周飛霓
摘 要: 材料加工的發展歷程不是單一的,因為材料加工本身就是綜合了多種學問的行業,不同的材料有不同的加工技術,在不同的行業,材料加工都起著非常重要的作用。因此材料加工可以說是整個國民經濟發展的基礎和保障。不管是傳統的重工業還是新興的高科技產業,只要需要儀器設備,就需要材料加工技術,鑒于它的重要作用,本文對材料加工技術的發展現狀進行了分析和總結,并對未來的發展提出了展望,便于人們總結經驗教訓,促進材料加工技術的進一步發展。
關鍵詞:材料加工技術;現狀;展望
0引言
材料加工技術顧名思義就是把材料加工成需要的形狀和狀態,并且合理地組合在一起,在這個過程中需要掌握的知識是跨越多個學科的。例如需要了解材料本身的特點,需要掌握必要的物理知識如改變形狀或者氣態液態固態之間的轉變,需要恰當地利用力學原理來達到自己需要的效果,需要掌握一定的機械知識來選擇合適的材料進行加工來確保材料加工的有效性,需要及時獲得必要的信息來更新自己的材料加工技術或者了解最新最適合的材料。
材料加工技術工作的具體內容有很多種,包括塑形、表面加工、壓縮改造等等。因此加工技術直接關系到材料的使用效果和利用效率,先進的技術可以在降低成本的同時把材料的使用率得到最大程度的發揮,這對整個世界的生存和整個人類的可持續發展都有十分重要的意義。也許你會說,這是個各種技術都日新月異的時代,很多領域都可以有替代性的技術出現,材料加工技術如果發展不容易,是否可以尋找其他手段來代替?答案是否定的,也許未來有可能實現,但至少目前為止,各行各業都少不了材料的加工,科學技術的發展只是在不斷提供不同的加工方式。在機械和制造行業中,材料加工技術是行業發展的基礎,更是整個國民經濟發展和騰飛的基石。
發展現狀
隨著社會的發展,材料的種類越來越多。其實材料本身指的就不是單一的物質,只要是能夠加工利用的東西都可以被稱為材料。既包括常見的金屬,也包括木質、紙質、陶瓷、泥土等等,還包括近些年新出現的新型材料,例如高溫超導體和納米材料等。尤其是這些新出現的新型材料,它們本身就是科技不斷發展進步的結果,沒有不斷發展的科學技術,就不會有這些材料的出現。
當然,新材料的出現是個好消息,它意味著能夠實現很多以前實現不了的問題和想法,能夠讓更多的科學理論得到實踐,能夠更加節省資源和人力物力,還能夠提高經濟效益,并且更加環保,所以新型材料的應用受到了社會各界的重視,它的發展應用對整個人類的發展和生存都有比較重大的影響。
但是,只是發現新材料還不能讓上述的各種好處變成現實,就像再先進的機器掌握在手中,如果不會用也形同虛設一樣,再好的新型材料如果不能有很好的材料加工技術來使用它,那也是毫無意義的發現。而現在的問題就是對新型材料的加工技術的發展遠遠落后于新型材料的研究發現進程,很多研發的新型材料不能很好地投入使用。這就是說,有些很好的新型材料,跟傳統的材料比有很多優點,理論上可以節省很多人力物力,但是沒有適合的技術來加工它,所以這些新材料要么不能使用,要么在使用中會出現很大的浪費,要么需要花費很高的成本大費周章去加工或提煉,導致成本奇高,因此不能大規模使用。也就是說,材料加工技術不夠先進,限制了新型材料的發展,從這個角度看,材料加工技術的發展必不可少。
那么材料加工技術的現狀是怎么樣的呢?從整體上看,目前的材料加工主要可以概括為以下幾個特點:
1.1傳統工藝和現代工藝交叉使用,但是仍然以傳統工藝為主
現在的材料加工在各行各業都有比較重要的作用,發展的歷史也比較悠久,因此形成了比較成熟的傳統工藝,能夠達到比較好的利用效果。但是傳統工藝最大的缺點就是需要耗費較高的人力物力,且在使用中對材料的利用率不高,會形成資源的浪費。尤其是近些年,我國更加重視環境污染的治理,而傳統的材料加工會對環境造成比較大的負擔。因此現在提倡使用高科技來改善加工技術,加工技術也日新月異,在不斷地發展,但是受到了技術、資金、設備等條件的限制,使用規模還不夠廣泛,目前大多數材料加工還是以傳統手段為主。
1.2材料種類多種多樣,加工技術參差不齊
材料是對很多加工原料的一個統稱,我們上文提到過,這并不是對單一物質的稱呼,因此在對材料的加工方面,不同的材料有不同的加工方式,也就是說需要的加工技術不同,因此各項加工技術的發展快慢和普及程度也都不一樣,有些加工方式因為出現的時間長,加工技術的改變有充足的時間,或者有些加工新技術的普及成本比較低,這些加工技術的改進就會比較迅速。而有些材料就不是這樣了,比如上文提到的新型材料,出現的時間較短,而且加工技術普及的成本比較高,雖然普及之后再長遠看來會獲得較高的受益,但是在發展和推廣過程中仍然會受到比較大的阻礙和抗拒。
1.3技術革命進行中,新技術新材料大量出現
本世紀以來,人們越來越認識到加工技術在材料使用方面的重要意義,而且科技的發展讓人目不暇接,新的科學技術的應用也讓加工技術的發展一日千里,出現了很多讓人目不暇接的新方式。并且一些領域的發展也帶動了材料加工業,為其提供了更多便利。比如計算機信息技術的發展,可以幫助提供更加便利和準確的仿真模擬技術,而且越來越完備的數據庫也給設計工作提供了更多保障,在真正實施材料加工技術時就可以避免更多的失誤,提高材料加工的準確性和有效性,也就提高了材料的使用效率,縮短了材料加工的時間,節省了加工成本。另外,科技的發展也帶來了很多新型材料,新材料的種類很多,而且多是應用于高新技術行業,將會進一步推動科技發展和社會進步。其中,人工點陣和復合材料是這次技術革命的代表。
展望
上文說到我們正處于加工技術的革命中,快速發展的材料加工技術將會給材料的使用帶來翻天覆地的變化,對生產成本的降低和對材料使用效率的提高能夠極大地促進國民經濟的發展。并且材料加工技術的發展也會反過來促進科學技術的進一步發展,從而促進新材料的出現和新的加工技術的出現,最終形成一個良性循環。未來的材料加工將會呈現出怎樣的趨勢呢?我們總結現在的材料加工情況,對未來的加工技術發展趨勢進行了展望,主要有這樣幾個特點:
2.1技術與材料同步
我們上文分析過,如今新型材料的出現時遠遠領先于新材料的加工技術的,而在未來的加工業中,材料加工技術不會再成為新材料使用的限制。也就是說,未來的材料加工技術能夠將新材料的出現到新加工技術的出現這個時間縮短,新材料的應用和新技術的應用甚至可以是同步的。
2.2多學科結合
材料加工是一種跨越多學科的學問,這是上文介紹過的內容,因此材料加工技術的進步必須是在掌握多學科知識基礎上綜合運用的進步。未來的材料加工技術會更好更完善地結合各學科的優勢,打破學科間的限制,做到合理運用各種知識,比如將機械制造和計算機技術相結合,懂得制造也懂得應用,這樣才能更快更好地實現材料加工的目的。
2.3加工過程統一
如今的材料加工過程是一個流水線過程,并不是在一處就可以完成的,因此可能需要經過很多工序,耗費很多時間。而對于未來的材料加工技術會將這個過程最大程度地縮短,這樣能夠在很大程度上提高工作效率。
結語
不管是新興材料的使用需求,還是經濟發展的需要,又或者是環境保護的要求,材料加工技術的發展進步已經是不得不重視的事情,而當今社會快速發展的各項科學技術也為材料加工技術的快速發展提供了技術和設備基礎,例如計算機技術和航空航天技術。將各科知識綜合化,將生產過程進一步縮短,對新技術的發展和推廣更大力支持,將會更進一步提高加工技術。我們相信,不斷發展的材料加工技術將會給各行各業提供更多的便利,將會提高材料的使用效率和延長使用壽命,進而推進整個國民經濟的發展,幫助實現環境保護和可持續發展。
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