材料成型及控制与自动化技术的研究初探

尹加华

【摘要】材料成型及控制技术是如今比较流行的以及拥有着好的发展前景的技术。材料成型及控制技术作为一项基础的加工技术除了被广泛应用于航空、船舶等交通运输领域，它在能源以及建筑领域也占有着重要的地位。材料成型及控制技术是一个大的技术范畴主要包括铸造技术、焊接技术、锻压技以及热处理技术这四大项，实现材料成型及控制的自动化也就是实现这四项技术的自动化。本文将分别对自动化技术在铸造技术、焊接技术、锻压技术以及热处理技术这四项技术中的应用做详细地介绍

【关键词】材料成型及控制；自动化技术；应用探究

引言

随着计算机技术以及网络技术的不断发展，许多的生产企业实现了产品生产加工的自动化。自动化技术作为一项重要的新技术被广泛地运用于各行各业，村料成型及控制领域同样也实现了自动化。自动化技术在村料成型及控制中的应用降低了该领域中劳动力成本投入的同时也提高了产品的质量。文章就重点展开对这一问题的分析研究。

一、材料成型及控制的发展现状

总的来说，我国材料成型及控制技术有待提高。在我国，材料成型及控制的过程所需要的时间比较长，并且工艺比较复杂，操作完成后的后续处理过程难度特别大。耗时长能耗大以及污染严重是我国材料成型及控制技术面临的几大问题。如何能够减少耗时、降低能源的消耗以及降低污染成为了材料成型及控制领域面临的一大问题。计算机技术以及自动化技术的发展为材料成型及控制技术的发展创造了条件。在耗时方面，计算机技术能够使得材料成型及控制实现自动化，自动化技术使得材料的成型时间缩短。总体上，自动化技术将会降低材料成型及控制的耗时在能耗方面，自动化技术在材料成型及控制中的应用将使得材料的成型能够实现大批量生产。生产上的智能化将会带来产品的节能化，因此，材料成型及控制的自动化以及智能化将会使得相应的生产过程更加地节能化。在环保方面，新的节能材料的应用也将会使得整个的材料的成型过程更加地环保，从这些我们可以看出，材料成型及控制行业将会朝着低耗时、节能、环保的方向发展，而自动化技术在材料成型及控制中的应用是实现这一发展目标的前提。

二、自动化技术在材料成型及控制技术中的应用

我们知道材料成型及控制技术主要包括铸造技术、焊接技术、锻压技术以及热处理技术这四大技术项目。下面我们将分别对自动化技术在这四项技术中的应用进行详细地介绍：

1、自动化技术在铸造技术中的应用

铸造技术主要指液态的金属通过凝固形成所需产品的技术。铸造技术对于凝固组织的形成以及控制、铸件表面的平整度以及铸件的精确度、铸件缺陷的控制这三项有比较高的要求，但是对于铸件的大小形状以及材料没有特别的要求。铸造技术在我国古代的时候就已经存在，通常被铸的物质一般是固体的金属物质比如金、银、铜铁、铝等这些金属在高温的条件下能够熔化，铸造技术就是通过高温把这些金属熔化以后注入到铸模中，待金属冷却凝固后就会形成具有铸模形状的物品。进入现代，随着计算机技术的发展，铸造行业逐步地实现了自动化如今，在铸造行业中使用了直读光谱仪和热分析仪。这两种仪器的使用有效地控制了炉前金属液的成分及温度。一些大的铸造工厂中已经实现了整个铸造过程的自动化控制。自动化控制系统不仅可以检测到金属液的温度、质量还可以实现对于生产效率的控制。

2、自动化技术在焊接技术中的應用

焊接技术就是通过加压、加热的办法使得热塑性材料多个表面连接成一个整体的技术手段。焊接技术是为了满足工业生产的需要而产生的。传统的焊接技术主要包括熔焊固相焊以及钎焊这三种，现代随着技术的不断进步，焊接技术的概念已经不仅仅停留在材料连接上了。新的焊接技术已经发展到了生物组织连接高分子材料连接等领域。焊接技术的自动化是焊接技术发展的必然趋势，近年来随着计算机技术以及自动化技术的不断发展，焊接技术在一定程度上已经实现了自动化，比如在焊接的控制过程中加入自动化装置可以实现对于机械设备的自行检测，调节还有加工。焊接技术实现自动化是以微波机控电源为基础的，并在原来焊接机器人的基础上加入了柔性焊接，最终建成了集成化的系统。焊接技术的自动化在很大程度上降低了劳动力的投入力度，增加了工作效率，为企业创造了可观的经济效益。

3、自动化技术在锻压技术上的应用

锻压技术是实现材料的塑性成形以及控制的过程，锻压成型的好坏受材料自身性质以及外部作用力的影响，锻压技术主要应用在产品的大批量生产过程中，为了提高生产效率，锻压技术更加需要实现自动化。锻压过程主要是通过锻压工具对材料施加一定的压力实现的。以前的锻压设备比较落后，自动化程度随着机械、检测以及电子等技术在锻压技术中的应用，锻压技术逐步地实现了自动化、智能化。新的锻压机械不仅可以实现自动换模，而且生产的产品的精确度也提高了，相应的机械的噪声也降低了很多。如今的锻压技术已经结合了机械人、自动仓库、计算机、自动换模等多项技术，锻压技术逐步朝着集成化系统发展。

4、自动化技术在热处理上的应用

金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度在不同的介质中冷却，通过改变金属材料表面或内部的显微组织结构来控制其性能的一种工艺。在热处理过程中对温度的检测和记录非常的重要，温度控制的不好对产品的影响十分的大，所以温度的检测十分的重要，在整个过程的温度的变化趋势也显得十分的重要，导致在热处理的过程中必须对温度的变化进行记录，可以方便以后进行数据分析，也可以查看到底是哪段时间温度没有达到要求。这样对以后的热处理进行改进起到非常大的作用实现一定程度上的自动化。

电子计算机在热处理中的应用，包括计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助生产（CAM）、计算机辅助选材（CAMS）、热处理事务办公自动化（OA）、热处理数据库和专家系统等，它为热处理工艺的优化设计、工艺过程的自动控制、质量检测与统计分析等，提供了先进的工具和手段。计算机在热处理中的应用，最初主要用于热处理工艺程序和工艺参数（温度、时间、气氛、压力、流量等）的控制，现在也用于热处理设备、生产线和热处理车间的自动控制和生产管理，还有的用计算机进行热处理工艺、热处理设备、热处理车间设计中的各种计算和优化设计。在热处理中引入计算机，可实现热处理生产的自动化，保证热处理工艺的稳定性和产品质量的再现性，并使热处理设备向高效、低成本、柔性化和智能化的方向发展。目前国内研制生产的热处设备已越来越多地引入了微机控制，极大地提高了设备的自动化水平和生产效率。在热处理工艺过程的实时控制、计算机辅助设计、计算机模拟和数学模型的开发应用等方面，也取得了一定的成绩。

结束语

计算技术以及自动化技术地发展，为其它各行各业的发展都创造了良好的契机。自动化技术在材料成型及控制技术中的应用将是材料成型及控制技术发展的最终方向，材料成型及控制技术主要包含铸造技术、焊接技术以及锻压技术这三大技术项目。在材料成型及控制中，无论是哪项技术的发展都离不开自动化技术，实现这三项技术的自动化是这三项技术未来发展的大趋势，也是材料成型及控制技术未来发展的总的趋势。

参考文献

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