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关于材料成型及控制与自动化技术的研究初探

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摘要:材料成型控制自动化技术目前还存在许多问题,没有明确的人才培养价值目标,而且,根据目前我国工业发展的现状,如何适应社会发展的创新型,实践型,技术型材料成型及控制与自动化技术工程,如何提高材料成型机控制与自动化技术的技术。

关键词:材料成型;控制;自动化技术;研究初探

中图分类号: C35 文献标识码: A

引言

材料成型及控制技术是如今比较流行的以及拥有着好的发展前景的技术。材料成型及控制技术作为一项基础的加工技术除了被广泛应用于航空、船舶等交通运输领域,它在能源以及建筑领域也占有着重要的地位。材料成型及控制技术是一个大的技术范畴主要包括铸造技术、焊接技术以及锻压技术这三大项。实现材料成型及控制的自动化也就是实现这三项技术的自动化。本文将分别对自动化技术在铸造技术、焊接技术以及锻压技术这三项技术中的应用做详细地介绍。

一、材料成型及控制的现状及发展前景及应用

(一)材料成型及控制的现状及发展前景

整体而言,我国材料成型及控制技术有待提高。在我国,材料成型及控制的过程所需要的时间比较长,并且工艺比较复杂,操作完成后的后续处理过程难度特别大。耗时长、能耗大以及污染严重是我国材料成型及控制技术面临的几大问题。如何能够减少耗时、降低能源的消耗以及降低污染成为了材料成型及控制领域面临的一大问题。计算机技术以及自动化技术的发展为材料成型及控制技术的发展创造了条件。在耗时方面,计算机技术能够使得材料成型及控制实现自动化。自动化技术使得材料的成型时间缩短。总体上,自动化技术将会降低材料成型及控制的耗时。在能耗方面,自动化技术在材料成型及控制中的应用将使得材料的成型能够实现大批量生产。生产上的智能化将会带来产品的节能化。因此,材料成型及控制的自动化以及智能化将会使得相应的生产过程更加地节能化。在环保方面,新的节能材料的应用也将会使得整个的材料的成型过程更加地环保。从这些我们可以看出,材料成型及控制行业将会朝着低耗时、节能、环保的方向发展。而自动化技术在材料成型及控制中的应用是实现这一发展目标的前提,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,研究热加工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。

(二)材料成型及控制的应用

1.焊接成型及控制:培养能适应社会需求,掌握焊接成型的基础理论、金属材料的焊接、焊接检验、焊接方法及设备、焊接生产管理等全面知识的高级技术人才。

2.铸造成型及控制:这是目前社会最需要人才的专业之一。主要有砂型铸造、压力铸造、精密铸造、金属型铸造、低压铸造、挤压铸造等专业技术及专业内新技术发展方向。

3.压力加工及控制:分为锻造和冲压两大专业方向,在国民经济中起到非常重要的作用

4.模具设计与制造,掌握材料塑性成型加工的基础理论、模具的设计与制造、模具的计算机辅助设计、材料塑性加工生产管理等全面知识的高级技术人才。

二、自动化技术在材料成型及控制技术中的应用

(一)自动化技术在铸造技术中的应用

铸造技术主要指液态的金属通过凝固形成所需产品的技术。铸造技术对于凝固组织的形成以及控制、铸件表面的平整度以及铸件的精确度、铸件缺陷的控制这三项有比较高的要求,但是对于铸件的大小、形状以及材料没有特别的要求。铸造技术在我国古代的时候就已经存在,通常被铸的物质一般是固体的金属物质比如金、银、铜、铁、铝等。这些金属在高温的条件下能够熔化,铸造技术就是通过高温把这些金属熔化以后注入到铸模中,待金属冷却凝固后就会形成具有铸模形状的物品。进入现代,随着计算机技术的发展,铸造行业逐步地实现了自动化。如今,在铸造行业中使用了直读光谱仪和热分析仪。这两种仪器的使用有效地控制了炉前金属液的成分及温度。一些大的铸造工厂中已经实现了整个铸造过程的自动化控制。自动化控制系统不仅可以检测到金属液的温度、质量还可以实现对于生产效率的控制。

(二)自动化技术在焊接技术中的应用

焊接技术就是通过加压、加热的办法使得热塑性材料多个表面连接成一个整体的技术手段。焊接技术是为了满足工业生产的需要而产生的。传统的焊接技术主要包括熔焊、固相焊以及钎焊这三种。现代随着技术的不断进步,焊接技术的概念已经不仅仅停留在材料连接上了。新的焊接技术已经发展到了生物组织连接、高分子材料连接等领域。焊接技术的自动化是焊接技术发展的必然趋势。近年来随着计算机技术以及自动化技术的不断发展,焊接技术在一定程度上已经实现了自动化。比如在焊接的控制过程中加入自动化装置可以实现对于机械设备的自行检测,调节还有加工。焊接技术实现自动化是以微波机控电源为基础的,并在原来焊接机器人的基础上加入了柔性焊接,最终建成了集成化的系统。焊接技术的自动化在很大程度上降低了劳动力的投入力度,增加了工作效率,为企业创造了可观的经济效益。

(三)自动化技术在锻压技术上的应用

锻压技术是实现材料的塑性成形以及控制的过程。锻压成型的好坏受材料自身性质以及外部作用力的影响。锻压技术主要应用在产品的大批量生产过程中。为了提高生产效率,锻压技术更加需要实现自动化。锻压过程主要是通过锻压工具对材料施加一定的压力实现的。以前的锻压设备比较落后,自动化程度地。随着机械、检测以及电子等技术在锻压技术中的应用,锻压技术逐步地实现了自动化、智能化。新的锻压机械不仅可以实现自动换模,而且生产的产品的精确度也提高了,相应的机械的噪声也降低了很多。如今的锻压技术已经结合了机械人、自动仓库、计算机、自动换模等多项技术,锻压技术逐步朝着集成化系统发展。

三、材料成型及控制与自动化技术的发展及发展方式

(一)材料成型机控制与自动化技术在高校的发展

目前,在很多高校都设置了材料成型及控制、自动化技术等相关的工程专业,但是这对于教育事业来说,目前和未来相当长的一段时间我们都面临着如何适应社会发展,培养优秀的人才的问题。材料成型及控制工程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的,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。要实现这一人才培养目标,需要依靠一系列的教育教学环节,而源头环节就是材料成型及控制工程专业教材建设,人才培养方案的制定和实现在一定程度上依靠教材的选择和编制,高质量的教材直接关系到到本专业人才的培养目标和培养价值的实现,这样就会为以后的材料成型及自动化技术的发展培育可发展性的人才,也可能为它良好的发展奠定了基础。

(二)构建校企联合的产学合作教育体系

积极开展产学研合作,有利于高校科研的良好发展,有利于使学生加强工程或科研创新思维方法及实践能力的培训,实现创新人才的培养.因此需要建立起产学研联合培养的运行机制,我们根据材料成型与控制工程专业自身的特点,积极进行实习基地建设为此我们根据本专业毕业生主要就业方向,并结合产学研实际情况选择技术水平高,代表性强的实习单位目前已建立了多个稳定的校外专业实习基地,创新毕业设计形式,通过选派优秀毕业生赴生产企业进行顶岗实习和毕业设计,以项目为载体实现人才的联合培养,既满足了生产实习和毕业实习的要求,加强了学生的综合素质能力的训练和培养,也有利于提高教师的工程素质,为走“产学研’结合的道路创造了良好的条件。

结束语

计算技术以及自动化技术地发展,为其它各行各业的发展都创造了良好的契机。自动化技术在材料成型及控制技术中的应用将是材料成型及控制技术发展的最终方向。材料成型及控制技术主要包含铸造技术、焊接技术以及锻压技术这三大技术项目,而在我国机械制造业迅猛发展的形势下,对材料成型及控制及自动化工程的人才要求也在变化。为了提高材料成型及控制工程专业的人才培养质量,仍然需要深层次的实践探索。因此明确材料成型及自动化工程的重要性,对我国今后的发展有很重要的意义,而且,我们应该通过基本活动和支持性活动,使教材建设在整个价值链上运行,使学生的学习和教师的教学效率最大化,顺利实现本专业的人才培养目标和价值,为社会培养材料成型及控制工程专业人才。

参考文献

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