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制造发展的三个范式:制造发展规律的研究

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基于对人类社会发展历史和科学技术发展内在规律的认识,本文详细分析了制造发展的三个范式,论证了原子及近原子尺度制造是制造范式Ⅲ的核心使能技术.文章回顾了国内外各机构对原子级制造研发规划现状,指出我国目前处于原子级制造技术发展的重要战略机遇期,并从设计、材料、加工和检测等角度分析了原子级制造的技术体系内涵;梳理了原子级表面制造、原子级结构制造、原子级测量与表征等领域的研究进展,呈现了当前具有原子级制造能力的部分代表性技术,包括原子级切削、原子级抛光、电化学加工、等离子体原子级加工技术、原子精准操控以及原子分辨测量与表征技术,并对原子级制造战略规划提出发展建议.
The Three Paradigms of Manufacturing Advancement:Law of Manufacturing Development
This article comprehensively discusses three paradigms of manufacturing advancement based on the inherent laws of scientific and technological development.It highlights that atomic-and close-to-atomic-scale manufacturing(ACSM)is the fundamental technology of Manufacturing Paradigm Ⅲ.Furthermore,the article introduces the current status of the development of ACSM,indicating that this technology is currently in a critical strategic opportunity period for development.Moreover,the connotation of the technical system of ACSM is analyzed from the perspectives of design,materials,processing,and measurement.The article summarizes the current research progress in the fields of atomically smooth surface manufacturing,atomic-scale feature manufacturing,and atomic-scale measurement and characterization;further,it reviews potential ACSM technologies,including atomic cutting,atomic polishing,atomic electrochemical machining,atomic plasma processing,atomic manipulation,and atomic-scale measurement and characterization.In addition,the article provides guidance for ACSM development in the future.

development trend of manufacturing technologymanufacturing paradigmatomic and close-to-atomic scale manufacturingatomic precision manufacturingatomic-level manufacturing

房丰洲、赖敏、王金石、吕鹏、于楠、罗熙淳、胡春光、陈远流、陈磊、邓辉、徐涛、康城玮、韩伟、冯俊元

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天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津 300072

都柏林大学机械与材料工程学院,爱尔兰,都柏林D04 V1W8

爱丁堡大学机械工程学院,英国,爱丁堡EH9 3BF

思克莱德大学精密制造中心,英国,格拉斯哥G1 1XJ

浙江大学机械工程学院,杭州 310013

西南交通大学机械工程学院,成都 611756

南方科技大学机械与能源工程系,深圳 518055

东南大学集成电路学院,南京 210096

西安交通大学机械工程学院,西安 710049

复旦大学信息科学与工程学院,上海 200438

杭州电子科技大学机械工程学院,杭州 310018

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制造技术发展趋势 制造范式 原子及近原子尺度制造 原子精度制造 原子级制造

国家自然科学基金项目

52035009

2024

中国科学基金
国家自然科学基金委员会

中国科学基金

CSTPCD北大核心
影响因子:0.62
ISSN:1000-8217
年,卷(期):2024.38(1)
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