关于材料成型及控制与自动化技术的相关研究

朱英南+蒋闯+张丹枫

摘 要：随着科技的发展，自动化、智能化不再是幻想，而真正成为一种影响人类生活的技术，自动化技术应用于多个领域，发挥了重要作用，尤其在材料成型及控制方面，具有不可替代的作用，基于此，对材料成型与自动化技术进行研究，阐述材料成型及控制的发展现状，研究自动化技术在材料成型及控制中的应用至关重要。

关键词：材料成型；控制；自动化技术

0 前言

材料成型及控制技术是保证材料质量以及性能的关键技术，随着航空、建筑、能源、交通运输业的发展，材料应用越来越广泛，材料也越来越重要，材料的质量以及性能的稳定性受到广泛的关注，由于材料的质量与性能影响着机械构件性能的有效性，甚至会使整个机械构件失效，因此，研究材料成型及控制与自动化技术十分重要，有助于提升材料的质量与性能，促进材料技术的进步发展。

1 材料成型及控制概述

材料成型及控制的核心内容在于材料成型及控制技术，下面对材料成型及控制技术进行详细的阐述。第一，焊接技术，焊接技术是为了满足工业化发展需求而发展起来的，主要包括钎焊、熔焊及固相焊技术，近些年焊接技术发展迅速，对工业发展起到了促进作用，且随着先进技术的发展，焊接技术不再是一种单纯的连接技术，逐渐发展成了一种高科技，多领域技术，正逐渐朝着陶瓷材料，高分子材料以及生物组织领域发展。[1]第二，铸造技术，铸造技术是材料成型及控制技术中的关键技术，铸造的核心在于在液态金属凝固过程中实现材料的成型，将材料铸造成指定的形状、尺寸等。铸造技术应用的注意事项在于凝固组织的形成与控制，通过控制凝固过程能够有效减少锻造缺陷产生的几率，以免出现铸件表面粗糙以及尺寸不符的情况。第三，锻压技术，锻压技术在于材料的塑性成型与控制，锻压技术的应用范围极其广泛，适用于大规模生产，具有较好的发展前景，通过研究锻压技术，可能实现材料的自动化以及高产化生产，以便能够发挥出更加重要的作用，应用与更加大规模的生产之中。

2 材料成型及控制的发现现状

随着先进技术的发展，为材料成型及控制技术的发展创造了条件，促进了材料成型及控制技术的发展，生产上的自动化与智能化也成为可能，但总体而言，我国的材料成型及控制技术水平仍有待提高。材料成型及控制技术的发展中存在的问题有三点，第一，耗时长，耗时时间长是材料成型及控制技术存在的主要问题，耗时时间长说明我国的材料成型及控制技术还不够成熟，仍处于探索阶段，材料成型及控制技术的工艺较为复杂，后续处理难度较大，致使技术耗时时间较长，制作效率较低。第二，环境污染严重，环境污染严重也是一个较为严重的问题，当前环境形势严峻，环境污染严重，不能再以污染环境为代价发展经济，不符合可持续发展理念，材料成型及控制技术对环境会造成较大的污染，弊端明显，严重影响了材料成型及控制技术的应用。促进技术发展，革新新技术至关重要，解决环境污染严重问题迫在眉睫。第三，能耗严重，能耗大极其不利于材料成型及控制技术的发展，当前我国能源紧缺，能源的合理利用优化配置受到广泛的关注，能源消耗严重会阻碍技术的进步与发展。总之，材料成型及控制的发展现状不容乐观，能耗大、耗时长、污染严重等问题都阻碍了材料成型及控制技术的发展，革新技术，发展节能技术，提高材料成型及控制技术的高效性、节能性以及环保性至关重要，是材料成型及控制技术发展的有效途径。

3 自动化技术在材料成型及控制中的应用

3.1 锻压领域中的应用

锻压技术是指通过锻压设备以及模具对坯料施加压力，使其发生变形，获取所需形状及尺寸的方法，材料成型及控制技术中的重要组成部分，因而，自动化技术在材料成型及控制中的应用形式之一就是在锻压领域的应用，研究显示，自动化技术在锻压领域发挥了重要作用，具有一定的应用价值。[2]将自动化技术应用于锻压领域需要做到以下几点：第一，将电子、气动、检测、液压以及机械等新技术应用于材料成型及控制技术，为自动化技术在锻压领域的应用创造了条件，从而提升锻压技术的自动化能力，有助于促进其自动化的发展，使其能够快速进行换模，并具有高精度、低噪音、防护完善等优点。第二，将数控系统应用于材料成型及控制技术，应用于锻压领域，利用数控技术结合机器人、自动仓库等系统，形成多系列柔性制造系统，促进自动化技术的发展，提高锻压技术能力。第三，研发新技术，提升自主研发能力，拥有自主知识产权，解决锻压机械自动化水平低的问题，提升锻压机械的自动化能力，促进自动化技术在锻压領域的发展。

3.2 焊接领域中的应用

自动化技术在焊接领域应用的效果最为明显，随着计算机技术以及自动化技术的发展，焊接技术自动化已经成为一种趋势，焊接技术已经初步成为一项自动化技术，不仅如此，各种自动化的焊接机械在工业领域也发挥了不可替代的作用。焊接技术的核心是加热、加压、熔合、连接的过程，通过加热加压使材料熔化，使热塑材料的表面熔合，达到连接的目的。自动化技术应用于焊接领域主要体现在以下几点：第一，实现焊接过程的自动化控制，通过自动化技术，可以使机械设备进行自动检测，加工及调节，通过在计算机上设定程序及指令，能够实现焊接机械作业的自动化，[3]通过实现焊接技术的自动化，不仅能够大幅度提高材料构件产量，提高材料质量，还能够降低劳动成本，提高工作效率以及材料生产的安全性；第二，焊接技术自动化主要依靠计算机控制，通过计算机控制，设定程序，能够实现焊接机械设备生产的自动化与智能化，有助于实现集成化生产，扩大生产规模，提高生产质量。

3.3 铸造领域中的应用

锻造技术是人类较早掌握的加工成型技术，具有悠久的历史，在材料成型及控制技术中具有不可替代的作用。自动化技术应用于铸造领域需要做到以下几点：第一，引进先进的技术设备，提高材料铸造的质量，为材料铸造的自动化发展创造条件。例如，应用光谱仪以及热分析仪，对铸件质量进行有效的控制，提高铸件效率以及铸件的自动化。第二，研究自动化技术，促进自动化技术的成熟发展，提升自主研发能力，对大规模铸造企业中的熔炼环节进行计算机自动化监控，从而对温度、成分及效率等进行有效控制。

4 结语

材料成型及控制与自动化技术的发展对材料质量与稳定性的提升具有重要作用，研究相关技术，使其在锻压领域、焊接领域以及铸造领域发挥出作用，创造价值，有助于提升材料质量，为机械构件的质量打下坚实的基础。

参考文献：

[1] 陈翠欣，薛海涛，丁俭，李永艳，李宝娥，李海鹏.材料成型专业实用型人才教学模式探讨[J].科技创新导报，2013（35）.

[2] 李茂廷，傅旻，胡军，苏海龙.材料成型及控制工程专业“基础+专业”双重特色教育的探索[J].教育教学论坛，

2013（20）.

[3] 黄长清.材料成型及控制工程专业（方向）特色化建设与实践[J].长沙铁道学院学报（社会科学版），2013

（02）.