- •1. Этапы
- •История инженерной деятельности ( (этапы и стратегии развития металлорежущих станков)
- •Часть 1 философские аспекты инженерного труда 7
- •Раздел 1 законы строения и развития техники 7
- •Раздел 2 структура и функции инженерной деятельности 11
- •Введение
- •Часть 1 философские аспекты инженерного труда Раздел 1 законы строения и развития техники
- •1.1 Закон прогрессивной эволюции техники.
- •Вопросы для самоанализа.
- •1.2 Закон соответствия между функцией и структурой
- •1.3 Закон стадийного развития техники
- •1.4 Использование других законов техники
- •1.5 О роли красоты в инженерном творчестве
- •Раздел 2 структура и функции инженерной деятельности
- •2.1 Философские мотивы развития инженерной деятельности
- •2.2 Внутренние (технологические) функции инженерной деятельности:
- •2.2.1 Изобретательство. Методы инженерного творчества
- •2.2.2 Исследовательская функция
- •2.2.3 Конструкторская функция
- •2.2.4 Функция проектирования
- •2.2.5 Технологическая функция.
- •2.2.6 Функция регулирования производства.
- •2.2.7 Функция эксплуатации и ремонта оборудования.
- •2.2.8 Функция системного проектирования.
- •Часть 2 Технология машиностроения как теоретическая основа станкостроения Раздел 3 роль технологии машиностроения в истории инженерной деятельности
- •3.1 Терминология раздела, история формирования
- •Вопросы для самоанализа
- •1. Какая технология является самой древней в истории человечества?
- •Подсказки для студентов. (Зарождение технологий. История металлургии)
- •Какие характеристики материалов играют важнейшую роль в смене эпох в истории человечества?
- •Почему бронза и железные сплавы играют основную роль в истории?
- •4.2 Металлорежущие станки. Развитие и усовершенствование.
- •Вопросы для самоанализа.
- •Резюме.
- •Подсказки для студентов.
- •4.3 Токарные станки. Их роль и место в истории инженерной деятельности
- •4.3.1 Краткий экскурс в историю
- •Развитие токарного станка
- •4.3.2 Истоки и причины модификации токарных станков
- •4.3.2.1 Возникновение и развитие лучкового токарного станка
- •4.3.2.2 Станки, приводимые в действие с помощью деревянной
- •4.3.2.3 Отделение привода от станка; станки с маховиками;
- •Вопросы для самоанализа
- •Раздел 5 тенденции развития станкостроения
- •5.1 Краткий экскурс в историю обработки резанием
- •Вопросы для самоанализа.
- •5.2 Классификация металлорежущих станков
- •Раздел 6 архаичные мотивы в станкостроении в иллюстрациях
- •6.1. Станки - монстры прошлого века
- •6.2. Выводы и перспективы изменения стратегий станкостроения.
- •Раздел 7 тенденции развития современных станков
- •7.1. Технологические мотивы формирования стратегий станкостроения.
- •7.2 Внедрение электропривода в машиностроении
- •7.3 Развитие науки о металлообработке
- •Раздел 8 стратегии развития металлорежущих станков
- •8.1 Анализ путей и стратегий станкостроения
- •8.2 Иллюстрации к этапам развития металлорежущих станков
- •8.3 Реализация стратегий в иллюстрациях (на примере станков компании goodway, Тайвань
- •Токарно-фрезерные оц goodway
- •Часть 4 Перспективные направления инженерного дела Раздел 9 сущность и содержание современной научно-технической революции и ее влияние на развитие инженерного дела
- •9.1. Проблематика раздела
- •9.2 Историческая справка
- •9.3. Актуальность и сущность нтр
- •9.4 Сущность перемен при нтр
- •Раздел 10. Прогноз ведущих направлений развития материаловедения функциональных материалов
- •10.1 Идеология прогноза.
- •10.2 Оценка влияний нанотехнологий на экономику
- •10.3 Прогнозные материалы развития материаловедения
- •10.4 Прогнозні матеріали развитку матеріалознавства (переклад)
- •Раздел 11 тенденции развития современного материаловедения
- •11.1 Обзор состояния нанонауки и нанотехнологии в мире и в Украине.
- •11.2 Проблемы, сдерживающие развитие и реализацию нанотехнологий в Украине
- •11.3 Минимальные необходимые меры для реализации нанотехнологий в Украине
- •11.4 Общество Макса Планка – «Белая книга»
- •11.5 Порошковая металургия (пм). Роль пм в нтр.
- •Раздел 12 компьютеризация и ее роль в станкостроении
- •Вопросы для текущего контроля знаний по дисциплине иид
- •Ответы на вопросы для текущего контроля знаний по дисциплине иид
- •1. Укажите наиболее древний метод обработки материалов
- •2. Укажите наиболее современный метод обработки материалов
- •3. Какой метод обработки резанием является наиболее древним
- •4. Какой метод обработки резанием является наиболее современным
- •5. Когда и в связи с какой задачей появились металлорежущие станки
- •6. Из каких металлов впервые изготавливали детали, применяя токарную обработку
- •7. Появление какой детали (узла) в конструкции станка означало создание металлорежущего станка
- •8. Какая деталь (узел) токарного станка является наиболее древней
- •9. Какая деталь (узел) токарного станка является наиболее современной
- •10. Какая деталь (узел) сверлильного станка является наиболее древней
- •11. Какая деталь (узел) сверлильного станка является наиболее современной
- •Библиографический список
- •Книга 2-х, 3-х авторов;
- •Книга под заглавием;
- •Статья из журналов (1 ,2,3-х автора ) :
Раздел 11 тенденции развития современного материаловедения
11.1 Обзор состояния нанонауки и нанотехнологии в мире и в Украине.
Уровень развития нанотехнологии в той или иной стране становится все более четким индикатором перспектив конкурентоспособности страны в области "хай-тек". В развитых странах с нанотехнологиями связывают новую индустриальную революцию и интенсивный рост ВВП.
Глобальный цикл развития бизнеса в области технологий материалов составляет 50-60 лет. Технические инновации, привнесенные новыми материалами, влияют на экономическое развитие и промышленную революцию. Так, предыдущий период ознаменовался созданием материалов для ядерной энергетики и вооружений, космических и авиационных технологий, для электроники и компьютеров, металлургии, нефте- и газодобычи и другие. В ближайшем будущем инновации в области материалов и технологий принадлежат наноматериалам и нанотехнологиям, и, как ожидается, они не только решат проблемы защиты окружающей среды, здоровья и продления жизни, но также послужат и движущей силой безопасного экономического развития.
Отношение к нанотехнологиям в странах мира сильно разнится. США, Китай, Япония и Германия стремятся к мировому лидерству в данной сфере, расходуя около 8 млрд. долларов в год (в 2005 г.) на исследования и создание новых технологий и рабочих мест (рис. 2).
Рисунок 2 - Государственные инвестиции в нанотехнологии во всем мире
1.5
1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
Фискальный год
Source: Journal of Nanopartide Research 6; 1-10,2064. a briefing note by Mihail C. Roco, NSF, etc
Survey by Nanotechnology Researchers Nework Сеntег of Japan. Ministry of Еducation. Culture, Sporti. Science arid Technology
Рис. 2 Государственная поддержка фундаментальных исследований в области нанонаук и нанотехнологий [2].
Еще 2 млрд. расходуют страны остального мира. В США и Японии к государственным ассигнованиям добавляются расходы из местных бюджетов и вклады компаний, что увеличивает сумму в 2-2,5 раза. В США общая сумма финансирования научных разработок по нанотехнологиям близка к 3 млрд. долларов (в 2005 г.) Европейский Союз тратит около 1,1 млрд. евро (рис. 3). Выгода от реализации этих инвестиций ожидается весьма внушительная. По американским прогнозам к 2015 году валовой продукт нанотехнологий составит 1 трлн. долларов США, причем большая доля его будет приходиться на долю самих США Ближайшими конкурентами США в последующие 10 лет будут Германия и Япония, поскольку фундаментальные разработки в этих странах быстро переходят в стадию коммерциализации, в том числе благодаря развитой индустрии нанотехнологического оборудования и хорошо налаженной системе подготовки специалистов с нанотехнологическим образованием.
Рис. З Распределение государственных расходов на нанотехнологии в странах Европы [1].
Подготовка кадров средней, высокой и высшей квалификации имеет наибольший приоритет среди всех задач нанотехнологий на этом этапе. Так, среди достижений Нанотехнологической инициативы (НТИ) США за пять лет наиважнейшим названо создание системы образования и подготовки экспертов по нанотехнологиям.
Система подготовки предусматривает не только выпуск квалифицированных ученых — разработчиков, но и экспертов, способных оценить опасность новых технологий и их продуктов для общества и окружающей среды.
В Украине, в частности в Национальной академии наук в 2003 году стартовала ведомственная программа "Наносистемы, наноматериалы и нанотехнологии"
Общее финансирование достигло более 8,5 млн. гривен (~1,45 млн. Euro) в 2005 г., то есть, менее 1% от бюджета НАН Украины. Примерно равную добавку дает финансирование международных грантов в области нанотехнологий, которая составляет около 1,5 млн. Euro / год. Этих средств едва ли достаточно для создания сколько-нибудь конкурентного продукта, учитывая трудности концентрации средств внутри Программы.
Программа НАН Украины развивается по 12 крупным заданиям, сформированным на основе существующей структуры НАН Украины с учетом предварительных результатов и опыта ключевых исполнителей:
Нанофизика и наноэлектроника.
Технологии многофункциональных наноматериалов.
Строение и свойства наноструктурных материалов.
Физико-химия поверхностных явлений. Бионаноматериалы: синтез и свойства.
Диагностика наносистем.
Атомно-молекулярная архитектура наносистем.
Физика полупроводниковых наноструктур.
Синтез и формирование наноструктур.
Коллоидные наноразмерные системы.
Тонкопленочные нанотехнологий соединения неорганических материалов.
Физика и технология наноматериалов, работающих в экстремальных условиях.
Для сравнения приведем тематику нанотехнологических исследований в Японии.
Они проводятся в 10 направлениях:
Моделирование наноматериалов.
Технологии измерений в наноразмерном диапазоне и наноразмерного анализа.
Нанообработка, формование и технологии изготовления.
Технологии синтеза веществ и материалов.
Новые материалы с контролируемой наноструктурой.
Наноприборы и нанодатчики.
Наноэлектромеханические системы (NEMS) и их технологии.
Наноматериалы для енергетики и защиты окружающей среды.
Нанобиология.
Нанонауки для безопасного и стабильного общества.
В Европейском Союзе кооперативные усилия были сфокусированы при выполнении трех направлений в 6 Рамочной программе, стартовавшей в 2003 г.
Нанонауки и нанотехнологии — междисциплинарные фундаментальные исследования новых явлений, обусловленных размером наноструктур.
Многофункциональные материалы, основанные на знаниях — фундаментальные и прикладные исследования многофункциональных материалов, дизайн и технологии их изготовления.
Новые технологические процессы и устройства — создание интеллектуальных систем производства материалов и устройств, гибридных материалов, систем контроля опасностей и отходов производства, оптимизация жизненных циклов промышленных систем, интегрирование нанотехнологий для повышения качества и безопасности жизни.
Из приведенных данных видно, что независимо сформулированные в разных странах направления исследований совпадают или близки по содержанию, что открывает перспективы международного сотрудничества и интеграции.