現代制造業的機械技術清單

如今的制造業廣泛依賴于各類機械技術，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。以加法與減法制造、計算機輔助設計與制造（computer-aided design and manufacturing，簡稱CAD/CAM）以及激光制造等流程為代表的技術方案，使得制造類企業得以更好地響應市場需求的快速變化。

增材制造（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打印的同義詞。不過二者之間仍然存在一定區別：前者往往部署于規?；圃飙h境當中，而3D打印則更多以消費者為中心且與創客活動有關。這方面的實例包括制造具有復雜幾何開關的部件，這類部件往往很難通過傳統生產工藝進行制造。

增材制造的另一種用途在于快速原型制造（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制作?？焖僭椭圃旒夹g的發展，使得小批量生產高質量零件成為可能，且成本仍然處于合理范圍之內。

與增材制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軟件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也被廣泛應用于其它制造流程當中。計算機輔助制造（簡稱CAM）就使得CAD工藝更進一步，能夠利用軟件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”。由于加工技術一般涉及對受控材料進行多余部分消除，因此被統稱為減法制造。

圖：機械技術間對應關系的實例。金屬部件頂端視角的CAD模型，該部件由0.5毫米厚的不銹鋼材料通過激光切割制造而成。

激光制造技術也已經在加法與減法制造領域占據有一席之地。一部分最早的3D打印技術即基于立體光刻技術（stereolithography，簡稱SLA），這是一種發明于上世紀八十年代中期的增量制造系統。其利用此外激光固化光聚合物，進而形成制造物體的各層。如今的制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。

激光器的減少制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于板材、結構與管道材料的激光切割;用于外科手術管材等醫療器械的激光鉆孔; 以及在汽車工業中得到大量應用的激光焊接鎖孔制造技術。

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。此類應用包括建筑標牌與高端標簽。此外，在利用激光將金屬加熱至接近熔點，而后進行緩慢冷卻時，這一退火過程將可產生彩虹般的標記。該項技術常被用于制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。蝕刻屬于一種淺雕刻工藝，在制造業中常用于生產帶有序列號、徽標或條形碼的工具及零件。

從這份簡短的清單可以看到，現代制造業所涉及的機械技術種類繁多、用途各異。此外，這些技術亦常被聯系在一起——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。