3D打印、智能化加工系統(tǒng)、新型加工媒介、機(jī)床傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)改變，這一系列嶄新的技術(shù)正悄悄地改變著機(jī)械加工方式和過(guò)程，毫不夸張地說(shuō)，它們將導(dǎo)致機(jī)床加工領(lǐng)域的劃時(shí)代的變革，引發(fā)一場(chǎng)制造業(yè)的革命。專(zhuān)家們認(rèn)為，人類(lèi)正在迎接一個(gè)智能型生產(chǎn)工具時(shí)代的到來(lái)。

        自上世紀(jì)50年代出現(xiàn)第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床以來(lái)，至今已有60余年，如今數(shù)控機(jī)床正邁向人工智能時(shí)代：IT技術(shù)、多媒體技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人、以納米技術(shù)為代表的新材料應(yīng)用等，使得制造業(yè)加工有點(diǎn)像我們兒時(shí)玩耍橡皮泥——隨心所欲。直線電機(jī)、電主軸使得高速運(yùn)轉(zhuǎn)、精確定位成為可能，更高線數(shù)的編碼器、精度更高更穩(wěn)定的光柵尺，使得在線測(cè)量精度大幅提高；對(duì)工件和刀具的在線實(shí)時(shí)檢測(cè)與智能判斷并高速處理數(shù)據(jù)，刀具管理及系統(tǒng)控制、高靈敏度的探針、數(shù)控系統(tǒng)高速處理芯片、響應(yīng)速度更快的傳感器和執(zhí)行器的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)控制造過(guò)程的每個(gè)環(huán)節(jié)并同步修整相關(guān)工藝參數(shù)。

        所有這些還僅僅是開(kāi)始，是基于“材料去除”這樣一個(gè)傳統(tǒng)的加工制造過(guò)程，真正意義上的革命，當(dāng)屬“材料堆積成型”的快速成型技術(shù)，也稱“3D打印”技術(shù)。它是采用一系列待加工的材料，例如復(fù)合紙、高聚物質(zhì)、金屬粉末、高溫合金、復(fù)合陶瓷、鑄造型砂等，運(yùn)用電熱、激光束、等離子束等作為能量源，或冷加工的粘和介質(zhì)，按分層實(shí)體“堆積”實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程，大大縮短整機(jī)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)周期。除了應(yīng)用于制造機(jī)械零件原型、型砂制芯，甚至也進(jìn)入立體藝術(shù)品型體塑形和人體醫(yī)學(xué)仿生件(如骨關(guān)節(jié))制造等相關(guān)領(lǐng)域。這是計(jì)算機(jī)科學(xué)、新材料科學(xué)、新能源科學(xué)綜合集成發(fā)展的最新產(chǎn)物。

        這項(xiàng)問(wèn)世不久的嶄新制造技術(shù)，自出現(xiàn)以來(lái)，迅速引起各界廣泛關(guān)注，據(jù)發(fā)明人恩里科介紹，這種“3D打印機(jī)”可以“打印”一個(gè)完整的雕塑或者教堂建筑。當(dāng)其工作時(shí)，它的上千個(gè)噴嘴中會(huì)同時(shí)噴出沙子和一種鎂基膠。這種特制的膠水會(huì)將沙子粘成像巖石一樣堅(jiān)固的固體，并形成特定的形狀，然后只需要按照預(yù)先設(shè)定的形狀一層層噴上這種材料，最終成形。設(shè)想一下，如果其噴嘴噴出的不是沙子，而是某種金屬粉末和膠水，那是否能形成預(yù)先設(shè)計(jì)好的金屬零件呢？

        這種3D打印制造技術(shù)如進(jìn)入機(jī)械加工領(lǐng)域，帶來(lái)的不僅僅是效率的成倍提高，而且?guī)缀醪粫?huì)產(chǎn)生任何廢棄物。由于采用與“金屬去除法”截然不同的逆過(guò)程，這種技術(shù)對(duì)原材料的利用幾乎達(dá)到了100%，其節(jié)能、節(jié)材的效果令人刮目相看。

        利用IT技術(shù)，實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的實(shí)時(shí)通訊，讓遠(yuǎn)距離遙控監(jiān)測(cè)機(jī)床加工、修正工藝參數(shù)成為可能；工業(yè)機(jī)器人的加入，讓機(jī)床與機(jī)床之間實(shí)現(xiàn)了柔性、連續(xù)的作業(yè)鏈，甚至多臺(tái)機(jī)床串聯(lián)，大大提高加工件的精度，提高加工效率；對(duì)于機(jī)床本身，人們也在不斷追求能滿足更高效率和精度的體系結(jié)構(gòu)，并聯(lián)機(jī)床由此應(yīng)運(yùn)而生，傳統(tǒng)機(jī)床結(jié)構(gòu)一般都可為串聯(lián)式，幾何精度誤差、力的傳遞和剛度的損失，都會(huì)形成串聯(lián)累積，這種累積有時(shí)會(huì)造成致命誤差。

　　而并聯(lián)結(jié)構(gòu)機(jī)床，是通過(guò)多桿結(jié)構(gòu)在三維空間同時(shí)運(yùn)動(dòng)來(lái)移動(dòng)主軸頭實(shí)現(xiàn)加工動(dòng)作，與串聯(lián)結(jié)構(gòu)相比，并聯(lián)結(jié)構(gòu)具有更為簡(jiǎn)化、剛度更高、動(dòng)態(tài)性能更好等一系列主要優(yōu)點(diǎn)。

        目前，世界上個(gè)主要發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)濟(jì)從事這方面的研究，期望能有突破性進(jìn)展，如瑞典TRICEPT公司，國(guó)內(nèi)哈爾濱量具刃具集團(tuán)與哈爾濱工業(yè)大學(xué)合作研發(fā)的并聯(lián)結(jié)構(gòu)機(jī)床，齊二機(jī)床集團(tuán)與清華大學(xué)合作開(kāi)發(fā)的龍門(mén)式“混聯(lián)”結(jié)構(gòu)(即串聯(lián)與并聯(lián)混合)機(jī)床等。 
 

        直線電機(jī)、電主軸、電滾珠絲桿和力矩電動(dòng)機(jī)等新技術(shù)部件，簡(jiǎn)化了機(jī)床結(jié)構(gòu)，在很大程度上提高了機(jī)床的剛度和動(dòng)態(tài)性能，以及工件或刀具運(yùn)動(dòng)速度和加工精度。 

        由于虛擬技術(shù)、虛擬制造的運(yùn)用，機(jī)床從設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、工件工藝流程的制定、加工制造的過(guò)程甚至在機(jī)床尚未誕生時(shí)，其性能、功效便可在電腦上進(jìn)行檢驗(yàn)、測(cè)定，從而大幅提高設(shè)計(jì)效率，避免重復(fù)勞動(dòng)。

        無(wú)論是機(jī)床結(jié)構(gòu)的變化、改進(jìn)，還是智能化加工系統(tǒng)或新型加工媒介的應(yīng)用，金屬加工領(lǐng)域借助相關(guān)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展來(lái)裝備、提高自身，將前沿科學(xué)技術(shù)與傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)有機(jī)融合，使得這門(mén)歷史悠久的制造業(yè)獲得嶄新的面貌。有資料顯示，高技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用，不但大大提高該領(lǐng)域行業(yè)的技術(shù)水平，還能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。比如，微波爐的發(fā)明和應(yīng)用，最初就是美國(guó)航天局（NASA）為解決航天員們的吃飯問(wèn)題而設(shè)計(jì)的，而后推廣至民用領(lǐng)域，至今，微波爐已成為每個(gè)家庭不可或缺的廚房用具。
 

        還有一個(gè)至關(guān)重要的方面是綠色制造，綠色制造的一個(gè)重要環(huán)節(jié)是，一個(gè)產(chǎn)品的生命周期，企業(yè)必須全程負(fù)責(zé)，從搖籃到墳?zāi)?。如一臺(tái)機(jī)床，從制造到報(bào)廢，報(bào)廢后如何回收再制造，都要有一個(gè)通盤(pán)的考慮、設(shè)計(jì)。這在未來(lái)將會(huì)是一個(gè)極為重要的方面。 

       歷史無(wú)數(shù)次證明，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的關(guān)聯(lián)性和互相交叉滲透，會(huì)深刻改變某一產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的面貌。這種影響的過(guò)程不斷累積、疊加，最終在某一時(shí)間節(jié)點(diǎn)形成突破性的變革，從而顛覆以往的體系結(jié)構(gòu)，并給相關(guān)產(chǎn)業(yè)造成巨大促進(jìn)作用，或者相反，淘汰某個(gè)過(guò)時(shí)的產(chǎn)業(yè)體系。

        因?yàn)槿绱?，關(guān)注相關(guān)學(xué)科技術(shù)的發(fā)展，對(duì)其影響作出正確的評(píng)價(jià)，積極利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的成果，用以改進(jìn)本行業(yè)的技術(shù)、工藝，是每個(gè)行業(yè)企業(yè)的必修課。
現(xiàn)在多種關(guān)聯(lián)技術(shù)正在深刻影響機(jī)械加工的方式和過(guò)程，一場(chǎng)靜悄悄的革命正在金屬加工領(lǐng)域展開(kāi)，它究竟將導(dǎo)致金屬加工行業(yè)怎樣的巨變，人們將拭目以待。