淺析材料成型與控制工程模具制造的工藝

王 星 袁 娜

（中國航空工業(yè)標準件制造有限責任公司，貴州 貴陽 550014）

隨著改革開放的深入，無論是基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)還是各種產(chǎn)品的生產(chǎn)都離不開制造業(yè)，制造業(yè)水平與我國工業(yè)化水平共同提高，制造業(yè)也在一定程度上推動了工業(yè)化水平的提高，還提高了社會生產(chǎn)力。其中材料成型和控制工程模具制造是極為重要的工藝，我國為其投入了巨大的人力、物力和財力，研究出了許多高效率、高質(zhì)量的制造工藝。通俗來講材料成型與控制工程模具制造是日常用品的主要生產(chǎn)來源，比如吃飯用的不銹鋼飯盆或者喝水用的塑料杯子，生活中離不開材料成型與控制工程模具制造的應(yīng)用。大方面來講，出行的交通工具零部件以及車身都是由材料成型與控制工程模具制造工藝生產(chǎn)的?？偟膩碇v，材料成型和控制工程模具制造工藝具有非常關(guān)鍵的制造技術(shù)，是影響制造業(yè)技術(shù)水平的直接因素，值得我們對其進行研究和探討。

1 材料成型與控制工程模具制造的有關(guān)介紹

1.1 材料成型與控制工程模具制造的概念

材料成型及控制工程是兩項關(guān)系緊密的制造技術(shù)，這兩項制造技術(shù)能夠?qū)⒉煌馁|(zhì)的材料制作成為不同形狀和用途的產(chǎn)品，是機械制造產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)項目。材料成型以及控制工程模具制造工藝能夠和其他的制造工藝進行有機結(jié)合，在不同的生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)揮作用。另外，材料成型和控制工程模具制造能夠?qū)⒃牧霞庸ぶ谱鞒蔀椴煌猛镜牧悴考蛘叱善罚部梢愿鶕?jù)原材料的性質(zhì)優(yōu)化其本身的性能，讓原材料經(jīng)過加工后應(yīng)用的范圍更加廣泛，材料成型和控制工程模具制造技術(shù)是我國非常核心的機械制造技術(shù)，材料成型和控制工程模具制造技術(shù)正在朝著智能化和自動化發(fā)展，以提高其加工的質(zhì)量和效率。

1.2 材料成型與控制工程模具制造工藝的重要性

材料成型與控制工程模具制造工藝能夠推動國家經(jīng)濟水平的提高，也能夠代表一個國家的綜合國力。我國現(xiàn)代化的機械制造產(chǎn)業(yè)需要更先進的材料成型技術(shù)和控制工程模具制造技術(shù)，因為其不僅關(guān)乎著我國社會基礎(chǔ)產(chǎn)品的生產(chǎn)制造，比如鍋碗瓢盆，也對我國工業(yè)制造業(yè)具有重大影響，比如汽車船舶制造業(yè)、機械制造業(yè)以及金屬橡膠加工制造業(yè)等。值得一提的是我國將材料成型與控制工程模具制造工藝設(shè)置為高等學(xué)府的工科專業(yè)，為國家培養(yǎng)了更多的技術(shù)人才，推動了工業(yè)化水平的提高?？偠灾?，材料成型與控制工程模具制造工藝在我國國民經(jīng)濟的發(fā)展過程中具有支柱性的作用，能夠帶動工業(yè)以及機械制造業(yè)的發(fā)展。在信息技術(shù)普及的現(xiàn)代社會，材料成型和控制工程模具制造工藝更是朝著自動化技術(shù)和智能化制造技術(shù)的方向發(fā)展，為國家提供更先進的研究技術(shù)，為人民提供更多樣化的產(chǎn)品。

2 材料成型與控制工程模具制造的工藝類型

上文我們敘述了材料成型與控制工程模具制造工藝的概念以及重要性，下面將詳細介紹材料成型與控制工程模具制造的工藝類型。材料成型及控制工程模具制造技術(shù)綜合了多種先進制造技術(shù)為一體，其分為兩個重要的制造項目，第一個方面是模具制作，另一個方面是焊接工藝。模具制作又能夠細數(shù)出許多制造工藝，比如塑料模具的加工和沖壓模具的制造。焊接技術(shù)是比較常見的材料連接技術(shù)，其具有低成本、高質(zhì)量的特點，在材料成型與控制工程模具制造中廣泛應(yīng)用。而材料成型和控制工程模具制造技術(shù)也分為一次成型技術(shù)和二次成型技術(shù)，這兩項技術(shù)是比較常見的工藝類型，本篇將著重進行介紹。

2.1 一次成型技術(shù)的介紹

一次成型技術(shù)能夠根據(jù)不同屬性的原材料選擇不同的加工工藝，舉個例子：硬度較強的金屬材料常用的加工技術(shù)就是一次成型的加工技術(shù)，金屬材料的成型過程也分為多種不同的加工技術(shù)，有擠壓成型或者拉拔成型。這兩種加工技術(shù)都需要利用模具進行塑性，再通過按壓或者拉拔等外力優(yōu)化金屬材料的性能，最終制作出符合要求的金屬產(chǎn)品。為了使得金屬材料的應(yīng)用價值提高，一次成型技術(shù)能夠?qū)⒔饘俨牧系谋砻姘磯旱酶悠秸饣?。擠壓成型技術(shù)和拉拔成型技術(shù)也要按照一定的要求進行金屬材料的加工，比如給予金屬材料和模具的擠壓外力過大，不僅會導(dǎo)致金屬材料的嚴重變形還會破壞模具，導(dǎo)致加工的過程出現(xiàn)問題，影響產(chǎn)品生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，還會增加制造企業(yè)的加工成本。一次成型的加工技術(shù)需要使用到各種制造加工的設(shè)備，比如冷軋機和拉拔機，這些設(shè)備都需要專業(yè)的技術(shù)人員進行操控才能夠保障加工過程的流暢和最終成品的質(zhì)量。

隨著時代的發(fā)展，一次成型技術(shù)也有了新的突破，不僅開發(fā)了新的加工工藝還利用了新的連接材料。新的加工工藝不僅能夠降低產(chǎn)品本身的重量還能有效地減少加工制造企業(yè)的成本。比如說，金屬和塑料的混合加工工藝能夠在更短的加工時間內(nèi)完成材料的成型。相信在不久的將來，一次成型技術(shù)能夠取得更大的成就。

2.2 二次成型的加工技術(shù)

二次成型技術(shù)是指在一定的條件下將原材料加工成為一次加工成型的材料，再通過第二次其他加工技術(shù)制造成為最終的產(chǎn)品。二次成型的加工技術(shù)主要是加工塑料型材，通過加熱或者是外力作用制作成為所需的形狀。二次成型加工技術(shù)需要具備三種條件：第一是成型溫度。二次成型的溫度要到達原材料能夠變形和伸長率最大溫度，不能夠給予過高或者過低的成型溫度；第二是定型的溫度條件。定型的溫度如果下降會影響材料的形變程度，因此定型的溫度最好是低于Tg。如果成型的溫度過高，那么加工的材料會因為受熱而變軟、分解，導(dǎo)致最終的產(chǎn)品出現(xiàn)裂紋等問題，影響產(chǎn)品的質(zhì)量；第三是成型的速度。原材料變形需要一定的時間，要考慮材料加工時的成型溫度，在不同的Tg 條件下所得都得變形速度是不同的。[1]

二次成型加工技術(shù)中也包括三種成型的方法：熱成型、雙軸拉伸以及固相成型。熱成型顧名思義就是將原材料進行加熱，再利用物理作用或者模具將其加工制造成為特定產(chǎn)品。熱成型適合壁薄以及表面積大的產(chǎn)品制造，利用的設(shè)備有加熱系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)以及成型的模具。雙周拉伸方法會將板材或者其他的原材料分子進行重新定向，然后再定向拉伸，提高其拉伸方向的機械性。最后是固相成型的加工方法，該方法具有設(shè)備簡單、可生產(chǎn)大型制品、成本低、加工周期短以及提高產(chǎn)品的韌性和強度等優(yōu)點，但是其也很容易造成產(chǎn)品的變形和龜裂，生產(chǎn)工藝的質(zhì)量難以把控。以上就是關(guān)于二次成型加工技術(shù)的內(nèi)容，無論是一次成型技術(shù)還是二次成型技術(shù)都是我國材料成型與控制工程模具制造技術(shù)的核心技術(shù)，它們的成長也推動著我國加工制造技術(shù)的進步，我國材料成型及控制工程模具制造工藝還有很大的進步空間，要采取更先進的創(chuàng)新手段提高工藝的精進度，為我國加工制造產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化升級作出突出貢獻。

3 材料成型與控制工程模具制造工藝的未來發(fā)展規(guī)劃

3.1 培養(yǎng)專業(yè)的技術(shù)人才

我國將材料成型及控制工程設(shè)為大學(xué)教育的專業(yè)科目，目的就是培養(yǎng)更優(yōu)秀、更專業(yè)的技術(shù)人才，成為推動材料成型與控制工程模具制造工藝進步的動力。專業(yè)技術(shù)人才能夠通過日復(fù)一日的科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)材料成型與控制工程模具制造工藝存在的問題和弊端，及時地解決問題進而提高材料成型與控制工程模具制造工藝的加工水平。因此國家和學(xué)校要加大對技術(shù)人才的培養(yǎng)和支持，希望涌現(xiàn)更多優(yōu)秀的技術(shù)人才充盈我國的加工制造業(yè)。

3.2 創(chuàng)新加工技術(shù)

創(chuàng)新是第一驅(qū)動力，材料成型與控制工程模具制造工藝也要進行技術(shù)和發(fā)展機制的創(chuàng)新。技術(shù)的創(chuàng)新是為了能夠補足加工技術(shù)的缺點，使得加工的產(chǎn)品質(zhì)量得到最大程度的優(yōu)化。而發(fā)展機制的優(yōu)化是為了促進材料成型與控制工程模具制造技術(shù)的穩(wěn)定性和可持續(xù)發(fā)展。不僅是加工制造企業(yè)需要進行技術(shù)和發(fā)展機制的創(chuàng)新，我國整個加工制造的產(chǎn)業(yè)都需要革新和突破，成為材料成型與控制工程模具制造工藝發(fā)展的動力。另外，智能化的加工技術(shù)也是需要深入研究的問題，利用現(xiàn)代信息技術(shù)提高加工技術(shù)的智能化水平，這也會是加工工藝未來的發(fā)展趨勢之一。

3.3 增加技術(shù)研究投入

加工制造企業(yè)要發(fā)展、要創(chuàng)新、要進步都離不開國家政策和財政的支持，國家不僅要鼓勵優(yōu)秀的技術(shù)人才進入相關(guān)企業(yè)實習(xí)和發(fā)展，還要支持加工制造企業(yè)對新工藝的研究和開發(fā)。國家要為技術(shù)的發(fā)展提供項目資源和設(shè)備資源，切實地保障材料成型與控制工程模具制造工藝的研究力度和效率。

3.4 選用合適的材料

材料是材料成型與控制工程模具制造工藝的根本，工藝水平對所加工的材料有了更多的要求，為了充分發(fā)揮出工藝的作用就必須要保證所加工材料的質(zhì)量、性能以及耐久度等。這就要求技術(shù)人員對加工的原材料進行嚴格地把控，杜絕劣質(zhì)材料進入加工生產(chǎn)過程，從根源上解決產(chǎn)品質(zhì)量問題。[2]因此材料成型與控制工程模具制造工藝進步的關(guān)鍵之一就是選擇合適的加工材料。

4 結(jié)語

綜上所述，材料成型與控制工程模具制造工藝在我國具有非常重要的地位，并且加工的工藝也在不斷地精進演變。但是要保證未來加工工藝發(fā)展的穩(wěn)定性還需要對其進行創(chuàng)新引導(dǎo)、增加人才的輔助作用以及嚴格把控產(chǎn)品質(zhì)量等多方面的規(guī)劃，相信在未來我國的加工制造業(yè)一定會更加輝煌。