製造。

增材製造的另一種用途在於快速原型製造（rapid prototyping，簡稱RP），其中的各零件或組件的比例模型可在全面投產之前進行試驗性製作。快速原型製造技術的發展，使得小批量生產高質量零件成為可能，且成本仍然處於合理範圍之內。

與增材製造直接相關的技術為計算機輔助設計（computer-aided design，簡稱CAD），其負責為增材結構提供必要的幾何數據。由CAD軟體生成的三維渲染結果以及由掃描儀生成的二維平面，皆可作為此類數據的基礎。

當然，CAD也被廣泛應用於其它製造流程當中。計算機輔助製造（簡稱CAM）就使得CAD工藝更進一步，能夠利用軟體控制機床對金屬等剛性原材料進行切割及成型——這一過程亦被稱為「加工」。由於加工技術一般涉及對受控材料進行多餘部分消除，因此被統稱為減法製造。

圖：機械技術間對應關係的實例。金屬部件頂端視角的CAD模型，該部件由0.5毫米厚的不鏽鋼材料通過激光切割製造而成。

激光製造技術也已經在加法與減法製造領域佔據有一席之地。一部分最早的3D列印技術即基於立體光刻技術（stereolithography，簡稱SLA），這是一種發明於上世紀八十年代中期的增量製造系統。其利用此外激光固化光聚合物，進而形成製造物體的各層。如今的製造行業正在利用選擇性激光燒結（selective laser sintering，簡稱SLS）與選擇性激光熔化（selective laser melting，簡稱SLM）等擴展性技術應用——二者皆通過融合粉末材料以形成堅固的結構。

激光器的減少製造應用的歷史更為悠久，且目前仍得到廣泛使用。激光加工的例子包括常見於板材、結構與管道材料的激光切割;用於外科手術管材等醫療器械的激光鑽孔; 以及在汽車工業中得到大量應用的激光焊接鎖孔製造技術。

Epilog的光纖激光器系列設備亦可改變金屬等材料的外觀。通過控制加熱與冷卻，激光將可形成光滑且閃亮的表面效果——行業亦將此稱為激光拋光或鏡面處理。此類應用包括建築標牌與高端標籤。此外，在利用激光將金屬加熱至接近熔點，而後進行緩慢冷卻時，這一退火過程將可產生彩虹般的標記。該項技術常被用於製造人體內使用的醫療設備。

Epilog FiberMark等激光器亦可實現真正的加工技術，例如以受控蝕刻方式去除目標材料的特定部分。蝕刻屬於一種淺雕刻工藝，在製造業中常用於生產帶有序列號、徽標或條形碼的工具及零件。

從這份簡短的清單可以看到，現代製造業所涉及的機械技術種類繁多、用途各異。此外，這些技術亦常被聯繫在一起——某一技術的發展亦會推動其它技術的進步。雖然前景尚有待觀察，但其發展潛力無疑是巨大的。

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