材料成型與控制工程模具制造的工藝技術研究

王崢

（南京理工大學 江蘇南京 210094）

材料成型與控制工程模具制造技術是一門系統性極強的科學，是伴隨著科學技術飛速前行所誕生的產物，其不僅是我國材料成型與控制工程需要長期發展的重點，更是材料控制領域需要突破的難點，同時在該技術發展過程中，電力、船舶制造、交通等諸多行業都會受到或多或少的影響，相關企業也需要面臨新的機遇和挑戰。由此可見，研究材料成型與控制工程模具制造技術是十分必要的，這不僅關乎到單純一個制造業的未來，更關乎到整個工業的未來，基于此筆者以材料成型與控制工程模具制造的工藝技術為主題展開了分析。

1 材料成型與控制工程概述

材料成型與控制工程主要研究如何根據材料的微觀結構、宏觀性能和表面形狀來確定材料加熱過程中可能受到的影響和可能受到影響的工藝，尤其是在材料的結構、形狀、性能改變過程中工藝因素對材料帶來的影響。此外，材料成型與控制工程涉及到模具制造過程中的熱處理工藝和材料加工工藝。

2 材料成型與控制工程模具制造的主要工藝技術

一般來說，材料成型與控制工程模具制造技術可分為金屬材料一次成型加工工藝、金屬材料二次成型加工工藝，非金屬材料成型加工工藝三種，這里我們分別進行了詳述。

2.1 金屬材料一次成型加工工藝

2.1.1 機械擠壓成型技術

機械擠壓成型技術是比較常用的一種金屬材料成型加工工藝，一般人們也稱之為擠壓技術。該工藝可分為兩步：①將預加工的金屬胚料放置于對應模具之內；②自模具上方開展加壓工作，促使胚料在壓力作用下發生形變，從而獲取與模具形狀、大小相同的金屬產品。該技術的優點在于金屬具有良好的可塑性，形狀不易發生二次變化，但是在實際的操作過程中，操作人員應充分注意金屬被壓縮的速度，防止速度達到上限后，金屬產生橫向裂紋。

2.1.2 拉拔成型技術

該技術與擠壓技術的不同之處在于，擠壓技術依靠壓力使金屬發生形變，而拉拔成型技術依靠拉力使金屬發生形變。在將預加工的金屬胚料放置于對應模具之內后，可在模具上方開展相關的拉拔工作，在拉力的作用下使金屬胚料發生塑性形變，從而達到金屬成型的目的。但是，拉拔成型技術對于金屬胚料的要求較高，需要胚料的屬性達到一定高度，否則金屬很容易在拉拔過程中產生裂紋。

2.2 金屬材料二次成型加工工藝

2.2.1 鍛造成型技術

鍛造是我國最古老的工藝之一，目前仍被廣泛應用于工業化的日常生產之中，具體來說，我們可將鍛造成型技術分為自由鍛造、模型鍛造兩種技術手段，其中前者偏向利用外界壓力且不需要模具，后者則需要借助壓力機等機械設備，同時也需要配備相應的模具來使胚料發生塑性變形。

2.2.2 電切割技術

電切割法主要是在成型加工的過程中結合材料的具體形狀決定運用何種切割狀況，但是在切割的途中需要運用正溶解的方式實現切割要求，但是在切割的過程中，由于材料組織之間的摩擦，就要形成殘存物或者粉末狀纖維，為了避免這些細小的纖維進入到空洞內，應及時就電極間隙進行清洗，相較于傳統放電方式，這種方式是將電流液全部侵入到移動的電極線內部，這樣就能借助于液體的局部壓力做好沖刷，從而達到提高零件加工效果的目的。

2.2.3 旋壓成型技術

顧名思義，旋壓成型技術指的是胚料在壓力作用下隨芯模發生轉動所導致的塑性形變，一般來說，該技術應用時所受阻力較大，工作效率不高，但基于其產品尺寸較大、模具簡單的特點，也不失為一項很常用的模具制造技術。

2.3 非金屬加工工藝

2.3.1 擠出成型技術

擠出成型技術是在螺桿、柱塞的基礎之上開展的一系列擠壓、剪切工作，其作用在于可以幫助塑料原材料進行融化和加壓，同時，借助冷卻與固化流程，最終便可制作出與預定產品形狀相同的產品。一般來說，該技術生產流程簡單，生產效率較高，很適用于大規模塑料模具的生產。同時，由于該工藝主要在非金屬材料加工過程中使用，因此與金屬材料加工工藝相比，污染較少，成本較高，人力成本較低。

2.3.2 注射成型技術

注射成型技術主要包括將原材料放入注射設備、材料熔化處理、將熔化后的材料放入模具、冷卻處理、拆除模具幾步流程，目前已經被廣泛應用于各大模具制造企業的生產之中，該技術的優勢在于以下三點：①流程簡單，可實現完全的自動化生產；②適用性強，可用于生產結構復雜的非金屬產品；③生產效率高，可進行批量化的大規模生產。

綜上，我們分析了目前材料成型與控制工程模具制造的幾種常見工藝和技術，可以確定的是，材料成型與控制工程具有極高的發展前景和應用前景，不斷提高材料成型與控制工程模具制造技術來使其達到更高的水準，對于我國競爭力的提高有著極高的促進作用。

[1]向緒敏.淺談材料成型與控制工程模具制造技術[J].福建質量管理，2016（05）：151.

[2]喻祖建，陽輝，楊青山，李建輝.材料成型及控制工程特色專業建設研究[J].科學咨詢（科技·管理），2016（05）：164～165.

[3]張偉雄.淺談材料成型及控制工程實驗室系統[J].清遠職業技術學院學報，2012（03）：17～19.