簡析材料成型與控制工程的模具制造技術(shù)

沈有紅

摘 要 材料成型及控制工程模具制造技術(shù)作為機械產(chǎn)品生產(chǎn)的兩種重要方式，在制造行業(yè)中展現(xiàn)出來巨大的發(fā)展?jié)摿Α１疚暮喪隽瞬牧铣尚团c控制工程發(fā)展的重要意義，概述了材料成型與控制工程，對材料成型與控制工程的模具制造技術(shù)進行了簡要分析。

關(guān)鍵詞 材料成型與控制工程；意義；作用；模具制造技術(shù)

隨著我國市場經(jīng)濟的發(fā)展，機械制造行業(yè)以及材料加工行業(yè)都獲得了快速壯大的機遇，這也就要求在生產(chǎn)的過程中，應(yīng)當(dāng)進一步的合理選擇加工工藝，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，而在當(dāng)前的制造領(lǐng)域中主要應(yīng)用的就是材料成型技術(shù)以及控制工程模具制造技術(shù)。

1 材料成型與控制工程的基本概念

材料成型與控制工程主要研究的是如何改變材料的結(jié)構(gòu)、提高材料的性能和改變表面形狀，研究材料在熱加工過程中受到其他相關(guān)工藝因素的影響，是綜合材料到產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)一直到產(chǎn)品成型的理論和方法，在現(xiàn)代制造業(yè)中占有舉足輕重的地位。

材料成型及控制工程是研究熱加工改變材料的微觀結(jié)構(gòu)、宏觀性能和表面形狀過程中的相關(guān)工藝因素對材料的影響，解決成型工藝開發(fā)、成型設(shè)備、工藝優(yōu)化的理論和方法；研究模具設(shè)計理論及方法，研究模具制造中的材料、熱處理、加工方法等問題。

材料成型及控制工程專業(yè)是我國較多工科院校和職業(yè)技術(shù)類學(xué)校開設(shè)的重要專業(yè)。該專業(yè)培養(yǎng)具備材料科學(xué)與工程的理論基礎(chǔ)、材料成型加工及其控制工程、模具設(shè)計制造等專業(yè)知識，能在機械、模具、材料成型加工等領(lǐng)域從事科學(xué)研究、應(yīng)用開發(fā)、工藝與設(shè)備的設(shè)計、生產(chǎn)及經(jīng)營管理等方面工作的高級工程技術(shù)人才和管理人才。該專業(yè)分為焊接成型及控制、鑄造成型及控制、壓力加工及控制以及模具設(shè)計與制造等四個培養(yǎng)模塊。鑒于模具在機械制造領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，使得模具制造技術(shù)已成為材料成型與控制工程技術(shù)中最為重要的技術(shù)部分[1]。

2 材料成型與控制工程發(fā)展的重要意義

進入20世紀以后，材料合成技術(shù)、符合技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，推動了現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，而電子信息、航天航空等尖端技術(shù)的發(fā)展，反過來對高性能先進材料的研究開發(fā)提出了更高的要求，起到了強大的促進作用，促成了一系列新材料和新材料技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展。一般而言，材料需要經(jīng)歷制備、成型加工、零件或結(jié)構(gòu)的后處理等工序才能進入實際應(yīng)用，因此，材料制備與成型加工技術(shù)，與材料的成分和結(jié)構(gòu)、材料的性質(zhì)一起，構(gòu)成了決定材料使用性能的最基本的三大要素。

先進工業(yè)國家對材料制備與成型加工技術(shù)的研究開發(fā)十分重視。美國制定了“工業(yè)材料發(fā)展計劃”，其核心是開放先進的制備與成型加工技術(shù)，提高材料性能，降低生產(chǎn)成本，滿足未來工業(yè)發(fā)展對材料的需求。新材料的研究、開發(fā)與應(yīng)用，綜合反映了一個國家的科學(xué)技術(shù)與工業(yè)化水平，而先進制備與成型加工技術(shù)的發(fā)展，對于新材料的研制、應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化具有決定性的作用。先進制備與成型加工技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用，加上了新材料的研究開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用進程，促成了諸如微電子和生物醫(yī)用材料等新興產(chǎn)業(yè)的形成，促進了現(xiàn)代航天航空，交通運輸，能源環(huán)保等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料向高性能“復(fù)合化”，結(jié)構(gòu)功能一體化發(fā)展，尤其需要先進制備與成型加工技術(shù)及裝備，可使材料的生產(chǎn)過程更加高效，節(jié)能和潔凈，從而提高傳統(tǒng)材料產(chǎn)業(yè)的國際競爭力。另一方面，開展本科學(xué)領(lǐng)域前沿和基礎(chǔ)研究，并綜合利用相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)理論和科技發(fā)展成果，提供預(yù)備新材料的新原理新方法，也是材料科學(xué)與工程學(xué)科自身發(fā)展的需求。因此，材料先進制備與成型加工技術(shù)發(fā)展，對提高國家綜合實力，突破先進工業(yè)國家的技術(shù)壁壘與封鎖，保障國家安全，改善人民生活質(zhì)量，以及促進材料科學(xué)與技術(shù)自身的進步與發(fā)展，具有十分重要的作用[2]。

3 材料成型與控制工程模具制造技術(shù)分析

3.1 金屬材料成型與控制工程模具制造技術(shù)

對于金屬材料的加工成型技術(shù)，可以分為一次成型技術(shù)和二次成型技術(shù)。一次成型技術(shù)又被稱為直接成型技術(shù)，是模具制造中的首選，這是因為一次成型技術(shù)具有以下優(yōu)勢。

（1）采用一次成型技術(shù)，在產(chǎn)品生產(chǎn)中可以一氣呵成，有效地減少了材料之間的連接點，進而提高了產(chǎn)品的加工質(zhì)量。

（2）采用一次成型技術(shù)可顯著提高材料的穩(wěn)定性，增強產(chǎn)品的抗壓性、耐候性以及耐寒耐溫性。例如，在使用壓鑄法時，材料因受熱壓的影響，內(nèi)部分子排列更趨于規(guī)整化，展現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性。

（3）采用一次成型加工技術(shù)所得產(chǎn)品可塑性更強，產(chǎn)品加工過程中不會受材料形狀和外觀的限制。通過上述分析可知，采用一次成型技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢。但是一次成型技術(shù)也存在一些缺點，實際操作過程比較復(fù)雜，并且對于相對分散的材料，一般不能采用該方法。

（4）金屬材料二次成型技術(shù)主要有鍛造成型、沖壓成型以及焊接成型技術(shù)。采用鍛造技術(shù)進行金屬材料模具的加工時，會在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中產(chǎn)生較大的變形阻力，使得產(chǎn)品內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力效應(yīng)，但是采用該技術(shù)可以用來鍛造一些結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜的產(chǎn)品，在工業(yè)生產(chǎn)中具有一定的應(yīng)用價值。沖壓成型加工技術(shù)是通過外力使金屬材料在模具內(nèi)產(chǎn)生塑性形變，從而得到所需的產(chǎn)品。

3.2 非金屬材料成型與控制工程模具技術(shù)

隨著塑料行業(yè)的不斷發(fā)展，非金屬材料成型與控制工程模具技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用，目前應(yīng)用比較成熟的技術(shù)主要有擠出成型技術(shù)、注射成型技術(shù)以及壓制成型技術(shù)。擠出成型技術(shù)一般是借助螺桿或者柱塞，將受熱軟化的塑料制品在一定的壓力下擠出成型，然后經(jīng)過冷卻可以達到完全固化的程度，從而完成產(chǎn)品的加工生產(chǎn)過程。采用這種技術(shù)可以實現(xiàn)工藝的連續(xù)化過程，具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好以及產(chǎn)品價格較低的特點；并且所使用的加工設(shè)備裝置比較簡單，不會造成材料的浪費。目前，在工業(yè)生產(chǎn)中，非金屬材料擠出成型技術(shù)具有普遍的應(yīng)用。

4 結(jié)束語

總而言之，材料加工行業(yè)的快速發(fā)展，使市場對材料加工質(zhì)量和效率的要求也越來越高，這就需要在材料加工過程中選擇合適的生產(chǎn)工藝，而材料成型技術(shù)以及控制工程模具制造技術(shù)在當(dāng)前的材料加工領(lǐng)域中有著優(yōu)秀的應(yīng)用效果，因此需要對該技術(shù)展開不斷的探索和研究。

參考文獻

[1] 權(quán)亞云，韓茹月，張洋洋.材料成型與控制工程模具制造的工藝技術(shù)分析[J].電腦迷，2017，（3）：109.

[2] 王勁鋒，王祥.基于逆向工程與快速成型的輪胎花紋塊模具制造技術(shù)[J].裝備制造技術(shù)，2014，（11）：181-183.