简析材料成型与控制工程的模具制造技术

沈有红

摘 要 材料成型及控制工程模具制造技术作为机械产品生产的两种重要方式，在制造行业中展现出来巨大的发展潜力。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

随着我国市场经济的发展，机械制造行业以及材料加工行业都获得了快速壮大的机遇，这也就要求在生产的过程中，应当进一步的合理选择加工工艺，提高生产效率和产品质量，而在当前的制造领域中主要应用的就是材料成型技术以及控制工程模具制造技术。

1 材料成型与控制工程的基本概念

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，研究材料在热加工过程中受到其他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。

材料成型及控制工程是研究热加工改变材料的微观结构、宏观性能和表面形状过程中的相关工艺因素对材料的影响，解决成型工艺开发、成型设备、工艺优化的理论和方法；研究模具设计理论及方法，研究模具制造中的材料、热处理、加工方法等问题。

材料成型及控制工程专业是我国较多工科院校和职业技术类学校开设的重要专业。该专业培养具备材料科学与工程的理论基础、材料成型加工及其控制工程、模具设计制造等专业知识，能在机械、模具、材料成型加工等领域从事科学研究、应用开发、工艺与设备的设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才和管理人才。该专业分为焊接成型及控制、铸造成型及控制、压力加工及控制以及模具设计与制造等四个培养模块。鉴于模具在机械制造领域的广泛应用，使得模具制造技术已成为材料成型与控制工程技术中最为重要的技术部分[1]。

2 材料成型与控制工程发展的重要意义

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“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，综合反映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[2]。

3 材料成型与控制工程模具制造技术分析

3.1 金属材料成型与控制工程模具制造技术

对于金属材料的加工成型技术，可以分为一次成型技术和二次成型技术。一次成型技术又被称为直接成型技术，是模具制造中的首选，这是因为一次成型技术具有以下优势。

（1）采用一次成型技术，在产品生产中可以一气呵成，有效地减少了材料之间的连接点，进而提高了产品的加工质量。

（2）采用一次成型技术可显著提高材料的稳定性，增强产品的抗压性、耐候性以及耐寒耐温性。例如，在使用压铸法时，材料因受热压的影响，内部分子排列更趋于规整化，展现出更好的稳定性。

（3）采用一次成型加工技术所得产品可塑性更强，产品加工过程中不会受材料形状和外观的限制。通过上述分析可知，采用一次成型技术具有显著的优势。但是一次成型技术也存在一些缺点，实际操作过程比较复杂，并且对于相对分散的材料，一般不能采用该方法。

（4）金属材料二次成型技术主要有锻造成型、冲压成型以及焊接成型技术。采用锻造技术进行金属材料模具的加工时，会在产品生产过程中产生较大的变形阻力，使得产品内部产生应力效应，但是采用该技术可以用来锻造一些结构相对复杂的产品，在工业生产中具有一定的应用价值。冲压成型加工技术是通过外力使金属材料在模具内产生塑性形变，从而得到所需的产品。

3.2 非金属材料成型与控制工程模具技术

随着塑料行业的不断发展，非金属材料成型与控制工程模具技术在工业生产中得到广泛的应用，目前应用比较成熟的技术主要有挤出成型技术、注射成型技术以及压制成型技术。挤出成型技术一般是借助螺杆或者柱塞，将受热软化的塑料制品在一定的压力下挤出成型，然后经过冷却可以达到完全固化的程度，从而完成产品的加工生产过程。采用这种技术可以实现工艺的连续化过程，具有生产效率高、产品质量好以及產品价格较低的特点；并且所使用的加工设备装置比较简单，不会造成材料的浪费。目前，在工业生产中，非金属材料挤出成型技术具有普遍的应用。

4 结束语

总而言之，材料加工行业的快速发展，使市场对材料加工质量和效率的要求也越来越高，这就需要在材料加工过程中选择合适的生产工艺，而材料成型技术以及控制工程模具制造技术在当前的材料加工领域中有着优秀的应用效果，因此需要对该技术展开不断的探索和研究。

参考文献

[1] 权亚云，韩茹月，张洋洋.材料成型与控制工程模具制造的工艺技术分析[J].电脑迷，2017，（3）：109.

[2] 王劲锋，王祥.基于逆向工程与快速成型的轮胎花纹块模具制造技术[J].装备制造技术，2014，（11）：181-183.