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纳米制造自动化

发布日期:2013-09-02 浏览次数:39404 来源:《变频器世界》

  纳米制造是材料科学的成果,纳米级零部件的制造可以是"自下而上",也可以是"自上而下"。这是革命性的产业, 它几乎影响到制造业的各个部分。


  十年前,《商业周刊》把纳米技术列为"十大将改变我们生活的技术"之一。纳米技术的革新在于,它可以在纳米级(小于1微米)平台上系统性的处理和组合事件。


  纳米制造是材料科学的成果,纳米级零部件的制造可以是"自下而上",也可以是"自上而下"。这是革命性的产业, 它几乎影响到制造业的各个部分:电子、薄膜、化学合成、生物技术、生物、医药、农业、食品生产、印刷出版、先进微蚀刻、塑料和金属等等。


  纳米技术的起源


  上世纪70年代中期,麻省理工学院的K. Eric Drexler最早提出纳米技术概念,K. Eric Drexler认为最原始的生物可以制造任何东西。在他的《创造的发动机》一书中,讨论了纳米技术将如何彻底改变日常生活。


  在K. Eric Drexler看来,被称之为"汇编程序"的毫微级计算机是关键,它几乎能"安置原子在任何合理的地方",允许制造任何东西。汇编器以指数的方式自我复制,使得制造过程非常迅速。在制造过程中,可以使用纳米级的材料、结构、设备、系统和分子组件,它们会自发地从下往上"自我组装"变成有序结构。纳米材料的确很强大,更轻、更耐用、防水、防反射、自洁性、耐紫外线,红外线、抗菌、抗划伤、耐腐蚀和导电。


  如今,基于纳米技术的产品范围从棒球棍、网球拍到原油精炼催化剂、超灵敏检测、生物识别甚至化学物质。在能源领域,纳米技术使高效、低成本的电池和太阳能电池成为可能。


  纳米级的大规模集成电路发展更快,功能也越来越强大,而且还节能,几乎达到了原子的最终极限。基于纳米的集成电路(IC)芯片使用了纳米级的导线连接纳米级的逻辑门。这样,使用非常低的成本就可以使得信息存储能力成倍增加。


  成长型市场


  随着越来越多的公司和机构建立纳米技术计划,他们将需要研发和制造更多工具。这个快速增长的市场,将提升设备设计能力,特别是纳米制造过程。


  典型的纳米技术制造的产品展示,包括各种测量和控制系统,例如,几毫米到几百毫米行程范围的定位系统。


  纳米涂料和薄膜应用于材料表面来改变它们的属性,能够测量厚度和均匀性显得非常重要,因为这些薄膜的变化会影响材料的性能和最终设备的性能。纳米纤维的生产设备是专为生产直径在亚微米范围(小于500纳米)的纤维而设计。


  目前,纳米制造已经达到了1万亿美元的市场规模。美国国家科学基金会估计,全球将需要200万技术工人,到2015年,在美国将超过100万工人。我认为,对于制造公司而言:确保你不会停留在旧的制造模式。对于自动化供应商:纳米技术的产品和市场,应该是你未来的发展计划。

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