材料成型与控制工程模具制造技术研究

王颖

摘要：近年来，材料成型与控制工程模具制造技术快速发展，工艺过程控制优化、装备模具升级、自动化水平提高，促进新技术和新材料新设备的广泛应用，满足各个应用方的多样化需求，例如轨道交通和电气电力等，获得不错的成绩。随着节能环保、智能高效、市场拓展目标的持续推进，行业人员积极加大相关技术的研究与创新，带动更多行业领域的创新发展。

关键词：材料成型;控制工程;模具制造技术;智能化

1 材料成型与控制工程模具制造技术类型分析

1.1 一次成型技术

1.1.1 常用技术

对于硬度低并且具有较好塑性的材料，例如镁合金等，采用一次成型技术，运用挤压和拉拔以及轧制等方法，实现成型处理。对于强度高的金属，采用铸造方法能够实现一次成型。目前，采用的一次成型技术如下∶（1）挤压成型技术。按照技术流程，将金属工程材料，放人到对应型号模具的挤压机械中，借助挤压机械的力量，对材料进行加压达到塑性变形和材料挤压成型的效果。采用挤压成型技术手段，不仅能够解决产品外形线条方面存在的不流畅问题，而且表面比较平滑，产品的使用效果得到增强。技术的关键在于材料与挤压模具的硬度系数比例，防止因为模具难以承受压力造成碎裂，最终引发事故。（2）冷轧与拉拔成型技术。不同于挤压成型技术，此技术使用冷轧机，利用轧银开展材料的冷轧处理，适用于材质均匀的金属工程材料。对于冷轧生成热的问题，可采取冷却或者其他方式处理。采用的拉拔成型技术，借助拉拔机，对材料实施强力拉伸。技术的关键在于保障材料的韧性和表面摩擦系数达标，具有生产制造速度快的优势。

1.1.2 新技术

技术应用实例∶汽车轻量化背景下，要求不能影响强度，同时达到减轻重量的目的。通过使用新材料与新制造工艺，促进生产周期缩短，达到降低成本的效果。目前，采用的是E-LFT混合材料成型技术，通过将长纤维增强热塑性塑料和金属基材成型工艺整合，使用粘合剂达到塑料与金属板连接的目的。采用的E-LFT一次性挤压复合工艺，先进行热塑性聚丙烯或者聚酰胺材料的模压成型处理，完成塑料颗粒的熔化处理后，再挤出机内添加玻璃纤维，最终挤出的溶体受到垂直方向的压力产生流动。利用此工艺手段，能够实现10C15mm长度纤维增强效果，相比注塑成型件，能够有效提升部件强度，同时质量比较轻。基于汽车轻量化要求，为增强复合材料强度，多选择长波纤维或者碳纤维增强，考虑到成本控制多设置在高载荷部位，例如座椅结构件等。对于高负载情况，金属材料有着突出的优势，塑料/金属混合部件不仅具有轻量化特点，还具有强度优势。采用激光技术对金属表面进行处理，之后在一次性挤压工序中达到塑料与金属的复合。通过激光处理能够实现热塑性溶体和金属有效结合的效果，拉伸强度大约为12MP_，剪切强度能够达到48MP_。部分研究团队围绕混合材料控制臂的设计开发，进行了相应的研究。使用DP800以及PA6，利用全自动E-LFT生产线，采用25mm玻纤维增强。整个生产系统，通过在一个循环周期内直接配制60%塑料与40%玻纤维的混合物，也就是说不使用PACF40棒状颗粒原料，使用聚酰胺.添加剂以及玻璃纤维直接混配挤出，整个过程只需要60s。根据实验结果显示，新控制臂成功减重20%。

1.2 二次成型与控制技术

1.2.1 传统技术

目前，常用的技术方法如下∶（1）锻造成型技术。采用锻造二次成型与控制技术，将金属工程材料进行加热，达到奥氏体化温度水平以上，之后利用机械施加冲击和压力，达到锻造成型的效果。例如，碳钢材料，其奥氏体问题一般在727C912℃。采用此技术手段，进行锻造成型，可方便金属器件造型的改变。整个锻造环节，要开展高温加热，增加了技术把控的难度，尤其是精密性较强的产品加工。（2）冲压成型技术。采用此技术，对低碳钢进行处理能够达到需求。一般来说，金属工程材料的塑性水平高低通常由金属的含碳量决定。若含碳量高，则塑性越差。采用冲压成型技术，为保障技术的应用效果，要保证金属工程材料的塑性达标。应用前做好材料塑性的试验，避免技术应用不当造成冲压机械破坏。（3）

焊接成型技术。对于由多个组件构成的工业产品，为保证精密性或者生产效率等达到要求，采用焊接二次成型技术手段，开展组装焊接，能够获得不错的成效。根据金属工程材料的种类与特点，选择电气焊和氩弧焊等技术，保障焊接的质量。

1.2.2 新技术

以核电站应用情形为例分析，修建核电站有着严苛的要求，这是因为核电站蕴涵大量的能量，存在很大的安全隐患。若发生事故则会造成辐射外露，最终造成严重的后果。在进行修建时必须要做好技术的把控，保证建造的质量。目前，我国钢铁领域实现了技术创新，成功锻造出无焊缝不锈钢环形锻件，获得了多项技术纪录。此环的长度为15.6m，重量为15t，为中国第一个百吨级锻件，已经达到锻造件的标准。从金属环的制造层面分析，采用的是新金属构筑成型技术。此项技术为中科院金属所研制，整体无缝隙焊接，均质化程度高，同时具有较好的组织均匀性。

1.3 非金属材料成型与控制技术

（1）挤压成型技术。同金属材料采用的技术相比，非金属采用的技术更具有灵活性。采用挤压成型技术，借助液压机与其他大型扭矩传输机，给材料施加强大的压力，最终达到加压成型的目的。采用的挤压成型技术，具有操作简单的优势，并且成本也比较低，为有机材料工业产品制造提供了技术支持。（2）注射成型技术。将原材料采用注射的手段，进行塑性处理。整个技术的流程为，将原材料实施熔化处理，同时放置到注射设备内，对设备施加压力，使其内部拥有足够的压力，满足注射的要求。将熔化后的非金属材料，利用压力动力注人到塑性模具内，经过冷却固化之后，完成产品的制作。一般来说，对于流水线制式工业品，多采用此技术手段。

2 材料成型与控制工程模具制造技术应用发展策略

2.1 创新发展机制

技术应用端的需求快速增加，带动了技术创新需求的增加，为促进材料成型与控制工程模具制造技术的持续化发展，要加大相关领域技术人才的培养，为整个行业的发展注人新动力，增强发展的活力。从企业角度分析，要定期组织技术培训，切实提高材料成型与控制工程模具制造技术水平，增强安全意识，凝聚更多的创新创造力，实现对生产的有效提高。围绕生产端的情況，积极优化成型与控制流程，增强安全生产意识，扎实推进制造安全标准化发展。

2.2 加大新技术的研究

站在材料成型与控制工程模具制造技术持续化发展的角度分析，主要朝环保.智能.高效等方向发展，企业和相关研究机构以及高校等，也都在围绕相关技术加大研究力度。若能够掌握核心技术，实现自主研发，例如芯片材料制造技术等，对促进我国经济发展可起到积极的作用。这需要研究人员能够手拉手，形成强大的力量，共同促进材料成型与控制工程模具制造技术的创新与发展。

结束语

综上所述，材料成型与控制工程模具制造技术快速发展与创新，为制造提供了多样化选择。从技术的应用角度分析，若想实现技术的价值，要做好各个方面的把控，一是结合实践提出创新发展机制：二是选择适宜的材料：三是加大新技术的研究：四是把控工序流程等策略。

参考文献

[1] 刘长青.付曦林.材料成型与控制工程模具制造技术[J].南方农机.2020.51（20）：193-194.

[2] 尹显远.材料成型与控制工程模具制造技术研究[J].造纸装备及材料.2020.49（4）：62.