
- •В. А. Валетов, Ю. П. Кузьмин, А. А. Орлова, С. Д. Третьяков
- •Технология приборостроения
- •Оглавление
- •Введение
- •Глава 1. Отработка конструкций деталей
- •на технологичность
- •1.1. Общие понятия и определения
- •1.2. Обеспечение технологичности
- •Глава 2. Точность изготовления деталей приборов
- •и методы ее обеспечения
- •2.1. Метод пробных ходов и промеров
- •2.2. Метод автоматического получения размеров на настроенных станках
- •2.3. Систематические погрешности обработки
- •2.3.1. Погрешности, возникающие вследствие неточности, износа
- •и деформации станков
- •2.3.2. Погрешности, связанные с неточностью и износом режущего инструмента
- •2.3.3. Погрешности, обусловленные упругими деформациями технологической системы под влиянием нагрева
- •2.3.4. Погрешности теоретической схемы обработки
- •2.3.5 . Погрешности, вызываемые упругими деформациями заготовки
- •2.4. Случайные погрешности обработки
- •2.4.1. Законы рассеяния (распределения) размеров
- •2.4.2. Составляющие общего рассеяния размеров деталей
- •2.5. Суммарные погрешности изготовления деталей
- •2.6 Практическое применение законов распределения размеров
- •для анализа точности обработки
- •2.7 Технологические размерные цепи
- •Глава 3. Оптимизация характеристик поверхностного слоя изделий приборостроения
- •3.1. Микрогеометрия и ее оптимизация
- •3.2.Технологические остаточные напряжения
- •3.3. Нанесение покрытий на поверхности изделий
- •3.3.1. Современные технологии нанесения покрытий
- •3.3.1.1. Газодинамический метод
- •3.3.1.2. Импульсно плазменная технология нанесения покрытий
- •3.3.1.3. Нанесение покрытий с помощью вращающихся валков
- •3.3.1.4. Технология нанесения порошковых полимерных покрытий
- •Глава 4. Принципы и особенности базирования
- •при использовании современного оборудования
- •4.1. Классификация баз по различным признакам
- •4.2. Разновидности технологических баз
- •4.3. Назначение технологических баз
- •4.4. Принцип совмещения (единства) баз
- •4.5. Принцип постоянства баз
- •Глава 5. Современные методы проектирования техпроцессов и оформления технологической документации
- •5.1. Методы проектирования
- •5.1.1. Современные САПР ТП
- •5.1.2. Система «TechCard»
- •5.1.3. Система «T-FLEX Технология
- •5.1.4. Система «САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ»
- •5.1.5. САПР ТП TechnologiCS
- •5.1.6. Система «МАС ПТП»
- •5.1.7. Система "ТИС-Адрес"
- •5.2. Оформление технологической документации
- •Глава 6. Основы технологии сборки элементов точной механики
- •6.1. Селективная сборка или метод групповой взаимозаменяемости
- •6.2. Основной принцип адаптивно-селективной сборочной технологии
- •6.3. Определение и оптимизация границ групп допусков
- •6.4. Реализация АСС
- •Глава 7. Применение RP-технологий в производстве элементов, приборов и систем.
- •Предисловие
- •7.1 Основные технологии быстрого получения прототипов изделий
- •7.1.1 Стереолитография
- •7.1.2. Технологии с использованием тепловых процессов
- •7.1.2.1. Технология SLS
- •7.1.2.2 LOM - технология
- •7.1.2.3 FDM - технология
- •7.1.3 Трехмерная печать (3D Printers)
- •7.1.3.1. Genisys (Stratasys)
- •7.1.3.2. Z 402 (Z Corporation)
- •7.1.3.3. Actua 2100 (3D Systems)
- •7.1.4 Практическое применение RP - технологий
- •7.1.4.1. QuickCast. Литье по выжигаемым стереолитографическим моделям
- •7.1.4.2 Литье в эластичные силиконовые формы в вакууме
- •7.1.4.3. Промежуточная оснастка
- •7.1.4.4 RP - технологии с использованием листовых материалов
- •7.2 Проектирование и изготовление - единый процесс создания изделий
- •7.2.1 Предисловие
- •7.2.2. Проектирование изделия - изготовление изделия - быстрое усовершенствование изделия
- •7.2.3. Последовательность создания изделия
- •7.2.4. Критические факторы успеха и стратегии конкуренции
- •7.2.5 Ключевой фактор - время
- •7.2.6 Одновременное проектирование - конкурентоспособное проектирование
- •7.2.6.1 Классические ступени проектирования изделий
- •7.2.6.2. Требования к новым методам проектирования изделий
- •7.2.6.3. Принцип одновременности инженеринга
- •7.2.7. Модели
- •7.2.7.1. Классификация моделей
- •7.2.7.2. Влияние моделей на ускорение процесса проектирования изделий
- •7.2.7.3. Мотивация через модели
- •7.2.8. Создание моделей с помощью RP - технологий, как элемент одновременного инженеринга
- •7.2.8.1. RP - модели как гарантия обязательной базы данных
- •7.2.8.2. Определения: быстрое прототипирование, быстрое изготовление, быстрое производство
- •7.2.8.3. Взаимосвязь RP - моделей и фаз проектирования изделий
- •Глава 8.Основы технологии изготовления и сборки элементов радиоэлектронной аппаратуры
- •8.1. Электронные и микроэлектронные элементы
- •8.1.1 Типы полупроводниковых структур
- •Рис. 8.1. Схема классификации полупроводниковых структур
- •Немагнитные полупроводниковые структуры в свою очередь делятся на элементы, химические соединения, твердые растворы.
- •8.1.1.1. Кремний и его применение
- •8.1.2. Дискретные электрорадиоэлементы
- •8.1.2.1 Резисторы
- •8.1.2.2. Конденсаторы
- •8.1.2.3. Катушки индуктивности
- •8.1.2.4. Трансформаторы
- •8.1.2.5. Диоды
- •8.1.2.5.1. Светодиоды
- •8.1.2.6. Транзисторы
- •8.1.2.6.1. Пластиковые транзисторы
- •8.1.3. Технология изготовления тонкопленочных интегральных микросхем
- •8.1.3.1. Классификация и назначение интегральных микросхем
- •Рис. 8.33. Современная интегральная микросхема
- •8.1.3.1.1. Классификация интегральных микросхем
- •По степени интеграции. Названия микросхем в зависимости от степени интеграции (в скобках указано количество элементов для цифровых схем):
- •По технологии изготовления.
- •По виду обрабатываемого сигнала
- •Аналоговые (входные и выходные сигналы изменяются по закону непрерывной функции в диапазоне от положительного до отрицательного напряжения питания)
- •8.1.3.1.2 Назначение интегральных микросхем
- •8.1.3.2. Материалы для изготовления тонкопленочных и толстопленочных интегральных схем
- •8.1.3.2.1.Напыление частицами
- •8.1.3.2.2. Физико-химические способы получения пленочных покрытий
- •8.1.4. Технология изготовления полупроводниковых интегральных микросхем
- •8.1.4.1.1. Подготовка поверхности
- •8.1.4.1.2. Нанесение фотослоя
- •8.1.4.1.3. Совмещение и экспонирование
- •8.1.4.1.4. Проявление
- •8.1.4.1.5.Травление
- •8.1.5 Электрический монтаж кристаллов интегральных микросхем на коммутационных платах
- •8.1.5.1. Проволочный монтаж
- •8.1.5.2. Ленточный монтаж
- •8.1.5.3. Монтаж с помощью жестких объемных выводов
- •8.1.5.4. Микросварка
- •8.1.5.5. Изготовление системы объемных выводов
- •8.2.1. Основные характеристики печатных плат
- •8.2.1.1. Материалы, используемые для изготовления печатных плат
- •8.2.1.2. Точность печатных плат
- •8.2.1.3. Отверстия печатных плат
- •8.2.1.4. Толщина печатных плат
- •8.2.2. Типы печатных плат
- •8.2.2.1. Односторонние печатные платы
- •8.2.2.2. Двухсторонние печатные платы
- •8.2.2.3. Многослойные печатные платы
- •8.2.2.4. Гибкие печатные платы
- •8.2.2.5. Рельефные печатные платы
- •8.2.2.5.1. Технологии изготовления рельефных печатных плат
- •8.2.3. Технологические процессы изготовления печатных плат
- •8.2.3.1. Основные методы изготовления печатных плат
- •8.2.3.2. Аддитивная технология
- •8.2.3.3. Комбинированный позитивный метод
- •8.2.3.4. Тентинг-метод
- •8.2.3.5. Струйная печать как способ изготовления электронных плат
- •8.2.3.6. Технологии настоящего и будущего
- •8.2.4. Сборка и монтаж печатных плат
- •8.2.5. Методы контроля печатных плат
- •8.2.5.1. Система контроля качества печатных плат Aplite 3
- •Рис. 8.67. Интерфейс Системы Aplite 3
- •8.2.5.2. Электрический контроль печатных плат
- •8.3. Современное оборудование для изготовления радиоэлектронной аппаратуры
- •9.1. Основные понятия
- •9.2. Материалы для нанотехнологий
- •9.2.1. Фуллерены
- •9.2.2. Нанотрубки
- •9.2.3. Ультрадисперсные наноматериалы
- •9.3. Оборудование для нанотехнологий
- •9.4. Развитие нанотехнологий
- •9.4.1. Новейшие достижения
- •9.4.2. Перспективы развития
- •9.4.3. Проблемы и опасности
- •Литература
- •КАФЕДРА ТЕХНОЛОГИИ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ

между различными группами проектировщиков. Модели помогают своевременно выявлять ошибки и проверять общую концепцию.
Рис. 7.52. Оценка затрат и влияние затрат как функции стадий проектирования изделия
7.2.7.3. Мотивация через модели
Из-за увеличивающейся все время сложности изделий нельзя больше приходить на завод только с изделием, давно завоевавшим доверие и с конструктором, убежденным в своей удаче. В сообществе проектировщиков должны быть также чуждые для данной отрасли специалисты, которые не имеют глубоких знаний об изделии. Они должны объединяться вокруг проекта и должны быть мотивированы, т.е. заинтересованы в общем успехе.
Под мотивацией понимают усилие, направленное на изделие, которое должно быть спроектировано.
192
Как может мотивация оказывать положительное влияние? Для примера, определим градиент привлекательности α (рис. 7.53). Он определяется через дистанцию до серийной продукции.
Взаимосвязи представлены на рисунке 7.53 Вероятность достижения цели представлены через степень реализации.
Дистанция до серийного изделия характеризуется через отдельные шаги проектирования изделия. Из этого представления ясно, что к повышению градиента привлекательности ведет только повышение степени реализации проекта.
В примере из рис. 7.53 видно, что до такой степени готовности как эскиз и меньших степеней готовности порог мотивации, обозначаемый αm не может быть преодолен, α1 < αm
Несмотря на все еще большую дистанцию до реализации изделия через повышение степени реализации на основе представления через простую трехмерную модель вместо эскиза, градиент привлекательности α2 отчетливо повышается и, в нашем случае, поднимается выше порога мотивации αm. Решающим является то, что через постепенное приближение к цели в ходе процесса проектирования при одновременном постоянном повышении степени реализации через дифференцированные модели, градиент привлекательности постоянно и сверхпропорционально растет. Тем самым, мотивация в процессе проектирования постоянно усиливается (α5 > α4> α3 > α2). Этот важный вклад моделей для успешного выполнения совместного проекта, который особенно важен на ранней стадии, часто оценивается недостаточно.
Эти взаимосвязи наглядно показывают, что трехмерные модели вызывают несомненную пользу. Они подтверждают также важность наглядных и дизайн - моделей.
193

Рис. 7.53. Повышение мотивации как функция степени реализации и дистанции до серийного производства
На ранних стадиях проекта имеющиеся в распоряжении наглядные модели, которые быстро совершенствуются и усложняются и максимально быстро демонстрируют взаимодействие узлов, создают не только высокую начальную мотивацию, но и годятся уже в начальной фазе проекта для того, чтобы создавать позитивный и постепенно растущий градиент привлекательности.
7.2.8. Создание моделей с помощью RP - технологий, как элемент одновременного инженеринга
Ранее отмечено значение моделей для более быстрого и эффективного возникновения изделия. При этом не играет никакой роли, каким образом эти модели создаются. В дальнейшем рассмотрим, какая характеристика RP - моделей наиболее важны и почему модели, изготовленные тем или иным методом особенно подходящие, эффективно поддерживают стратегии для быстрого прототипирования и создания изделия.
194
7.2.8.1. RP - модели как гарантия обязательной базы данных
В классической цепи проектирования отсутствует существенный элемент для претворения в жизнь одновременного инженеринга: принятые и постоянные для всех доступные обязательные базы данных не могут существовать, пока создание моделей выполняется вручную или в частично вручную.
Традиционный процесс изготовления моделей основывается именно на базе данных в форме 2D - чертежей по всем правилам геометрии в ходе изготовления модели. Поэтому в процессе изготовления модели не существует никакой обязательной базы данных, на которую могли бы ориентироваться другие члены команды. В течение изготовления модели, вследствие этого, не может осуществляться одновременный инженеринг.
При RP - методах полная 3D геометрическая информация разделяется из CAD в послойную информацию, и эти слои непосредственно строятся компьютером. RP - методы строят трехмерные модели, следовательно, только на базе трехмерных CAD - компьютерных данных. Они изображают данные, следующие из CAD - проекта исключительно трехмерно, без их изменения.
Эту информацию в качестве базы данных, обязательную для всех, сохраняют также во время процесса изготовления модели. Таким образом, RP - методы замыкают звенья цепи CIM(Computer Intergrated Manufacturing - Компьютерное интегрированное производство) и создают основу для реализации как CIM - стратегий, так и интегрированных в них методов одновременного инженеринга.
Рисунок 7.54 показывает связи между отдельными шагами возникновения изделия от идеи к изделию, которые ради наглядности расположены последовательно. Показана петля последовательного проектирования изделия (рис. 7.54 слева) и петля одновременного инженеринга с использованием RP (рис. 7.54 справа), CAx - компоненты. Отчетливо видно, как последовательное построение модели прерывает течение данных и, следовательно, не допускает создания замкнутой CIM - структуры. В противоположность этому, при введении RP - техники в одновременный инженеринг, узнается замкнутая структура данных, которая позволяет получить необходимый набор данных в любое время и любому участнику процесса проектирования изделия. Становиться также ясно, что в противоположность к классическому изготовлению модели, RP - методы применимы не к одной (или более) фазе изготовления модели, а могут вводиться в действие на любом месте процесса возникновения изделия.
195