先进制造技术论文_先进制造技术论文

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新材料成形加工技术论文

材料加工工程在先进制造技术中占有重要地位，是发展高新技术产业和传统工业更新换代的重要科学基础和共性技术。其中包括高效、精密的加工工艺、装备和检测技术，低能耗、低成本产品的流程制造，集成、柔性、智能化制造系统，是工程可持续发展与绿色制造体系的重要组成部分。

下面将分别介绍新材料加工技术的研究现状、工作原理、特点及发展趋势。

一、研究现状

新材料成形加工技术的研究开发，是近二、三十年来材料科学技术领域最为活跃的方向之一。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。

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“为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。

现在将主要的先进材料加工技术分别介绍如下： 1.快速凝固

快速凝固技术的发展，把液态成型加工推进到远离平衡的状态，极大地推动了非晶、细晶、微晶等非平衡新材料的发展。传统的快速凝固追求高的冷却速度而限于低维材料的制备，如非晶丝材、箔材的制备。2.半固态成型

半固态成型包括半固态流变成型和半固态触变成形两类：前者是将制备的半固态浆料直接用于成型，如压铸成型（称为半固态流变压铸）；后者是对制备好的半固态坯料进行重新加热，使其达到半熔融状态，然后进行成型，如挤压成型（称为半固态触变挤压）。3.无模成型为了解决复杂形状或深壳件产品冲压、拉深成型设备规模大、模具成本高、生产工艺复杂、灵活度低等缺点，满足社会发展对产品多样性（多品种、小规模）的需求，20世纪80年代以来，柔性加工技术的开发受到工业发达国家的重视。典型的无模成型技术有增量成型、无摸拉拔、无模多点成型、激光冲击成型等。4.超塑性成型技术

超塑性成型加工技术具有成型压力低、产品尺寸与形状精度高等特点，近年来发展方向主要包括两个方面：一是大型结构件、复杂结构件、精密薄壁件的超塑性成型，如铝合金汽车覆盖件、大型球罐结构、飞机舱门，与盥洗盆等；二是难加工材料的精确成形加工，如钛合金、镁合金、高温合金结构件的成形加工等。5.金属粉末材料成型加工

粉末材料的成型加工是一种典型的近终形、短流程制备加工技术，可以实现材料设计、制备预成型一体化；可自由组装材料结构从而精确调控材料性能；既可用于制备陶瓷、金属材料，也可制备各种复合材料。

二、工作原理

新材料成形加工技术的原理主要分为三个方向介绍。（1）材料的精确成形：

金属材料的精确成形包括液态金属精确成形(铸)、金属材料塑性精确成形(锻)、金属材料的精确连接成形(焊)。

无机非金属材料的精确成形包括陶瓷精确成形(塑性滚压成形法、注浆成形法、粉料压力成形法和特种成形法四种)、玻璃精确成形(吹制法、拉制法、压制法和吹/压制法四种)等。

高分子材料的精确成形包括液态高分子材料精确成形(如环氧树脂的浇注成形等)，固态高分子材料精确成形(如塑料的注射成形、挤出成形等)。

（2）快速成形技术：快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。快速成型（RP）的技术设想，即是利用连续层的选区固化生产三维实体。（3）高分子材料加工技术：现代材料科学的范围定义为研究材料性质、结构和组成、合成和加工、材料的性能这四个要素以及它们之间的相互关系。大多数情况下，高分子的加工通常包括两个过程：首先使原材料产生变形或流动，并取得所需要的形状，然后设法保持取得的形状。

三、特点

现代的产品开发系统的特点是：采用现代设计理论与方法；进行全生命周期设计；设计全过程采用信息技术；加快采用新材料、新工艺；产品开发周期短，返工少，成本低，努力做到一次成功；产品有创新，在国际市场上有竞争能力。

下面例举几种新材料加工技术的特点予以说明。（1）快速成形技术：

1）高度柔性； 2）技术的高度集成； 3）设计制造一体化； 4）快速性；

5）自由成形制造(Free Form Fabrication，FFF)； 6）材料的广泛性

（2）复合材料制品成型工艺特点：

与其它材料加工工艺相比，复合材料成型工艺具有如下特点： 1）材料制造与制品成型同时完成 一般情况下，复合材料的生产过程，也就是制品的成型过程。材料的性能必须根据制品的使用要求进行设计，因此在造反材料、设计配比、确定纤维铺层和成型方法时，都必须满足制品的物化性能、结构形状和外观质量要求等。

2）制品成型比较简便 一般热固性复合材料的树脂基体，成型前是流动液体，增强材料是柔软纤维或织物，因此，用这些材料生产复合材料制品，所需工序及设备要比其它 材料简单的多，对于某些制品仅需一套模具便能生产。

(3)高分子材料加工成形技术现在采用的是聚合物动态反应加工技术及设备与传统技术无论是在反应加工原理还是设备的结构上都完全不同，该技术是将电磁场引起的机械振动场引入聚合物反应挤出全过程，达到控制化学反应过程、反应生成物的凝聚态结构和反应制品的物理化学性能的目的。新设备具有体积重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、适应性好、可靠性高等优点。

四、自己对此项技术的看法

通过一年的学习飞，由我本来对先进制造技术的一窍不通，到现在的对此科目有了一些的了解，我学到了很多的东西。

了解到了制造系统的基本概念及发展状况，了解先进制造技术的发展背景，了解到了先进制造技术的基本概念和特点，增加了我的知识面啊。

新材料成形及加工技术在学这一门课程我是没有听说过的，但现在我知道了，新材料加工技术是近代二、三十年发展最为活跃的一种技术。它促进了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。

今天我从网上搜索了一些关于新材料成形加工的材料，又一步的加深了了解。我发现了这门技术在现实的应用中是非常广泛的。乃至于我们日常生活中运用的手机材料，车辆的外壳，家电等等很多方面都应用得非常多。另外在军事上，工业上也是应用得非常广泛的。

材料成形加工技术是以材料学科和自动化专业及计算机科学与技术等为基础进行发展的技术。此外，随着科学技术的发展和学科交叉，材料成形加工也紧密地依赖诸如数学、物理、化学、微电子、计算机、系统论、信息论、控制论及现代化管理等各门学科及其最新成就。

此外这项技术还有他的几点优势：

一、打破传统材料成形与加工模式，工艺环节，实现近终形、短流程的连续化生产提高生产效率。

二、基于知识的材料成形工艺模拟仿真是材料科学与制造科学的前沿领域和研究热点。模拟仿真可提高产品质量5～15倍，增加材料出品率25％，降低工程技术成本13%～30%，降低人工成本5%～20%，提高投入设备利用率30%～60%，缩短产品设计和试 4 制周期30%～60%等。

三、就是他的取材非常的广泛，能大力发展。

现代的社会人们的追求已经发生了变化，人们现在追求的是节能，安全，无污染的社会，而新材料成形加工就刚好能满足这些要求。该技术首先从理论上突破了控制聚合物单体或预聚物混合混炼过程及停留时间分布不可控制的难点，解决了振动力场作用下聚合物反应加工过程中的质量、动量及能量传递及平衡问题，同时从技术上解决了设备结构集成化问题。新设备具有体积重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、适应性好、可靠性高等优点。另外该材料在强韧性、抗摩擦、抗冲击、抗腐蚀等方面的性能大大提高，对材料科学的全面发展起关键的促进作用。

所以我就非常的支持这门技术它，因为首先它的质量比较过关，且它对空气啊环境的没有污染，适合人们所追求的低碳生活。用了它就能从根本的解决我们世界污染的问题，所以我坚信这门技术一定会得到广泛的应用的。

最后总的来说，综合上面的所有方面这一项技术在我们以后的生活中将会越来越广泛的运用，将逐步取代一些有污染的材料。随着我国的发展我国将会重视对环境污染的问题，国家肯定会采取相应的措施的，当然也就会用到这门新材料成形加工。

综合自己所看的，所学的，我有理由坚信这门技术一定会得到大家的认同，一定会靠着它自身独特的吸引力走在时代的最前沿的。

班级：09机单

学号：0901070055

姓名：周树洪