材料成型及控制工程的设计制造与方向探究

高 乐

（哈尔滨理工大学，黑龙江 哈尔滨150080）

在全球经济一体化的背景下，我国工业拥有了非常好的发展机遇。随着市场竞争压力的不断增加，对于产品质量也提出了更加严格的要求，为了保证产品质量能够符合相关的标准，最需要做的就是对产品原材料进行严格检查，保证加工后的产品能够符合实际要求。因此，需要对材料成型及控制工程的设计制造给予充分重视，这不仅是保证产品质量的基础，同时也是影响行业发展的一个关键因素。

1 材料成型及控制工程模具生产制造技术

1.1 非金属材料

针对非金属材料来说，其成型以及控制工程模具实际生产技术，主要可以分为三种，即注射成型、挤压成型以及压制成型。具体来说：（1）在应用注射成型的过程中，主要是需要将一些非金属的原材料，放置在注射设备中，在设备中完成材料的融化，经过融化的材料一般能够与目标模具相吻合，再通过将其冷却固化，完成整个产品的实际生产。（2）挤压成型是三种技术中应用率最高的一种技术，其具备方便操作、能够实现产品连续生产等优势，可以非常有效地保证材料质量，在应用范围上也非常广泛。同时该技术在设备上的投入也比较少，一般不会出现污染环境等相关问题。（3）压制成型一般是需要工作人员先将一些非金属材料，放置到模具腔内，先对模具实施加压处理，获得符合实际设计要求的产品。这种的缺点是生产周期会相对比较长，生产效率比较低，在实现大规模的普及应用方面存在一定困难。

1.2 金属材料

金属材料的生产制造相关技术，主要可以从旋压成型、一次成型、二次成型、加工成型进行质量控制的分析。具体来说：（1）在应用旋压成型相关技术过程中，需要相关技术人员将各种板料放置在芯模上，通过压力对芯模产生的作用，对板料进行压紧和压实处理，在这种情况下，一旦芯模出现了塑性变形的情况，就会直接影响最终的成品。在应用该技术的过程中，技术人员需要注意以下几点：制造技术接受的阻力越小，就能够获得更好的产品；该项技术在效率上还存在非常明显的缺陷，所以在实际的加工过程中，技术人员需要按照产品实际加工需要选择该项技术开展产品生产。（2）在一次成型加工技术中，挤压成型、拉拔成型是非常常用的两种金属成型技术。其中挤压成型需要工作人员将拟实施加工的坯料放置在加工模具中，通过对材料进行加压处理，在合理压力作用下，使坯料在模具中出现变形，进而获得需要的成型产品。应用该技术能够获得塑性比较高的产品，并且产品不容易出现变形。而拉拔成型相关技术在实际操作中，需要工作人员将坯料放置到模具中，对模具实施拉拔处理，坯料在拉力的实际作用下，出现变形，进而形成需要的产品形状。该项技术对于材料的要求相对比较高，适用性不如挤压成型技术好。除了以上提到的两种技术之外，还可能会使用到轧制成型相关技术，该项技术主要是利用轧轮旋转产生的压力，使坯料出现塑性变形的情况，进而得到相关的产品。

2 材料成型及控制工程的设计制造具体内容

2.1 模具的设计与制造

在工业企业实际生产和经营的过程中，模具是非常重要的一种生产工具，模具不仅对材料加工速度和效率产生一定的影响，同时也会由于在设计上的精细程度，对材料的性能产生一定影响，能够为提升工业企业实际产品质量提供一定支持。因此，为了保证模具能够更好地发挥出应有作用，促进工业企业的经营质量以及效率，最重要的就是要对模具设计、制造进行严格控制，将经济性、实用性以及稳定性，作为模具设计和制造的基本原则，以此保证能够通过提升模具制造的整体技术水平，促使企业产品质量能够获得一定保证。首先，针对模具设计中需要遵循的“实用性”原则来说，其重点需要放在模具的设计阶段，确保模具能够按照具体的需求，采用不同的材料实施设计工作，保证能够满足企业的实际生产需求。在制作模具的过程中，一般金属材料相对比较常用，该种材料具备使用时间长、稳定性好的优势，但是缺点就是在制作模具的过程中，需要花费大量的成本，增加了企业的生产成本。而除了金属材料之外，还可以使用一些非金属材料制作模具，非金属材料不仅在成本上相对比较低，并且质量较轻，在使用的过程中非常便捷。但是由于非金属材料稳定性不佳，容易使模具使用时间变短。其次，针对模具制作经济性原则，主要需要将重点内容放在如何使用低成本的材料进行模具制作，但是降低成本并不意味着只需要考虑模具的材料成本，还需要对模具的使用寿命进行综合考虑，通过对不同材料进行对比和分析，选择最适合企业生产要求的低成本材料，开展模具的制作工作。以此保证能够通过降低模具成本、提升生产效率，保证企业能够实现更好地发展。此外，制作适合的模具，不仅需要对材料、制作工艺等进行深入研究和分析，同时也需要与计算机技术相结合，设计出适合的模具形状。同时，在模具形状设计的过程中，需要保证满足企业生产需求，还要提升产品的整体质量，这样才能够真正实现企业更好的发展。

2.2 焊接技术实际应用

在企业生产各类产品的过程中，有一些材料需要通过焊接的方式连接在一起，按照材料性能的不同，一般会选择不同的焊接技术，进而保证满足企业的实际生产需求。焊接技术以及具体的应用，可以分为以下几种：（1）在对相同材料实施焊接的过程中，一般会选择熔焊技术，这种技术手段主要是利用高温进行加热，将材料的表面进行融化，再将两件材料连接在一起，在材料冷却后，就能够完成整个焊接工作。（2）在实际操作过程中，如果焊接的材料为金属材料，不仅可以使用熔焊技术，同时也可以采用压焊技术，这种技术手段操作起来与熔焊相似，但是压焊技术不需要经过加热，在操作上比较方便。但是该技术具备比较明显的缺点，如使用技术的局限性比较大，一般只能够针对金属材料使用。（3）除了以上提到的熔焊、压焊技术之外，在生产中比较常用的技术还有钎焊，该方式对于任何情况、各种材料的连接都适用，主要是通过利用一些熔点比较低的物质，将材料连接在一起，相比其他焊接技术来说，更加方便快捷，能够非常有效地降低焊接成本。

3 人才需求及发展方向

针对金属压力加工技术来说，其主要应用在工业制金行业中，由于社会的不断进步，以及科学技术的不断发展，当前对于基础金属需求量在不断增加，对于产品的技术要求也越来越高，造成很多的材料都处于长期短缺的状态。而对于焊接相关技术来说，其主要应用在发电、石油提炼以及铁路制造等相关行业中的结构设计以及焊接材料创新等方面。为了保证提升设计指导的技术水平，需要针对机械模具材料进行深入研究和分析，因此，当前社会对于该方面人才的需求量越来越大，要求也变得越来越严格。在人才需求方面，主要可以分为以下几类：

3.1 焊接成型

焊接技术不仅在企业的实际生产过程中实现了非常广泛的应用，同时在设备维修过程中也起到了非常重要的作用。因此，为了能够促进企业更好地经营和发展，当前对焊接方面的人才要求，主要可以总结为以下两点：（1）需要人才具备较好的理论知识基础。理论知识是一些技能的基础，熟练掌握相关的理论知识，学会在实践操作中应用理论知识，也是新时代对人才综合素质的基本要求。（2）需要具备熟练的技术操作能力。相关技术人才在熟练掌握相关理论知识的基础上，需要拥有较好的技术能力，能够熟练使用各种焊接技术，并且能够针对不同的情况，选择适合的技术开展焊接工作。

3.2 锻造成型

当前在社会不断发展的过程中，锻造成型方面的人才资源非常短缺，因此锻造成型以及控制专业中具备良好理论知识的人才，也成为了社会重点关注的对象。针对锻造工作的内容来说，锻造成型方面人才，需要具备熟练的对压力锻造、砂型铸造、挤压锻造等方式的操控能力。首先，砂型铸造就是指利用砂型铸造器对器具进行制造的一种方法，该方法具备非常明显的成本低优势，因此在金属等各种材料的锻造中，实现了非常广泛的应用，也是目前锻造工作中最常用的一种方式。其次，低压锻造技术主要应用在各种合金材料锻造工作中，由于该种方法在操作上相对比较简单，能够节省大量的劳动力，因此效率非常高。最后，挤压锻造一般会应用在熔融态金属或者是合金材料锻造工作中，锻造过程一般是将处于熔融态的材料放置到模具中，通过高压和冷却，获得需要的材料。

3.3 压力工程

压力工程是非常重要的一项工程，当前在该方面的人才也处于非常短缺的状态。压力工程主要包括锻压、冲压两个方面，具体来说：首先，锻压主要是应用物理的方式，通过对金属施加压力，使其能够在物理性质上发生改变，进而获得产品的一种加工方式。锻压技术能够弥补金属冶炼时的一些缺陷，由于这种方式主要是利用施加高压进行金属锻造，因此能够改变材料的微观结构，对材料能够起到非常好的修复作用。其次，冲压主要是通过物理压力的方法，将模具作为一种媒介，对材料施加压力，是一种只改变材料形状的锻造方法。在实际锻造过程中，将两种技术结合在一起，能够非常有效地提升材料质量，为企业实现更好地经营和发展提供一定便利。

4 结束语

在工业生产中，企业经济效益的提升已经成为社会经济迅速发展的主要因素，而材料质量不仅对企业生产经营起着至关重要的作用，影响着企业的产品质量和生产效率。当前我国工业发展正处于非常好的阶段，我国材料成型以及控制工程技术也在逐渐提升，这也要求工业领域需要重视人才方面的培养工作。以此保证通过培养更多的材料成型及控制工程专业人才，保证人才能够了解和掌握最高效、低成本的铸造方式，保证工业领域在专业人才的积极努力下，实现更好的发展。