简析材料成型与控制工程的模具制造技术

丁飞

【摘要】材料成型及控制工程专业主要包括材料科学与材料成型加工、控制工程及工程的理论基础、模具设计制造等专业知识。本文简述了材料成型与控制工程发展的重要意义，概述了材料成型与控制工程，对材料成型与控制工程的模具制造技术进行了简要分析。

【关键词】材料成型与控制工程； 意义； 作用； 模具制造技术

随着材料成型与控制工程模具制造技术的不断发展完善，会更加有效的促进机械制造业的快速发展。技术的不断研发和更新即顺应了当今时代发展的需求，又促进了整个社会经济的不断发展进步。在当今时代，一个企业想要发展壮大就需要加快科学技术的研发速度，把科学技术作为企业的第一生产力。因此，材料成型工艺需要应对这种社会的主流形式，不断发展、不断创新以此来应对市场发展的需要。

一、材料成型与控制工程发展的重要意义

材料是人类赖以生存和发展的物质基础，也是社会现代化的物质基础和先导。而材料和材料技术的进步和发展，首先应归功于金属材料制备和成型加工技术的发展。

进入20世纪以后，材料合成技术、符合技术的出现和发展，推动了现代工业的快速发展，而电子信息、航天航空等尖端技术的发展，反过来对高性能先进材料的研究开发提出了更高的要求，起到了强大的促进作用，促成了一系列新材料和新材料技术的出现和发展。一般而言，材料需要经历制备、成型加工、零件或结构的后处理等工序才能进入实际应用，因此，材料制备与成型加工技术，与材料的成分和结构、材料的性质一起，构成了决定材料使用性能的最基本的三大要素。

先进工业国家对材料制备与成型加工技术的研究开发十分重视。美国制定了“为了工业材料发展计划”，其核心是开放先进的制备与成型加工技术，提高材料性能，降低生产成本，满足未来工业发展对材料的需求。新材料的研究、开发与应用，综合反应了一个国家的科学技术与工业化水平，而先进制备与成型加工技术的发展，对于新材料的研制、应用和产业化具有决定性的作用。先进制备与成型加工技术的出现与应用，加上了新材料的研究开发、生产和应用进程，促成了诸如微电子和生物医用材料等新兴产业的形成，促进了现代航天航空，交通运输，能源环保等高技术产业的发展。传统结构材料向高性能“复合化，结构功能一体化发展，尤其需要先进制备与成型加工技术及装备，可使材料的生产过程更加高效，节能和洁净，从而提高传统材料产业的国际竞争力。另一方面，开展本科学领域色前沿和基础研究，并综合利用相关学科基础理论和科技发展成果，提供预备新材料的新原理新方法，也是材料科学与工程学科自身发展的需求。因此，材料先进制备与成型加工技术发展，对提高国家综合实力，突破先进工业国家的技术壁垒与封锁，保障国家安全，改善人民生活质量，以及促进材料科学与技术自身的进步与发展，具有十分重要的作用。

二、材料成型与控制工程的概述

随着这门技术的不断发展壮大，逐渐也形成了一套完整的理论。材料成型及控制工程模具制造主要有两个方面：模具与焊接。在模具方面上也分为很多种，主要有冲压模具、塑料模具、锻造以及铸造等。其中塑料模具具体包括材料的注塑、吹塑以及吸塑等，其中注塑在工业生产中被广泛使用。而冲压模具又包括拉伸、翻边、冲孔、等。第二个方面就是焊接，焊接是一种低成本的利用高科技连接材料的工艺手法，在材料之间的连接还没有发现另外一种工艺方法比焊接更为有效，并且还能对产品带来巨大的附加值。如今，在材料成型与控制工程中焊接技术占据了很重要的地位，随着科学技术的不发展，材料成型与控制工程模具技术在焊接方面日趋成熟，在当代的工业经济中发挥着越来越重要的作用。

三、材料成型与控制工程的模具制造技术

1、材料的一次性成型技术。这种技术主要分为三种，一种是材料的挤压，将金属材料置于模具内对金属胚料进行加压，使之材料在一定程度上发生改变，产生变形，进而获得与模孔相一致的尺寸工件。挤压的特点是加工完成后的产品塑性好，不容易发生变形。另一种是材料的拉拔，将金属材料置于模具内对金属胚料的端部施加拉力，使之材料在一定程度上发生形变，进而获得与模孔相一致的工件。拉拔的特点材料在变形时受到的阻力比挤压小，但是对金属胚料的塑性要求相对较高。还有一种就是材料的轧制，金属材料受到旋转轧辊的压缩而发生塑性变化，进而获得具有一定形状和尺寸的工件。

2、对金属材料的二次加工。对金属材料的二次加工方法有很多种。如铸造、冲压、旋压、 焊接等方法都可以对材料进行二次成型加工。铸造就是将金属材料置于模具之中，通过其它方法对模具施加压力，使之发生形变。特点是材料的变形阻力大，可以加工相对复杂的工件，适合工厂的批量生产。冲压是金属材料在模具上受到压力机施加的压力，进而发生的塑性变化获得所需要的工件。旋压就是将金属胚料压紧在旋转的模具上并随着芯模旋转而旋转，以此来借助旋轮的离心力对金属材料施加压力使之发生塑性变化，进而获得所需要的尺寸和形状的工件。旋压的特点很突出，材料受到的工艺压力较小，适合不同尺寸的工件加工，对模具的要求也相对简单，但是生产效率比较低。最后就是焊接技术，焊接就是通过对工件的加热或施加压力，使焊接的元件更合的结合在一起。焊接又分为融化焊、压焊和钎焊三种，熔化焊是在焊接过程中，将元件接头的地方加热到融化状态，对其不断施加压力而完成焊接的方法。压焊是在焊接的过程中，对元件只施加压力进而完成的焊接的方法。钎焊是指焊接元件所采用的钎材料熔点比较低，将焊接元件加热到钎材料的熔点，充分利用液态化的钎材料的特性，润滑焊件使材料之间充分结合在一起实现焊接的一种方法。

3、非金属材料的成型与控制工程模具加工技术。非金属的材料成型与控制技术主要有三种：（1）挤出成型，利用旋塞和螺杆的挤压与切割的作用对固体胚料进行熔融处理通过一定的压力通过模具，待冷却之后，进而获得所需要的元件。挤压成型的特点是可以连续化的生产，提高生产效率，质量比较好、使用范围较广，设备的要求简单，企业投资少，见效快。（2）注射成型，其原理是通过注射机将胚料加热至融化，然后利用高压将材料射入到模具型腔之内，等到冷却之后，获得所需的元件。這种技术手段具有生产效率高、速度快，可实现自动化操作，可以加工形状较为复杂的零件，适合工厂内的大量生产。（3）压塑成型法，其原理是将材料助于密闭的模具之中使用加压和固化等成型方法。这种方法可以一次性加工多个工件，所生产处的工件收缩性小、不易发生形变，性能完善，但是这种方法生产周期较长，效率低。

结束语

材料成型与控制工程主要研究的是如何改变材料的结构、提高材料的性能和改变表面形状，研究材料在热加工的过程中受到其它相关工艺因素的影响，是综合材料到产品设计开发一直到产品成型的理论和方法，在现代制造业中占有举足轻重的地位。材料成型与控制过程是汽车、船舶、石油机械等方面的基础技术，是我国经济发展的重要支柱产业。材料成型与控制工程技术也在不断发展壮大。

参考文献：

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