《面向2035特種加工技術(shù)路線圖》導(dǎo)讀

中圖分類號(hào)：TG66

DOI：10.3969/j.issn.1004-132X.2025.06.027

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

由中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)特種加工分會(huì)組織編撰的《面向2035特種加工技術(shù)路線圖》一書已由機(jī)械工業(yè)出版社正式出版發(fā)行。該書面向2035年，以特種加工技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用和未來(lái)發(fā)展為主線，系統(tǒng)闡述了我國(guó)特種加工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、社會(huì)需求、應(yīng)用前景、研發(fā)重點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)，提出了未來(lái)的發(fā)展目標(biāo)、實(shí)現(xiàn)路徑及措施建議，繪制出未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的特種加工技術(shù)路線圖。

在國(guó)際上，特種加工多被稱為非傳統(tǒng)加工（non-traditionalmachining）。不同于利用機(jī)械能加工成形零件的傳統(tǒng)加工方法，特種加工基于物理或化學(xué)能量場(chǎng)，利用電能、熱能、光能、電化學(xué)能、化學(xué)能、磁能、聲能及其組合或復(fù)合（包括與機(jī)械能的組合或復(fù)合），對(duì)工件材料進(jìn)行去除、添加、變形、改性或連接，從而達(dá)到零部件的設(shè)計(jì)目標(biāo)。特種加工是一個(gè)制造技術(shù)群，目前主要方法有電火花加工、電化學(xué)加工、高能束流加工、超聲加工、增材制造，以及基于這些方法的各種復(fù)合加工等。特種加工不像傳統(tǒng)加工那樣要求工具材料硬度必須高于工件材料，以硬制軟，而是依靠能場(chǎng)作用實(shí)現(xiàn)零件的成形，以柔克剛，不受工件材料的硬度、韌性等限制。更明顯的區(qū)別是，特種加工通常為非接觸加工，隔空打物，在加工過(guò)程中工具與工件之間沒(méi)有顯著的作用力，不會(huì)造成弱剛性工件的明顯變形，并且能獲得相當(dāng)高的尺寸精度和表面質(zhì)量。因此，“以柔克剛”、“隔空打物”這兩大特點(diǎn)使得特種加工技術(shù)成為工程實(shí)際中加工制造各種難加工材料、復(fù)雜形狀零件、弱剛性零件時(shí)的最佳選擇，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)?？梢哉f(shuō)，特種加工能將許多不可能變?yōu)榭赡?，是先進(jìn)制造技術(shù)群中的一支特種部隊(duì)，在高端裝備核心部件制造中具有不可替代的作用。

自20世紀(jì)中葉開始工業(yè)化應(yīng)用以來(lái)，特種加工技術(shù)在航空航天、國(guó)防軍工、交通運(yùn)輸、能源動(dòng)力、精密模具、電子信息、生物醫(yī)療等領(lǐng)域有著不可替代的需求。在航空航天、國(guó)防軍工裝備領(lǐng)域，大量零件采用難切削材料制成，并且許多零件形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)特殊、加工要求高，是特種加工技術(shù)重要的“用武之地”，典型應(yīng)用如航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片氣膜孔的電火花加工及激光加工，整體葉盤和機(jī)匣的電解加工，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的激光增材制造；在交通運(yùn)輸裝備領(lǐng)域，典型應(yīng)用如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴等關(guān)鍵零部件的電火花加工，大型構(gòu)件的激光切割、激光焊接及表面強(qiáng)化，電子器件和傳感件的激光微納制造，汽車輕量化零件的增材制造等；在精密模具領(lǐng)域，典型應(yīng)用如各類高性能材料模具的電火花線切割加工、小孔加工、激光織構(gòu)、異形模具和定制化模具的增材制造等；在電子信息制造領(lǐng)域，典型應(yīng)用如3C產(chǎn)品的芯片封裝、液晶屏和柔性屏的制造、晶圓切割及拋光、太赫茲微結(jié)構(gòu)件加工、光子芯片制備等；在新能源領(lǐng)域，典型應(yīng)用如風(fēng)力發(fā)電設(shè)備關(guān)鍵核心零件的電火花加工，新能源汽車的激光焊接技術(shù)；在生物醫(yī)療器械領(lǐng)域，典型應(yīng)用如仿生組織和仿生手術(shù)工具的增材制造、植入醫(yī)療器械的電火花加工及激光表面處理、超聲骨刀的應(yīng)用等。

數(shù)十年來(lái)，特種加工技術(shù)因解決制造難題的需求而生、因解決制造難題的能力而興，并伴隨著我國(guó)工業(yè)化、現(xiàn)代化進(jìn)程的推進(jìn)而不斷深入、衍生和擴(kuò)展，正在向更高技術(shù)水平和更廣泛應(yīng)用的方向發(fā)展。中國(guó)經(jīng)濟(jì)已轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，伴隨制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的深入推進(jìn)，新一代信息技術(shù)與制造技術(shù)的深度融合，以及人工智能等新興技術(shù)在制造業(yè)的快速滲透，特種加工技術(shù)及其裝備面臨新的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)。特種加工技術(shù)作為典型的跨學(xué)科技術(shù)，在能場(chǎng)與工藝的多樣性、能場(chǎng)與物質(zhì)相互作用的復(fù)雜性、加工對(duì)象與要求的特殊性，以及多學(xué)科知識(shí)交叉的廣泛性等方面，仍存在諸多待解決的理論與技術(shù)問(wèn)題；面對(duì)新材料與新結(jié)構(gòu)的不斷涌現(xiàn)，特種加工技術(shù)與工藝亟需進(jìn)一步研發(fā)與創(chuàng)新；除了發(fā)揮多能場(chǎng)復(fù)合方法在突破單一能場(chǎng)工藝極限方面的獨(dú)特技術(shù)優(yōu)勢(shì)外，還需基于對(duì)多能場(chǎng)科學(xué)理論的深入理解、多學(xué)科知識(shí)的融合以及廣泛的科研實(shí)踐，以增強(qiáng)多能場(chǎng)復(fù)合效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的新發(fā)現(xiàn)、新突破與新應(yīng)用；特種加工與新一代信息技術(shù)的融合已有一定實(shí)踐，但在深度與廣度上仍顯不足，特別是在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、人工智能、數(shù)字孿生、自適應(yīng)控制等領(lǐng)域，尚存在諸多難點(diǎn)待解；與國(guó)際先進(jìn)水平相比，我國(guó)高端特種加工裝備仍存在差距，需在基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)與核心工藝方面進(jìn)行更深入的探索。此外，建立與技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展相適應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化體系至關(guān)重要，亟需在技術(shù)交叉、工藝復(fù)合、裝備提質(zhì)增效的進(jìn)程中，形成有助于降低成本、提高效率與質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)業(yè)務(wù)。

基于對(duì)未來(lái)特種加工技術(shù)、裝備及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑的深入思考，圍繞2035年實(shí)現(xiàn)新型工業(yè)化并推進(jìn)中國(guó)式現(xiàn)代化的關(guān)鍵目標(biāo)，中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)特種加工分會(huì)匯聚了領(lǐng)域內(nèi)的科技專家，策劃并編寫了《面向2035特種加工技術(shù)路線圖》一書。本書共分為七章，第一章深入分析了航空、航天、交通運(yùn)輸、新能源等高端裝備制造領(lǐng)域?qū)μ胤N加工技術(shù)的需求，并列舉了特種加工技術(shù)在這些領(lǐng)域的30項(xiàng)典型應(yīng)用實(shí)例，同時(shí)探討了特種加工技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)；第二章探討了特種加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，總結(jié)了特種加工技術(shù)與裝備如何體現(xiàn)“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享\"的新發(fā)展理念，并指出特種加工技術(shù)未來(lái)將展現(xiàn)“克難、智能、融合、綠色、優(yōu)質(zhì)\"五大發(fā)展趨勢(shì)；第三章至第六章分別對(duì)電火花加工、電化學(xué)加工、激光加工和超聲加工等特種加工主要技術(shù)方法進(jìn)行了詳細(xì)論述，結(jié)合各自的技術(shù)特點(diǎn)，從面向2035年的市場(chǎng)需求、關(guān)鍵技術(shù)、研發(fā)重點(diǎn)等方面，提出了不同階段的發(fā)展重點(diǎn)與實(shí)現(xiàn)路徑，并繪制了電火花成形加工、往復(fù)走絲電火花線切割加工、電解成形加工、電鑄、激光微納加工、激光材料去除、超聲復(fù)合加工、超聲表面處理等20幅技術(shù)路線圖，并預(yù)測(cè)了可實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)；最后一章提出了實(shí)施路線圖的建議，強(qiáng)調(diào)了堅(jiān)持目標(biāo)導(dǎo)向、加強(qiáng)基礎(chǔ)研究、注重融合發(fā)展、聚焦高端人才、強(qiáng)化協(xié)同創(chuàng)新、完善支撐體系的重要性。

該書集聚了國(guó)內(nèi)特種加工領(lǐng)域的專家、學(xué)者、企業(yè)家的集體智慧，對(duì)讀者了解特種加工技術(shù)及其最新進(jìn)展有重要幫助，可供從事特種加工技術(shù)教學(xué)、研究、開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用的科技人員閱讀，也可作為政府部門決策及企業(yè)發(fā)展規(guī)劃的參考依據(jù)。

（編輯 盧湘帆）

作者簡(jiǎn)介：朱獲，男，1954年生，教授、博士研究生導(dǎo)師，中國(guó)科學(xué)院院士，中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)特種加工分會(huì)主任委員，國(guó)際生產(chǎn)工程科學(xué)院會(huì)士。主要研究方向?yàn)樘胤N能場(chǎng)制造。獲發(fā)明專利70余項(xiàng)。發(fā)表論文3oo余篇。E-mail：dzhu@nuaa.edu.cn。

本文引用格式：

朱荻.《面向2035特種加工技術(shù)路線圖》導(dǎo)讀[J].中國(guó)機(jī)械工程，2025，36（6）：1394-1395.

ZHUDi.Guiding to 2o35-Oriented Nontraditional Manufac-turing Technology Roadmaps[J].China Mechanical Engineer-ing，2025，36（6）：1394-1395.