Горизонты науки и техники - Бестужев И.В.
Скачать (прямая ссылка):
Как обстоит дело в области радикальных улучшений различных видов материалов? Давно известно, что, согласно законам межатомных связей, теоретические пределы прочности твердых тел равны сотням тонн на квадратный сантиметр, тогда как на практике они достигают лишь нескольких тонн на квадратный сантиметр. В процессе исследовательской работы удалось определить пути достижения пределов прочности, близких к теоретическим; особенно это касается современных керамических материалов — окислов, боридов, карбидов и нитридов, — наряду- с высокой прочностью отличающихся также низким удельным весом, высокой плотностью, антикоррозийными свойствами и термостойкостью.
Эти материалы можно использовать в качестве упрочняющих нитевидных включений в сочетании с жа-* ропрочными сплавами, которые в данном случае предназначены не для несения нагрузок, а для соединения отдельных керамических включений. Использование керамических материалов в качестве усилителей позволяет преодолеть их основной недостаток — чрезмерную
167
хрупкость. Необходимая для конструкционных материалов прочность обеспечивается сочетанием свойств керамического материала и стального сплава.
Таким образом, мы приближаемся к техничесжжу подобию биологического материала — ткани со сложной структурой, отдельные составляющие элементы которой выполняют определенные функции. Поскольку техника каждой исторической эпохи основана на материалах, можно полагать, что создание новых комбинированных материалов окажет глубокое воздействие па техническую мысль будущего, открыв новую эру в технике, так как сегодня возможности конструктора ограничены однообразием свойств современных материалов. Мы не будем изготовлять двигатель из одного материала, а подберем для каждой детали наиболее подходящий. Используя комбинированные материалы, конструктор сможет сообщить каждой отдельной детали необходимые свойства, например высокую степень прочности в направлении заданного вектора силы. Что касается проблем производства материалов, можно сразу сказать, что с развитием комбинированных материалов будут разработаны технологические процессы, основанные на синтезе, компоненты которого в свою очередь будут образовываться из различных подкомпонентов.
Рассматривая проблемы производства вообще, можно выделить два момента, которые окажут большое влияние на развитие техники в последующие двадцать лет. Первый — постоянная необходимость повышать эффективность производства, второй — совершенствование характеристик материалов.
Все, что делает сейчас рабочий-станочник, будут выполнять самые разнообразные программные управляющие устройства. Число рабочих часов сократится, возникнет потребность в специалистах высокой квалификации, знакомых с программированием производственной деятельности и умеющих управлять чрезвычайно сложным оборудованием.
Передача информации, получаемой конструктором от электронно-вычислительной машины непосредственно на рабочий инструмент, практически осуществима. Промежуточные этапы деталировки конструкции ипрог
168
ектирования инструментальной оснастки постепенно потеряют свое значение.
Автоматическая смена рабочего инструмента машины и подача детали к нему с помощью предварительно разработанных программ, записанных на лентах, станут не исключением, но обычным явлением в производственной практике; рабочий из оператора превратится в мыслителя, под его руководством будут одновременно действовать два или три высокоспециализированных агрегата. Это, несомненно, потребует более высокого интеллекта и уровня технических знаний, чем в настоящее время.
Уже сейчас существуют полностью автоматизированные предприятия, и, хотя пока автоматизируются в основном однообразные производственные процессы, автоматизация будет расширяться. Нельзя также упускать из виду, что количество без качества — мертвый товар. Обязательным свойством любого автоматизированного процесса должно стать удовлетворение установленным требованиям, начиная от сырья и кончая готовым продуктом.
Увеличение сопротивляемости материалов процессам обработки, связанное с улучшением физических свойств материалов, будет способствовать совершенствованию технологии обработки. Уже сейчас очевидно, что на предприятиях будущего важная роль предназначена электрохимическим и другим способам немеханической обработки. Традиционными станут такие «инструменты», как газовая смесь, ультразвук и плазменная дуга.
Трудность обработки некоторых материалов в твердом состоянии будет стимулировать автоматизацию процессов литейного производства, так же как стремление улучшить использование материала и сократить отходы ведет к расширению применения горячей штамповки с минимальными допусками и сочетанию горячей штамповки с технологическими приемами литья под давлением. Накатка зубьев шестерен и зубчатых колес на вращающейся заготовке вытеснит резание и фрезерование всех видов шестерен, за исключением тех, которые предназначены для специальных высококачественных систем передачи.
Можно ояшдать более широкого применения методов сварки электронным лучом, причем процесс
