材料成型控制技術論文
材料成型及控制技術是通過改變金屬材料的結構與形狀來提高材料的效能,這是小編為大家整理的，僅供參考!
篇一
材料成型與控制工程模具製造技術分析初探
摘要：材料成型與工程控制在製造業中扮演著十分重要的角色，是機械製造業發展的重頭戲，在發展中機器製造業企業必須加以重視。作為汽車、電力、石化、造船及機械等方面的基礎製造技術，材料成型加工技術在發展中得到不斷成熟與發展壯大。文章主要論及材料成型與控制工程方面的汽車零部件方面的模組製造技術方面額介紹與分析探討。
關鍵詞：材料成型 控制工程 技術
現代製造工業在行業發展中呈蒸蒸日上的發展新趨勢，並受到業界的廣泛關注，為工業發展作出巨大的貢獻。製造業的材料成型與控制工程方面的技術發展，同時也是業內十分關注的內容之一，我們從其技術發展特點入手屁，實現進一步分析和探究。
一、材料成與控制工程模具製造技術分析探討
材料成型與製造中講究技術發展，從效益、節能、生產速率等方面考慮進一步探討研究，下面以奇瑞A21汽車中支板產品圖的製造技術方面進行分析探究。
***一***金屬材料成型與控制工程加工技術
1技術材料一次成型加工技術
擠壓：在置於模具內金屬坯料的端部加壓，使之通過一定形狀、尺寸摸孔，產生塑性變形，獲得與模孔相應的形狀尺寸的工件。
特點：塑性好、不易變形
拉拔：在置於模具內金屬坯料的前端施加拉力，使之通過一定形狀、尺寸的摸孔，產生塑性變形，獲得與模孔相應的形狀尺寸的工件
特點：變形阻力比擠壓小，但對材料塑性要求高
軋製：金屬通過旋轉的軋輥受到壓縮產生塑性變形，獲得一定形狀、尺寸斷面的工件。
2金屬材料的二次成型加工
2.1鍛造：阻力大，通常需要加熱實現。
自由鍛造：在錘或壓力機上，通過砧子、錘頭或其它簡單工具對金屬坯料施加壓力，使之產生塑性變形，獲得所需形狀、尺寸的工件。
特點：不用模具，易變形，簡單的工件形狀。
模型鍛造：坯料在錘或壓力機上，通過模具施加壓力，產生塑性變形，獲得所需形狀、尺寸的工件。
特點：需要模具***鍛模***，變形阻力大，工件形狀可以比較複雜。適於大批量生產，製造中小型件。
2.2衝壓：金屬板材在壓力機上通過模具對金屬板材施壓，使之產生塑性變形或分離，獲得所需的形狀、尺寸的工件。
2.3旋壓：金屬板料毛坯被壓緊在旋轉的芯模上並隨芯模轉動，藉助旋輪對工件施壓使其產生塑性變形並獲得所需尺寸、形狀、效能的工件。
特點：工藝力小，大小件均適合，模具相對簡單，生產效率較低
奇瑞A21汽車中支板產品工藝方流程例圖下：
2.4焊接：焊接是通過加熱或加壓，或者兩者並用，使焊接件達到原子結合。
焊接分類：
①熔化焊：焊接過程中，將焊件接頭加熱至熔化狀態，不加壓力完成焊接的方法。
②壓焊：焊接過程中，對焊件施加壓力***加熱或不加熱***以完成焊接的方法。
③釺焊：指採用比焊件材熔點低的金屬做釺料，將焊件和釺料加熱到高於釺料熔點、低於焊件熔點的溫度，利用液態釺料潤溼焊件，填充接頭間隙並與焊件材料相互擴散實現焊接的方法。
***二***非金屬材料成型與控制工程加工技術
1擠出成型
原理：利用螺桿或柱塞的擠壓、剪下作用使固體塑料熔融並以一定壓力通過口模，冷卻固化後，獲得具有與口模相應形狀的製件。
塑料變化過程：塑化***加熱、剪下摩擦***-成型-冷卻固化定型
特點：①連續化生產，效率高，質量穩定;②應用範圍廣;③裝置簡單，投資少，見效快;④生產環境衛生，勞動強度低;⑤適於大批量生產
2注射成型
原理：將塑料原料在注射機中加熱熔融，然後以高壓射入模具型腔，冷卻固化，開模後，獲得所需工件。
特點：生產速度快、效率高，操作可自動化，能成型形狀複雜的零件，特別適合大量生產。
3壓制成型
定義：塑料在閉合模腔內藉助加壓、固化成型的方法。也稱模壓成型或壓塑。
特點：可壓制較大平面塑件或一次壓制多個塑件塑件收縮小、變形小、各向效能均勻、強度高沒有澆注系統，料耗少其缺點是生產週期長，效率低。
二、現階段材料成型加工技術的發展趨勢
***一***精確成型加工技術
現階段精確成型加工技術在國內外被廣泛應用。特別是在汽車製造工業方面精確成型加工技術應用更加廣泛。例如汽車工業中的Bosworth鑄造、消失模鑄造及壓力鑄造等工藝。
***二***快速及自由成型加工技術
隨著國際經濟市場競爭的不斷加劇，產品開發速度受到製造工業界的廣泛關注，為了適應時代發展的潮流，快速及自由成型加工技術備受關注並活躍起來。
***三***材料加工製造過程的模擬和模擬
時代不斷變化，除實驗和理論外計算材料科學成為解決材料科學中實際問題的第3個重要研究方法。它比理論和實驗做得更深刻、更全面、更細緻，可以進行一些理論和實驗暫時還做不到的研究。所以，材料加工製造的模擬技術和模擬技術成為時下研究的熱點。
綜上所述，材料成型與工程控制方面技術研究與不斷創新，更加有利於機械製造工業的不斷向前發展。由上述案例和技術特點介紹分析我們不難看出，技術的不斷革新應順應時代發展的潮流，現階段是以速度取勝的時代，科學技術的突飛猛進和尖端人才的不斷培養是企業和國際競爭得以致勝的法寶。故而，材料成型工藝應以變化發展和不斷創新來實現其市場發展的不敗地位。
參考文獻：
[1]徐昌貴，朱慧，劉斌，王晶.提高機械類本科畢業設計質量的研究[J].中國科教創新導刊，2010***05***.
[2]王孫禺.從企業創新能力看高等工程教育改革[J].中國高等教育，2004***18***.
[3]模具製造***月刊***[J].國家科技部和國家新聞出版署出版，2012-3.
篇二
探析高分子材料成型及其控制技術
摘要：隨著我國國防、載人航天等高科技領域對高效能聚合物材料的需求，我國在高分子材料成型加工技術更是取得了巨大的成就。高分子材料即相對分子質量較高的化合物構成的材料，它的主要作用是製成各種各樣的產品，因此能夠將其製成不同產品的成型加工技術就極其重要。 本文針對高分子材料成型的原理、高分子材料成型的加工技術及其發展趨勢進行了探討，僅供參考。
關鍵詞：高分子材料;材料成型;控制技術
中圖分類號：C935文獻標識碼： A
引言
隨著現代社會科技水平的提高和科技工作者的努力，高分子材料成型技術得到了飛速的發展，在現代化的工業建設中起著越來越重要的作用。下面通過簡要敘述高分子材料成型的基本原理、高分子材料成型過程中的控制。探析高分子材料成型及其控制技術。
一、高分子材料成型的原理
高分子材料的合成和製備一般都是由幾個化工單元操作組成的，高分子反應加工把多個單元操作熔為一體，有關能量的傳遞和平衡，物料的輸運和平衡問題，與一般單個化工單元操作完全不同。傳統聚合過程解決傳熱和傳質問題主要是利用溶劑和緩慢反應來進行的，但是在聚合反應加工過程中，物料的溫度在數分鐘內就能達到400℃~800℃，此時對於反應過程中產生的熱，如果不能進行脫除的話，那麼降解和炭化將會發生在物料中。傳統的加工過程是通過裝置給聚合物加熱，而需要快速將聚合生成的熱量通過裝置移去是聚合反應加工所要考慮的，由此可見，必須從化學和熱物理兩個方面開展相應的基礎研究[2]。
高分子材料的物理機械效能、熱效能、加工效能等均取決於其化學結構、分子結構和凝聚態的形態結構，而加工工藝與高分子材料的形態結構關係是非常密切的。
流變學，指從應力、應變、溫度和時間等方面來研究物質變形和***或***流動的物理力學。它是力學的一個新分支，它主要研究物理材料在應力、應變、溫度溼度、輻射等條件下與時間因素有關的變形和流動的規律。高分子材料成型加工和製備的理論基礎是高分子材料流變學。高分子材料的自身規律和特點是伴隨化學反應的高分子材料的流變性質而產生的。
二、高分子材料成型的加工技術
1、聚合物動態反應加工技術及裝置
目前國外已經研發出可以解決其他擠出機作為反應器所存在的問題，即連續反應和混煉的十螺桿擠出機。在我國高分子材料成型加工工業的發展中佔有極其重要的地位，但是我國的高分子材料成型的加工技術的開發目前還處於初步階段。採用傳統的加工裝置存在一些問題，例如傳熱、化學反應過程難以控制等，另外投資費用大、噪音大等問題。無論是在反應加工原理還是裝置的結構上，聚合物動態反應加工技術及裝置與傳統技術都完全不同，將聚合物反應擠出全過程引入到電磁場引起的機械振動場，從而達到控制化學反應過程、反應制品的物理化學效能以及反應生產物的凝聚態結構的目的，這就是聚合物動態反應加工技術及裝置。高分子材料成型加工是高能耗過程作業，無論是擠出、注射還是中空吹塑成型，原理都必須經過熔融塑化及輸送這一基本和共性的過程，目前普遍採用的裝置包括螺桿擠出機和螺桿注射機等。該技術使得控制聚合物單體及停留時間分佈不可控的問題得到了解決，而且也使得振動立場作用下聚合物反應加工過程中的質量、動量以及能量傳遞和平衡問題得到了解決，同時也使得裝置結構整合化問題得到了解決。新裝置的優點很多，例如：體積重量小、適應性好、噪音低、可靠性高等等，而這些技術是傳統技術和裝置是比不了的。
2、以動態反應加工裝置為基礎的新材料製備新技術
此技術的研究實現，加強了我國在該領域內的發言權。以動態反應技術為基礎方向，進行深入的研究，從而產生了新的材料製備技術。我們以儲存光碟盤基為基礎原型，以反應成型技術直接作用於其上。通過對這些技術的研究改進，改變了傳統技術中多環節、消耗大、複雜度高、週期長、而且環境汙染比較嚴重等諸多不利因素。通過學習研究，可以把製作光碟的PC樹脂原料工業、中途存放、盤基成型工業串聯於一體，提高了工業生產效率、減少了資源浪費、能夠完全有效的進行控制，而且產品的質量有大幅度的提高。
聚合物/無機物複合材料物理場強化製備新技術。研究表明，對無粒子進行適當的處理，可以得到一些好的效果，比如說利用聚合物進行原位表面改性處理、原位包覆、強制分散等處理後，就可以使我們複合材料成型。
熱塑性彈性體動態全硫化製備技術。此技術將混煉引入到振動力場擠出全過程，為實現混煉過程中橡膠相動態全硫化，對硫化反直程序進行控制，從而使得共混加工過程共混物相態反轉問題得到了解決。實現自主智慧財產權的熱塑性彈性體動態硫化技術與裝置研製開發出來，促進我國TPV技術水平的提高。
三、高分子材料成型過程中的控制
近年來,我們國家主要研究內容涉及高分子材料加工過程中形態控制的科學問題,包括高分子在複雜溫度、外力等各種外場作用下聚合物形態結構演化、形成規律以及在溫度、壓力等各種極端狀態下高分子聚集態結構的特點。在已取得的理論成果知道下,開發了多種新型高分子材料,有的產生了良好經濟效益。多數聚合物多相體系不相溶,給共混物加工中形態控制和穩定帶來困難。通常是加入第三組分改善體系的相容性。聚合物加工中製品處於非等溫場中,製品溫度對其形態及效能有很大影響。但在通常聚合物加工中製品溫度控制非常盲目,原因是很難知道不同製品位置溫度隨時間的變化關係。關鍵是要弄清楚聚合物及其共混物在非等溫場作用下製品溫度隨時間變化關係。研究微纖對基體聚合物結晶形態、結構的影響,發現不僅拉伸流動行式成核和纖維成核,而且發現纖維在拉伸流動場作用下輔助成核。將導電離子組裝到微纖中,使微纖在體系中形成導電三維網路結構,從而顯著降低體系的導電逾滲值和獨特的PTC***電阻正溫度效應***和NTC***電阻負溫度效應***效應[3]。
高分子材料的形態與物理力學效能之間有密不可分的關係,這是高分子材料研究中的一個永恆課題。與其他材料相比,高分子材料的形態表現出特有的複雜性：高分子鏈有複雜的拓撲結構、共聚構型和剛柔性,可以通過現有的合成方法進行分子設計和結構調整;高分子長鏈結構使得其熔體有粘彈性;高分子的馳豫時間很寬,並在很小的應變作用下出現強烈的非線性行為。
四、高分子材料的發展趨勢
高分子材料的高效能化：現有的高分子材料雖已有很高的強度和韌性,某些品種甚至超過鋼鐵,但從理論上推算,還有很大的潛力。另外,為了各方面的應用,進一步提高耐高溫、耐磨、耐老化等方面的效能是高分子材料發展的重要方向。改善加工成形工藝、共混、複合等方法,是提高效能的主要途徑[1]。
高分子材料的功能化：高功能化主要是指具有特定作用能力的高分子材料。這種特定作用能力,即“特定功能”是由於高分子上的基團或分子結構或兩者共同作用的結果。這類高分子材料又稱為功能高分子。例如,高吸水性材料、光致抗蝕材料、高分子分離膜、高分子催化劑等,都是功能化方面的研究方向。
高分子材科的生物化：生物化是高分子材料發展最快的一個方向。各種醫用高分子就屬於這一範疇。有人認為,除人腦僅1.5kg重的大腦外,其他一切器官均可用高分子材料代替。此外,生命的基礎,細胞、蛋白質、胰島素等也均屬於高分子。生物化於是成為高分子科學的一個最主要發展方向。如合成或模擬天然高分子,使之具有類似的生物活性,代替天然的組織或器官。
結束語
綜上所述，在科技日益進步的今天，我國必須走具有中國特色的發展高分子材料成型加工技術與裝備的道路，把握技術前沿，培育自主智慧財產權。促進科學研究與產業界的結合，加快成果轉化為生產力的程序，加快我國高分子材料成型加工高新技術及其產業的發展是必由之路。
參考文獻
[1]高分子材料的發展方向.國家自然科學基金委員會.高分子材料科學.科學出版社，2013.
[2]史玉升,李遠才,楊勁鬆.高分子材料成型工藝[M].化學工業出版社，2012.
[3]金龍浩.高分子材料成型及其控制[J].科技資訊，2007年第33期，2-3.