關(guān)于材料成型及控制與自動(dòng)化技術(shù)的相關(guān)研究

朱英南+蔣闖+張丹楓

摘 要：隨著科技的發(fā)展，自動(dòng)化、智能化不再是幻想，而真正成為一種影響人類生活的技術(shù)，自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，發(fā)揮了重要作用，尤其在材料成型及控制方面，具有不可替代的作用，基于此，對(duì)材料成型與自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行研究，闡述材料成型及控制的發(fā)展現(xiàn)狀，研究自動(dòng)化技術(shù)在材料成型及控制中的應(yīng)用至關(guān)重要。

關(guān)鍵詞：材料成型；控制；自動(dòng)化技術(shù)

0 前言

材料成型及控制技術(shù)是保證材料質(zhì)量以及性能的關(guān)鍵技術(shù)，隨著航空、建筑、能源、交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，材料應(yīng)用越來越廣泛，材料也越來越重要，材料的質(zhì)量以及性能的穩(wěn)定性受到廣泛的關(guān)注，由于材料的質(zhì)量與性能影響著機(jī)械構(gòu)件性能的有效性，甚至?xí)拐麄€(gè)機(jī)械構(gòu)件失效，因此，研究材料成型及控制與自動(dòng)化技術(shù)十分重要，有助于提升材料的質(zhì)量與性能，促進(jìn)材料技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展。

1 材料成型及控制概述

材料成型及控制的核心內(nèi)容在于材料成型及控制技術(shù)，下面對(duì)材料成型及控制技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的闡述。第一，焊接技術(shù)，焊接技術(shù)是為了滿足工業(yè)化發(fā)展需求而發(fā)展起來的，主要包括釬焊、熔焊及固相焊技術(shù)，近些年焊接技術(shù)發(fā)展迅速，對(duì)工業(yè)發(fā)展起到了促進(jìn)作用，且隨著先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，焊接技術(shù)不再是一種單純的連接技術(shù)，逐漸發(fā)展成了一種高科技，多領(lǐng)域技術(shù)，正逐漸朝著陶瓷材料，高分子材料以及生物組織領(lǐng)域發(fā)展。[1]第二，鑄造技術(shù)，鑄造技術(shù)是材料成型及控制技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)，鑄造的核心在于在液態(tài)金屬凝固過程中實(shí)現(xiàn)材料的成型，將材料鑄造成指定的形狀、尺寸等。鑄造技術(shù)應(yīng)用的注意事項(xiàng)在于凝固組織的形成與控制，通過控制凝固過程能夠有效減少鍛造缺陷產(chǎn)生的幾率，以免出現(xiàn)鑄件表面粗糙以及尺寸不符的情況。第三，鍛壓技術(shù)，鍛壓技術(shù)在于材料的塑性成型與控制，鍛壓技術(shù)的應(yīng)用范圍極其廣泛，適用于大規(guī)模生產(chǎn)，具有較好的發(fā)展前景，通過研究鍛壓技術(shù)，可能實(shí)現(xiàn)材料的自動(dòng)化以及高產(chǎn)化生產(chǎn)，以便能夠發(fā)揮出更加重要的作用，應(yīng)用與更加大規(guī)模的生產(chǎn)之中。

2 材料成型及控制的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)狀

隨著先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，為材料成型及控制技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了條件，促進(jìn)了材料成型及控制技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)上的自動(dòng)化與智能化也成為可能，但總體而言，我國的材料成型及控制技術(shù)水平仍有待提高。材料成型及控制技術(shù)的發(fā)展中存在的問題有三點(diǎn)，第一，耗時(shí)長，耗時(shí)時(shí)間長是材料成型及控制技術(shù)存在的主要問題，耗時(shí)時(shí)間長說明我國的材料成型及控制技術(shù)還不夠成熟，仍處于探索階段，材料成型及控制技術(shù)的工藝較為復(fù)雜，后續(xù)處理難度較大，致使技術(shù)耗時(shí)時(shí)間較長，制作效率較低。第二，環(huán)境污染嚴(yán)重，環(huán)境污染嚴(yán)重也是一個(gè)較為嚴(yán)重的問題，當(dāng)前環(huán)境形勢(shì)嚴(yán)峻，環(huán)境污染嚴(yán)重，不能再以污染環(huán)境為代價(jià)發(fā)展經(jīng)濟(jì)，不符合可持續(xù)發(fā)展理念，材料成型及控制技術(shù)對(duì)環(huán)境會(huì)造成較大的污染，弊端明顯，嚴(yán)重影響了材料成型及控制技術(shù)的應(yīng)用。促進(jìn)技術(shù)發(fā)展，革新新技術(shù)至關(guān)重要，解決環(huán)境污染嚴(yán)重問題迫在眉睫。第三，能耗嚴(yán)重，能耗大極其不利于材料成型及控制技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前我國能源緊缺，能源的合理利用優(yōu)化配置受到廣泛的關(guān)注，能源消耗嚴(yán)重會(huì)阻礙技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展。總之，材料成型及控制的發(fā)展現(xiàn)狀不容樂觀，能耗大、耗時(shí)長、污染嚴(yán)重等問題都阻礙了材料成型及控制技術(shù)的發(fā)展，革新技術(shù)，發(fā)展節(jié)能技術(shù)，提高材料成型及控制技術(shù)的高效性、節(jié)能性以及環(huán)保性至關(guān)重要，是材料成型及控制技術(shù)發(fā)展的有效途徑。

3 自動(dòng)化技術(shù)在材料成型及控制中的應(yīng)用

3.1 鍛壓領(lǐng)域中的應(yīng)用

鍛壓技術(shù)是指通過鍛壓設(shè)備以及模具對(duì)坯料施加壓力，使其發(fā)生變形，獲取所需形狀及尺寸的方法，材料成型及控制技術(shù)中的重要組成部分，因而，自動(dòng)化技術(shù)在材料成型及控制中的應(yīng)用形式之一就是在鍛壓領(lǐng)域的應(yīng)用，研究顯示，自動(dòng)化技術(shù)在鍛壓領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。[2]將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于鍛壓領(lǐng)域需要做到以下幾點(diǎn)：第一，將電子、氣動(dòng)、檢測(cè)、液壓以及機(jī)械等新技術(shù)應(yīng)用于材料成型及控制技術(shù)，為自動(dòng)化技術(shù)在鍛壓領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)造了條件，從而提升鍛壓技術(shù)的自動(dòng)化能力，有助于促進(jìn)其自動(dòng)化的發(fā)展，使其能夠快速進(jìn)行換模，并具有高精度、低噪音、防護(hù)完善等優(yōu)點(diǎn)。第二，將數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用于材料成型及控制技術(shù)，應(yīng)用于鍛壓領(lǐng)域，利用數(shù)控技術(shù)結(jié)合機(jī)器人、自動(dòng)倉庫等系統(tǒng)，形成多系列柔性制造系統(tǒng)，促進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，提高鍛壓技術(shù)能力。第三，研發(fā)新技術(shù)，提升自主研發(fā)能力，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，解決鍛壓機(jī)械自動(dòng)化水平低的問題，提升鍛壓機(jī)械的自動(dòng)化能力，促進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)在鍛壓領(lǐng)域的發(fā)展。

3.2 焊接領(lǐng)域中的應(yīng)用

自動(dòng)化技術(shù)在焊接領(lǐng)域應(yīng)用的效果最為明顯，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，焊接技術(shù)自動(dòng)化已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，焊接技術(shù)已經(jīng)初步成為一項(xiàng)自動(dòng)化技術(shù)，不僅如此，各種自動(dòng)化的焊接機(jī)械在工業(yè)領(lǐng)域也發(fā)揮了不可替代的作用。焊接技術(shù)的核心是加熱、加壓、熔合、連接的過程，通過加熱加壓使材料熔化，使熱塑材料的表面熔合，達(dá)到連接的目的。自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于焊接領(lǐng)域主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：第一，實(shí)現(xiàn)焊接過程的自動(dòng)化控制，通過自動(dòng)化技術(shù)，可以使機(jī)械設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，加工及調(diào)節(jié)，通過在計(jì)算機(jī)上設(shè)定程序及指令，能夠?qū)崿F(xiàn)焊接機(jī)械作業(yè)的自動(dòng)化，[3]通過實(shí)現(xiàn)焊接技術(shù)的自動(dòng)化，不僅能夠大幅度提高材料構(gòu)件產(chǎn)量，提高材料質(zhì)量，還能夠降低勞動(dòng)成本，提高工作效率以及材料生產(chǎn)的安全性；第二，焊接技術(shù)自動(dòng)化主要依靠計(jì)算機(jī)控制，通過計(jì)算機(jī)控制，設(shè)定程序，能夠?qū)崿F(xiàn)焊接機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)的自動(dòng)化與智能化，有助于實(shí)現(xiàn)集成化生產(chǎn)，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，提高生產(chǎn)質(zhì)量。

3.3 鑄造領(lǐng)域中的應(yīng)用

鍛造技術(shù)是人類較早掌握的加工成型技術(shù)，具有悠久的歷史，在材料成型及控制技術(shù)中具有不可替代的作用。自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于鑄造領(lǐng)域需要做到以下幾點(diǎn)：第一，引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，提高材料鑄造的質(zhì)量，為材料鑄造的自動(dòng)化發(fā)展創(chuàng)造條件。例如，應(yīng)用光譜儀以及熱分析儀，對(duì)鑄件質(zhì)量進(jìn)行有效的控制，提高鑄件效率以及鑄件的自動(dòng)化。第二，研究自動(dòng)化技術(shù)，促進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)的成熟發(fā)展，提升自主研發(fā)能力，對(duì)大規(guī)模鑄造企業(yè)中的熔煉環(huán)節(jié)進(jìn)行計(jì)算機(jī)自動(dòng)化監(jiān)控，從而對(duì)溫度、成分及效率等進(jìn)行有效控制。

4 結(jié)語

材料成型及控制與自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展對(duì)材料質(zhì)量與穩(wěn)定性的提升具有重要作用，研究相關(guān)技術(shù)，使其在鍛壓領(lǐng)域、焊接領(lǐng)域以及鑄造領(lǐng)域發(fā)揮出作用，創(chuàng)造價(jià)值，有助于提升材料質(zhì)量，為機(jī)械構(gòu)件的質(zhì)量打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳翠欣，薛海濤，丁儉，李永艷，李寶娥，李海鵬.材料成型專業(yè)實(shí)用型人才教學(xué)模式探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013（35）.

[2] 李茂廷，傅旻，胡軍，蘇海龍.材料成型及控制工程專業(yè)“基礎(chǔ)+專業(yè)”雙重特色教育的探索[J].教育教學(xué)論壇，

2013（20）.

[3] 黃長清.材料成型及控制工程專業(yè)（方向）特色化建設(shè)與實(shí)踐[J].長沙鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2013

（02）.