關于材料成型及控制與自動化技術(shù)的相關研究

朱英南+蔣闖+張丹楓

摘 要：隨著科技的發(fā)展，自動化、智能化不再是幻想，而真正成為一種影響人類生活的技術(shù)，自動化技術(shù)應用于多個領域，發(fā)揮了重要作用，尤其在材料成型及控制方面，具有不可替代的作用，基于此，對材料成型與自動化技術(shù)進行研究，闡述材料成型及控制的發(fā)展現(xiàn)狀，研究自動化技術(shù)在材料成型及控制中的應用至關重要。

關鍵詞：材料成型；控制；自動化技術(shù)

0 前言

材料成型及控制技術(shù)是保證材料質(zhì)量以及性能的關鍵技術(shù)，隨著航空、建筑、能源、交通運輸業(yè)的發(fā)展，材料應用越來越廣泛，材料也越來越重要，材料的質(zhì)量以及性能的穩(wěn)定性受到廣泛的關注，由于材料的質(zhì)量與性能影響著機械構(gòu)件性能的有效性，甚至會使整個機械構(gòu)件失效，因此，研究材料成型及控制與自動化技術(shù)十分重要，有助于提升材料的質(zhì)量與性能，促進材料技術(shù)的進步發(fā)展。

1 材料成型及控制概述

材料成型及控制的核心內(nèi)容在于材料成型及控制技術(shù)，下面對材料成型及控制技術(shù)進行詳細的闡述。第一，焊接技術(shù)，焊接技術(shù)是為了滿足工業(yè)化發(fā)展需求而發(fā)展起來的，主要包括釬焊、熔焊及固相焊技術(shù)，近些年焊接技術(shù)發(fā)展迅速，對工業(yè)發(fā)展起到了促進作用，且隨著先進技術(shù)的發(fā)展，焊接技術(shù)不再是一種單純的連接技術(shù)，逐漸發(fā)展成了一種高科技，多領域技術(shù)，正逐漸朝著陶瓷材料，高分子材料以及生物組織領域發(fā)展。[1]第二，鑄造技術(shù)，鑄造技術(shù)是材料成型及控制技術(shù)中的關鍵技術(shù)，鑄造的核心在于在液態(tài)金屬凝固過程中實現(xiàn)材料的成型，將材料鑄造成指定的形狀、尺寸等。鑄造技術(shù)應用的注意事項在于凝固組織的形成與控制，通過控制凝固過程能夠有效減少鍛造缺陷產(chǎn)生的幾率，以免出現(xiàn)鑄件表面粗糙以及尺寸不符的情況。第三，鍛壓技術(shù)，鍛壓技術(shù)在于材料的塑性成型與控制，鍛壓技術(shù)的應用范圍極其廣泛，適用于大規(guī)模生產(chǎn)，具有較好的發(fā)展前景，通過研究鍛壓技術(shù)，可能實現(xiàn)材料的自動化以及高產(chǎn)化生產(chǎn)，以便能夠發(fā)揮出更加重要的作用，應用與更加大規(guī)模的生產(chǎn)之中。

2 材料成型及控制的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)狀

隨著先進技術(shù)的發(fā)展，為材料成型及控制技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了條件，促進了材料成型及控制技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)上的自動化與智能化也成為可能，但總體而言，我國的材料成型及控制技術(shù)水平仍有待提高。材料成型及控制技術(shù)的發(fā)展中存在的問題有三點，第一，耗時長，耗時時間長是材料成型及控制技術(shù)存在的主要問題，耗時時間長說明我國的材料成型及控制技術(shù)還不夠成熟，仍處于探索階段，材料成型及控制技術(shù)的工藝較為復雜，后續(xù)處理難度較大，致使技術(shù)耗時時間較長，制作效率較低。第二，環(huán)境污染嚴重，環(huán)境污染嚴重也是一個較為嚴重的問題，當前環(huán)境形勢嚴峻，環(huán)境污染嚴重，不能再以污染環(huán)境為代價發(fā)展經(jīng)濟，不符合可持續(xù)發(fā)展理念，材料成型及控制技術(shù)對環(huán)境會造成較大的污染，弊端明顯，嚴重影響了材料成型及控制技術(shù)的應用。促進技術(shù)發(fā)展，革新新技術(shù)至關重要，解決環(huán)境污染嚴重問題迫在眉睫。第三，能耗嚴重，能耗大極其不利于材料成型及控制技術(shù)的發(fā)展，當前我國能源緊缺，能源的合理利用優(yōu)化配置受到廣泛的關注，能源消耗嚴重會阻礙技術(shù)的進步與發(fā)展?？傊?，材料成型及控制的發(fā)展現(xiàn)狀不容樂觀，能耗大、耗時長、污染嚴重等問題都阻礙了材料成型及控制技術(shù)的發(fā)展，革新技術(shù)，發(fā)展節(jié)能技術(shù)，提高材料成型及控制技術(shù)的高效性、節(jié)能性以及環(huán)保性至關重要，是材料成型及控制技術(shù)發(fā)展的有效途徑。

3 自動化技術(shù)在材料成型及控制中的應用

3.1 鍛壓領域中的應用

鍛壓技術(shù)是指通過鍛壓設備以及模具對坯料施加壓力，使其發(fā)生變形，獲取所需形狀及尺寸的方法，材料成型及控制技術(shù)中的重要組成部分，因而，自動化技術(shù)在材料成型及控制中的應用形式之一就是在鍛壓領域的應用，研究顯示，自動化技術(shù)在鍛壓領域發(fā)揮了重要作用，具有一定的應用價值。[2]將自動化技術(shù)應用于鍛壓領域需要做到以下幾點：第一，將電子、氣動、檢測、液壓以及機械等新技術(shù)應用于材料成型及控制技術(shù)，為自動化技術(shù)在鍛壓領域的應用創(chuàng)造了條件，從而提升鍛壓技術(shù)的自動化能力，有助于促進其自動化的發(fā)展，使其能夠快速進行換模，并具有高精度、低噪音、防護完善等優(yōu)點。第二，將數(shù)控系統(tǒng)應用于材料成型及控制技術(shù)，應用于鍛壓領域，利用數(shù)控技術(shù)結(jié)合機器人、自動倉庫等系統(tǒng)，形成多系列柔性制造系統(tǒng)，促進自動化技術(shù)的發(fā)展，提高鍛壓技術(shù)能力。第三，研發(fā)新技術(shù)，提升自主研發(fā)能力，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，解決鍛壓機械自動化水平低的問題，提升鍛壓機械的自動化能力，促進自動化技術(shù)在鍛壓領域的發(fā)展。

3.2 焊接領域中的應用

自動化技術(shù)在焊接領域應用的效果最為明顯，隨著計算機技術(shù)以及自動化技術(shù)的發(fā)展，焊接技術(shù)自動化已經(jīng)成為一種趨勢，焊接技術(shù)已經(jīng)初步成為一項自動化技術(shù)，不僅如此，各種自動化的焊接機械在工業(yè)領域也發(fā)揮了不可替代的作用。焊接技術(shù)的核心是加熱、加壓、熔合、連接的過程，通過加熱加壓使材料熔化，使熱塑材料的表面熔合，達到連接的目的。自動化技術(shù)應用于焊接領域主要體現(xiàn)在以下幾點：第一，實現(xiàn)焊接過程的自動化控制，通過自動化技術(shù)，可以使機械設備進行自動檢測，加工及調(diào)節(jié)，通過在計算機上設定程序及指令，能夠?qū)崿F(xiàn)焊接機械作業(yè)的自動化，[3]通過實現(xiàn)焊接技術(shù)的自動化，不僅能夠大幅度提高材料構(gòu)件產(chǎn)量，提高材料質(zhì)量，還能夠降低勞動成本，提高工作效率以及材料生產(chǎn)的安全性；第二，焊接技術(shù)自動化主要依靠計算機控制，通過計算機控制，設定程序，能夠?qū)崿F(xiàn)焊接機械設備生產(chǎn)的自動化與智能化，有助于實現(xiàn)集成化生產(chǎn)，擴大生產(chǎn)規(guī)模，提高生產(chǎn)質(zhì)量。

3.3 鑄造領域中的應用

鍛造技術(shù)是人類較早掌握的加工成型技術(shù)，具有悠久的歷史，在材料成型及控制技術(shù)中具有不可替代的作用。自動化技術(shù)應用于鑄造領域需要做到以下幾點：第一，引進先進的技術(shù)設備，提高材料鑄造的質(zhì)量，為材料鑄造的自動化發(fā)展創(chuàng)造條件。例如，應用光譜儀以及熱分析儀，對鑄件質(zhì)量進行有效的控制，提高鑄件效率以及鑄件的自動化。第二，研究自動化技術(shù)，促進自動化技術(shù)的成熟發(fā)展，提升自主研發(fā)能力，對大規(guī)模鑄造企業(yè)中的熔煉環(huán)節(jié)進行計算機自動化監(jiān)控，從而對溫度、成分及效率等進行有效控制。

4 結(jié)語

材料成型及控制與自動化技術(shù)的發(fā)展對材料質(zhì)量與穩(wěn)定性的提升具有重要作用，研究相關技術(shù)，使其在鍛壓領域、焊接領域以及鑄造領域發(fā)揮出作用，創(chuàng)造價值，有助于提升材料質(zhì)量，為機械構(gòu)件的質(zhì)量打下堅實的基礎。

參考文獻：

[1] 陳翠欣，薛海濤，丁儉，李永艷，李寶娥，李海鵬.材料成型專業(yè)實用型人才教學模式探討[J].科技創(chuàng)新導報，2013（35）.

[2] 李茂廷，傅旻，胡軍，蘇海龍.材料成型及控制工程專業(yè)“基礎+專業(yè)”雙重特色教育的探索[J].教育教學論壇，

2013（20）.

[3] 黃長清.材料成型及控制工程專業(yè)（方向）特色化建設與實踐[J].長沙鐵道學院學報（社會科學版），2013

（02）.