第一篇：打印機(jī)技術(shù)總概覽

打印機(jī)技術(shù)總概覽

打印機(jī)種類(lèi)品牌較多，常見(jiàn)的分類(lèi)方法，是以最后成像原理和技術(shù)來(lái)區(qū)分的，從而分為針式打印機(jī)、噴墨打印機(jī)、激光打印機(jī)、熱轉(zhuǎn)換打印機(jī)。在這些打印機(jī)中，有擊打式，也有非擊打式；有針式點(diǎn)陣打印，也有頁(yè)面照排打印；有采用墨粉打印，也有采用墨水打印，甚至蠟染料打印。它們不僅打印原理相差較遠(yuǎn)，物理結(jié)構(gòu)也有較大區(qū)別，至于打印技術(shù)就更是完全不同了，當(dāng)然，它們的應(yīng)用領(lǐng)域也是不同的。下面我們就現(xiàn)代打印應(yīng)用最為廣泛的針式打印機(jī)、噴墨打印機(jī)、激光打印機(jī)和熱轉(zhuǎn)換打印機(jī)作一個(gè)全面介紹。

一、針式打印機(jī)

1、針式打印機(jī)的基本原理

針式打印機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng)針打）是利用機(jī)械和電路驅(qū)動(dòng)原理，使打印針撞擊色帶和打印介質(zhì)，進(jìn)而打印出點(diǎn)陣，再由點(diǎn)陣組成字符或圖形來(lái)完成打印任務(wù)的。針打不僅其機(jī)械結(jié)構(gòu)與電路組織要比其它打印設(shè)備簡(jiǎn)單得多，而且耗材費(fèi)用低、性?xún)r(jià)比好、紙張適應(yīng)面廣。由于針打是一種擊打式和行式機(jī)械打印輸出設(shè)備，其特有的多份拷貝、復(fù)寫(xiě)打印和連續(xù)打印功能，使許多專(zhuān)業(yè)打印領(lǐng)域?qū)ζ淝橛歇?dú)鐘?，F(xiàn)代針打越來(lái)越趨向于被設(shè)計(jì)成各種各樣的專(zhuān)業(yè)類(lèi)型，用以打印各類(lèi)專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)的報(bào)表、存折、發(fā)票、車(chē)票、卡片等輸出介質(zhì)。

從結(jié)構(gòu)和原理上看，針打僅由打印機(jī)械裝置和控制驅(qū)動(dòng)電路兩大部分組成。針打在打印過(guò)程中共有三種機(jī)械運(yùn)動(dòng)，即打印頭橫向運(yùn)動(dòng)、打印紙縱向運(yùn)動(dòng)和打印針的擊針運(yùn)動(dòng)，這些運(yùn)動(dòng)都由軟件控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)一些精密機(jī)械來(lái)執(zhí)行。

針打的機(jī)械裝置包括：打印頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)利用步進(jìn)電機(jī)及齒輪減速系統(tǒng)，再由鋼絲繩或齒形帶來(lái)完成打印頭的橫向左、右運(yùn)動(dòng)；印字機(jī)構(gòu)，由若干根打印針和相應(yīng)數(shù)量的電磁鐵組成，其中電磁鐵可驅(qū)動(dòng)打印針完成擊打動(dòng)作；色帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，色帶常用涂有黑色或藍(lán)色油墨的帶狀尼龍制成，打印頭左右運(yùn)動(dòng)時(shí)，色帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)同時(shí)驅(qū)動(dòng)色帶向左運(yùn)動(dòng)，既可改變色帶受擊部位，保證色帶均勻磨損，延長(zhǎng)色帶使用壽命，又能保證打印字符顏色深淺一致；走紙機(jī)構(gòu)，針打的走紙機(jī)構(gòu)一般分為摩擦輸紙和齒輪輸紙方式，分別對(duì)應(yīng)單頁(yè)紙和有孔連續(xù)紙。當(dāng)打印頭完成一行（不管字符多少）字符打印后，走紙機(jī)構(gòu)將馬上完成一行或多行走紙；打印狀態(tài)傳感機(jī)構(gòu)，不同針打的狀態(tài)傳感機(jī)構(gòu)是不同的，一般有紙盡傳感機(jī)構(gòu)、原始位置傳感機(jī)構(gòu)、計(jì)時(shí)傳感機(jī)構(gòu)等。

針打的控制驅(qū)動(dòng)電路雖然因品牌各有差別，但主要功能卻一樣，基本上包括：通過(guò)接口電路接收來(lái)自主機(jī)數(shù)據(jù)和相互交換控制信息；控制打印頭橫向運(yùn)動(dòng)；控制送紙機(jī)構(gòu)換行、換頁(yè)、調(diào)整行距及走紙等工作；控制打印頭擊針操作，打印各種要求的字符與圖形；檢查各傳感器機(jī)構(gòu)狀態(tài)，檢測(cè)打印錯(cuò)誤并報(bào)警等工作。

現(xiàn)代針打在控制驅(qū)動(dòng)電路中還廣泛采用了微處理器、ROM和RAM存儲(chǔ)器。其中ROM主要用來(lái)存儲(chǔ)針打管理程序、字符庫(kù)和漢字庫(kù)，不加漢字庫(kù)時(shí)容量一般在10KB以上，加上漢字庫(kù)后容量更大。而RAM則主要作為打印機(jī)接收主機(jī)信息數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，一部分在針打加電初始化后存儲(chǔ)來(lái)自ROM的字符集，另一部分在程序執(zhí)行中供動(dòng)態(tài)參數(shù)交換使用。不同針打的RAM是不同的，漢字針打的RAM一般在幾十KB，而非漢字釘打的RAM一般只有1KB左右。顯然，現(xiàn)代針打不僅可以自身完成相關(guān)打印控制任務(wù)，還可獨(dú)立打印漢字。

針打一般具有兩種打印方式，文本方式（Text Mode）和位映象方式（Bit Image Printing Mode）。文本方式又叫字符方式，打印機(jī)接收主機(jī)送來(lái)的字符編碼信息，該字符編碼送到打印機(jī)內(nèi)的字符庫(kù)或漢字庫(kù)中尋找對(duì)應(yīng)的列點(diǎn)陣碼，用這些列點(diǎn)陣碼中的“1”去驅(qū)動(dòng)打印針打點(diǎn)，“0”不打點(diǎn)，從而完成打印字符或漢字。而位映象方式又叫圖形方式，打印機(jī)接收主機(jī)送來(lái)的是圖形編碼信息，該圖形編碼送到打印機(jī)后直接驅(qū)動(dòng)打印針動(dòng)作，由于完成的打印任務(wù)是圖形，所以打印速度要比文本方式慢。針打雖然噪聲較高、分辨率較低、打印針易損壞，但近年來(lái)由于技術(shù)的發(fā)展，較大地提高了針打的打印速度、降低了打印噪聲、改善了打印品質(zhì)，并使針打向著專(zhuān)用化、專(zhuān)業(yè)化方向發(fā)展，使其在銀行存折打印、財(cái)務(wù)發(fā)票打印、記錄科學(xué)數(shù)據(jù)連續(xù)打印等應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮積極作用。

2、針式打印機(jī)的主要類(lèi)型

各類(lèi)針打從表面上看沒(méi)有什么區(qū)別，但隨著專(zhuān)用化和專(zhuān)業(yè)化的需要，出現(xiàn)了不同類(lèi)型的針打設(shè)備，其中主要有通用針式打印機(jī)（通用針打）、存折針式打印機(jī)（存折針打）、行式針式打印機(jī)（行式針打）和高速針式打印機(jī)（高速針打）等幾種，下面我們著重介紹這四種針打的相關(guān)特點(diǎn)、性能和技術(shù)。

⑴通用針打

我國(guó)的通用針打是早期使用十分廣泛的漢字打印設(shè)備，打印頭針數(shù)普遍為24針，有寬行和窄行兩種，打印頭在金屬桿上來(lái)回滑動(dòng)完成橫向行式打印，打印寬度最大為33cm，打印速度一般在50個(gè)漢字/秒（標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量），分辨率一般在180dpi，采用色帶印字，可用摩擦和拖拉兩種方式走紙，既可打印單頁(yè)紙張，也可以打印穿孔折疊連續(xù)紙，色帶和打印介質(zhì)等耗材價(jià)格低廉，針打價(jià)格一般在2到3千元。由于是電磁擊打，打印頭長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)打印時(shí)發(fā)熱嚴(yán)重，但因打印速度一般，影響不大。又由于通用針打普遍是寬幅打印機(jī)，與DOS系統(tǒng)兼容，因而特別適用于報(bào)表處理較多的普通辦公室和財(cái)務(wù)機(jī)構(gòu)。

通用針打使用方便，若色帶和紙張質(zhì)量較差或安裝不妥，極易斷針。當(dāng)打印字符太淡時(shí)，不僅意味著色帶的著色能力下降，還說(shuō)明色帶的質(zhì)量也不行了，容易出現(xiàn)掛針和阻紙，因此必須更換色帶。另外，通用針打的色帶不統(tǒng)一，互不兼容。通用針打有一個(gè)紙張厚度機(jī)械調(diào)節(jié)檔，可以手動(dòng)調(diào)節(jié)，用戶(hù)在打印薄紙后，再打印厚紙或信封等夾層紙時(shí)，一定要調(diào)節(jié)該檔，使打印針的擊打深度能及時(shí)調(diào)淺，達(dá)到保護(hù)打印針的目的。通用針打有一個(gè)普遍缺陷，即調(diào)整能力較差，對(duì)于不熟悉的用戶(hù)經(jīng)常出現(xiàn)卡紙，甚至造成斷針和色帶損壞，所以當(dāng)出現(xiàn)卡紙時(shí)，用戶(hù)千萬(wàn)不要強(qiáng)行拉扯，也不要按壓打印紙，應(yīng)將松紙桿撥至“連續(xù)紙”處，關(guān)機(jī)后退出紙張。通用針打品牌較多，產(chǎn)品升級(jí)也快。

⑵存折針打

隨著金融電子化發(fā)展，專(zhuān)門(mén)用于銀行、郵電等金融部門(mén)的柜臺(tái)業(yè)務(wù)使用的存折針打，也得到了迅速推廣與普遍應(yīng)用，可以說(shuō)存折針打是針式打印機(jī)的主要應(yīng)用產(chǎn)品。所謂存折針打也叫票據(jù)針打，與其它通用針式打印機(jī)相比，存折針打有如下特點(diǎn)。

①平推式走紙：平推式走紙通道設(shè)計(jì)減少了紙張彎曲和卡紙?jiān)斐傻拇蛴∑?，使紙張進(jìn)退輕松自如，也使得處理超厚打印介質(zhì)成為可能；

②自適應(yīng)紙厚：存折針打的打印對(duì)象是存折等票據(jù)，而不同存折票據(jù)的打印厚度是不同的，所以存折針打要求能根據(jù)厚度不同的打印介質(zhì)自動(dòng)調(diào)整打印間隙和擊打力度，實(shí)現(xiàn)任何厚度的清晰打印效果；

③自動(dòng)糾偏技術(shù)：實(shí)現(xiàn)了任意位置進(jìn)紙，能夠自動(dòng)擺正打印介質(zhì)，大大提高了打印精確度，使操作員的打印介質(zhì)操作異常簡(jiǎn)便；

④紙張定位技術(shù)：為使打印格式整齊一致，在紙車(chē)托架上安裝光電傳感器來(lái)自動(dòng)檢測(cè)紙張的左右邊界。在進(jìn)紙機(jī)構(gòu)處設(shè)置多個(gè)光電傳感來(lái)檢測(cè)紙張的頁(yè)頂位置，保證紙張相對(duì)于打印底板絕對(duì)平整。再通過(guò)打印機(jī)控制軟件中的打印定位指令，實(shí)現(xiàn)打印位置的完全準(zhǔn)確；

⑤磁條讀寫(xiě)功能：提供可選的內(nèi)置式磁條讀寫(xiě)器，可讀寫(xiě)存折本上用戶(hù)姓名、卡號(hào)、金額等信息，并支持ANSI、ISO、NCR、IBM、HITACHI等多種磁條格式；

⑥打印狀態(tài)識(shí)別：具有與主機(jī)或終端雙向通訊功能，能夠?qū)⒋蛴C(jī)當(dāng)前的狀態(tài)、出現(xiàn)的錯(cuò)誤及時(shí)準(zhǔn)確地反映出來(lái)，并進(jìn)行相應(yīng)的處理。另外，大多數(shù)存折針打還專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了開(kāi)蓋時(shí)自動(dòng)停止打印功能，可以防止人為干擾造成打印錯(cuò)誤，同時(shí)保護(hù)人身安全；

實(shí)達(dá)專(zhuān)用存折打印機(jī) Start PR1

2⑦其它功能：有些高檔存折打印機(jī)還提供一些可選功能，如兩個(gè)操作員共享打印機(jī)、自動(dòng)識(shí)別條碼頁(yè)碼、打印磁性等密碼文字、提供保密和解密、銀行專(zhuān)用符號(hào)打印以及采用Fresh-Rom存儲(chǔ)技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)下載升級(jí)軟件等。評(píng)價(jià)存折針打的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)主要看設(shè)備是否具有良好的高級(jí)紙張?zhí)幚砉δ?、介質(zhì)適應(yīng)范圍、操作的便捷性、業(yè)務(wù)處理速度、命令仿真能力、維護(hù)的簡(jiǎn)便性和耗材耐用性，還有機(jī)器功能的可擴(kuò)充性等。尤其是高檔存折打印機(jī)應(yīng)具有紙張全自動(dòng)糾偏、自動(dòng)對(duì)邊、自適應(yīng)厚度打印等功能，既可保證打印效果的高度精確，又要使操作極其簡(jiǎn)便。日前市場(chǎng)上的存折打印機(jī)有EPSON LQ-670K、OKI 5530SC、實(shí)達(dá)PR12等。

⑶行式針打

行式針打是一種高檔針式打印機(jī)，可以滿(mǎn)足銀行、證券、電信、稅務(wù)等行業(yè)高速批量打印業(yè)務(wù)的要求。行式針打有比較強(qiáng)烈的專(zhuān)業(yè)打印傾向，有專(zhuān)門(mén)的西文字符打印機(jī)，也有專(zhuān)門(mén)的漢字字符打印機(jī)。與一般通用針式打印機(jī)相比，行式針打的內(nèi)部數(shù)據(jù)處理能力極強(qiáng)，由于打印頭和走紙等控制復(fù)雜，一般采用主從雙CPU處理方式，既可極大地提高打印速度，又可全面地控制打印流程。

行式針打的打印頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，打印針要求達(dá)到10億次/針。為了保證行式針打在持續(xù)高速打印時(shí)不出現(xiàn)因過(guò)熱而斷針，打印頭內(nèi)部的散熱冷卻機(jī)制十分良好。行式針打的打印針多，出針頻率高，因而在降低噪聲方面打印頭也采用了許多有效措施和先進(jìn)技術(shù)。

行式針打的關(guān)鍵技術(shù)在打印頭上，出針頻率高達(dá)2000Hz，是通用針式打印機(jī)的2倍以上。打印針數(shù)量普遍為72針、91針、144針，最多的有288針，是24針普通針打的十幾倍。行式針打的打印頭采用模塊結(jié)構(gòu)（如144針的打印頭為12個(gè)模塊，每個(gè)模塊有12針），每個(gè)模塊只需負(fù)責(zé)水平打印一小段打印距離（一般在1英寸左右），大大小于普通針打的打印機(jī)距離（一般在十幾英寸）。

打印針模塊的針排列方式對(duì)行式針打的打印速度和性能有重大影響，一般情況下，行式針打分為直排針?lè)绞?、斜排針?lè)绞胶筒⑿锌v向排列方式幾種。

直排列方式指打印針模塊中各針?biāo)綑M向排開(kāi)，針模塊左右水平移動(dòng)進(jìn)行打印時(shí)只能完成一行橫向占的打印距離，打印高度為1/180英寸或1/144英寸，采用該排列方式的行式針打的西文速度可達(dá)到1000行/分鐘，但漢字速度只有200多行/分鐘。因此，直排列方式行式針打非常適合于西文字符的打印輸出。

斜排列方式是指打印針模塊中各針斜向排開(kāi)，針模塊左右水平移動(dòng)進(jìn)行打印時(shí)，模塊有幾針就可打印幾行橫向點(diǎn)，如KD6000C行式打印機(jī)的模塊有12針斜向排列，這種打印機(jī)在打印漢字時(shí)的速度可以達(dá)到1000漢字/分鐘，是比較適應(yīng)漢字輸出的。

并行縱向排列方式是指打印針模塊中各針按兩列并行縱向排開(kāi)，每個(gè)模塊一般有24針，通過(guò)增加多個(gè)打印頭來(lái)提高速度，這是一種早期的行式打印技術(shù)，現(xiàn)已基本淘汰。

行式針打是高檔針打，其打印針壽命基本指標(biāo)在10億次/針以上。影響打印針壽命的原因除了自身的針材質(zhì)量之外，還有那些表面粗糙、含砂量較高，紙持較硬的紙張也是原因之一，其次就是色帶質(zhì)量差和打印頭熱散效果不好等。打印速度和打印質(zhì)量仍然是用戶(hù)對(duì)行式針打的基本要求，這里一定要將針的排列類(lèi)型與打印字符是西文還是中文結(jié)合起來(lái)。一般來(lái)講，行式針打的打印速度和負(fù)荷量還取決于打印機(jī)冷卻系統(tǒng)的散熱效果，有些行式針打采用了鼓風(fēng)機(jī)和排氣扇雙風(fēng)冷機(jī)構(gòu)，完全可以避免打印頭過(guò)熱而導(dǎo)致速度下降，甚至導(dǎo)致斷針和燒壞線(xiàn)圈等故障。

⑷高速針打

高速針打是介于普通針打與行式針打之間的產(chǎn)品，其主要特點(diǎn)是打印機(jī)速度很快，漢字處理能力一般可達(dá)到150漢字/秒到450全角漢字/秒。高速針打基本上采用24針，這一點(diǎn)與普通針打沒(méi)有兩樣，所能獲得極高打印速度就只能依靠出針的頻率的極大提高了。高速針打，價(jià)格較高，但具有高打印質(zhì)量、高打印速度、能負(fù)打印重荷，在金融、郵電、交通運(yùn)輸及企業(yè)單位的批量專(zhuān)門(mén)處理打印數(shù)據(jù)領(lǐng)域占有重要的地位。在有限定條件下的主要性能指標(biāo)有：打印速度、打印質(zhì)量、打印頭壽命、持續(xù)高速打印能力、打印針耐磨能力和走紙平穩(wěn)能力等。

高速針打的打印速度是它的強(qiáng)項(xiàng)，也是它區(qū)別其它針打的重要標(biāo)志。其打印速度是用打印頭的出針頻率相對(duì)于所打印的字符算出來(lái)的，不僅要考慮字符類(lèi)型、字符大小，還要考慮字符的模式。同時(shí)，對(duì)高速針打還要求具有較強(qiáng)的連續(xù)工作能力，而實(shí)現(xiàn)批量持續(xù)高速打印往往會(huì)導(dǎo)致打印頭發(fā)熱影響速度，所以散熱功能就是高速針打的輔助性能了。另外，保持平衡的高速打印狀態(tài)，也是高速針打所必須具有的能力。

針打的專(zhuān)利是復(fù)寫(xiě)拷貝和連續(xù)紙張打印等功能，高速針打當(dāng)然要強(qiáng)調(diào)這方面的能力。目前高速針打的復(fù)寫(xiě)能力一般為1+4~1+5層，較好的可以達(dá)到1+8層的復(fù)寫(xiě)拷貝。由于打印速度高，其設(shè)備的可靠性、振動(dòng)和噪聲等負(fù)面效應(yīng)也將相繼提高。最后，高速針打的打印針是在高速下運(yùn)行的，其使用壽命非常重要，現(xiàn)在的打印針壽命一般都在2～4億次，較好可達(dá)到5億次。目前市場(chǎng)上的高速針打有實(shí)達(dá)DP8524C+、OKI 8370C等。

第二篇：材料成形加工技術(shù)科技前沿概覽

材料成形加工技術(shù)科技前沿概覽

200811102039

王志

摘要：論述了材料成形加工技術(shù)的作用及地位，介紹了快速產(chǎn)品與工藝開(kāi)發(fā)系統(tǒng)、新一代制造工藝與裝備、模擬與仿真3項(xiàng)關(guān)鍵先進(jìn)制造技術(shù)，指出輕量化、精確化、高效化將是未來(lái)材料成形加工技術(shù)的重要發(fā)展方向。

正文：

一、引言：

材料先進(jìn)制備與成型加工技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)，是近二三十年來(lái)材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域最為活躍的方向之一。一大批先進(jìn)技術(shù)和工藝不斷發(fā)展和完善，并逐步獲得實(shí)際應(yīng)用，如快速凝固、定向凝固、連續(xù)鑄軋、連續(xù)鑄擠、精密鑄造、半固態(tài)加工、粉末注射成型、陶瓷膠態(tài)成型、熱等靜壓、無(wú)模成型、微波燒結(jié)、離子束制備、激光快速成型、激光焊接、表面改性等，促進(jìn)了傳統(tǒng)材料的升級(jí)換代，加速了新材料的研究開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用，解決了高技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展對(duì)特種高性能材料的制備加工與組織性能精確控制的急需。

二、歷史沿革：

從人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展和歷史進(jìn)程的宏觀(guān)來(lái)看，材料是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是社會(huì)現(xiàn)代化的物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo)。而材料和材料技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，首先應(yīng)歸功于金屬材料制備和成型加工技術(shù)的發(fā)展。人類(lèi)從漫長(zhǎng)的石器時(shí)代進(jìn)化到青銅時(shí)代（有學(xué)者稱(chēng)之為“第一次材料技術(shù)革命”），首先得益于銅的熔煉以及鑄造技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展，而由銅器時(shí)代進(jìn)入到鐵器時(shí)代，得益于鐵的規(guī)模冶煉技術(shù)、鍛造技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展（所謂“第二次材料技術(shù)革命”）。直到16世紀(jì)中葉，冶金（金屬材料的制備與成型加工）才由“技藝”逐漸發(fā)展成為“冶金學(xué)”，人類(lèi)開(kāi)始注重從“科學(xué)”的角度來(lái)研究金屬材料的組成、制備與加工工藝、性能之間的關(guān)系，迎來(lái)了所謂的“第三次材料技術(shù)革命”——人類(lèi)從較為單一的青銅、鑄鐵時(shí)代進(jìn)入到合金化時(shí)代，催生了人類(lèi)歷史的第一次工業(yè)革命，推動(dòng)了近代工業(yè)的快速發(fā)展。

進(jìn)入20世紀(jì)以后，材料合成技術(shù)、符合技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，推動(dòng)了現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，而電子信息、航天航空等尖端技術(shù)的發(fā)展，反過(guò)來(lái)對(duì)高性能先進(jìn)材料的研究開(kāi)發(fā)提出了更高的要求，起到了強(qiáng)大的促進(jìn)作用，促成了一系列新材料和新材料技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展。

一般而言，材料需要經(jīng)歷制備、成型加工、零件或結(jié)構(gòu)的后處理等工序才能進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用，因此，材料制備與成型加工技術(shù)，與材料的成分和結(jié)構(gòu)、材料的性質(zhì)一起，構(gòu)成了決定材料使用性能的最基本的三大要素。

先進(jìn)工業(yè)國(guó)家對(duì)材料制備與成型加工技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)十分重視。美國(guó)制定了“為了工業(yè)材料發(fā)展計(jì)劃”，其核心是開(kāi)放先進(jìn)的制備與成型加工技術(shù)，提高材

料性能，降低生產(chǎn)成本，滿(mǎn)足未來(lái)工業(yè)發(fā)展對(duì)材料的需求。德國(guó)開(kāi)展的“21世紀(jì)新材料研究計(jì)劃”將材料制備與成型加工技術(shù)列為六個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容之一。在歐盟的“第六框架”計(jì)劃中，先進(jìn)制備技術(shù)時(shí)新材料領(lǐng)域的研究重點(diǎn)之一。日本在20世紀(jì)90年代后期，先后實(shí)施了“超級(jí)金屬”、“超鋼鐵”計(jì)劃，重點(diǎn)是發(fā)展先進(jìn)的制備加工技術(shù)，精確控制組織，大幅度提高材料的性能，達(dá)到減少材料用量、節(jié)省資源和能源的目的。

新材料的研究、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，綜合反應(yīng)了一個(gè)國(guó)家的科學(xué)技術(shù)與工業(yè)化水平，而先進(jìn)制備與成型加工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于新材料的研制、應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化具有決定性的作用。先進(jìn)制備與成型加工技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用，加上了新材料的研究開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用進(jìn)程，促成了諸如微電子和生物醫(yī)用材料等新興產(chǎn)業(yè)的形成，促進(jìn)了現(xiàn)代航天航空，交通運(yùn)輸，能源環(huán)保等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料向高性能“，復(fù)合化，結(jié)構(gòu)功能一體化發(fā)展，尤其需要先進(jìn)制備與成型加工技術(shù)及裝備，可使材料的生產(chǎn)過(guò)程更加高效，節(jié)能和潔凈，從而提高傳統(tǒng)材料 產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

另一方面，開(kāi)展本科學(xué)領(lǐng)域色前沿和基礎(chǔ)研究，并綜合利用相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)理論和科技發(fā)展成果，提供預(yù)備新材料的新原理新方法，也是材料科學(xué)與工程學(xué)科自身發(fā)展的需求。

因此，材料先進(jìn)制備與成型加工技術(shù)發(fā)展，對(duì)提高國(guó)家綜合實(shí)力，突破先進(jìn)工業(yè)國(guó)家的技術(shù)壁壘與封鎖，保障國(guó)家安全，改善人民生活質(zhì)量，以及促進(jìn)材料科學(xué)與技術(shù)自身的進(jìn)步與發(fā)展，具有十分重要的作用，也是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大需求。

三、研究現(xiàn)狀

1.快速凝固

快速凝固技術(shù)的發(fā)展，把液態(tài)成型加工推進(jìn)到遠(yuǎn)離平衡的狀態(tài)，極大地推動(dòng)了非晶、細(xì)晶、微晶等非平衡新材料的發(fā)展。傳統(tǒng)的快速凝固追求高的冷卻速度而限于低維材料的制備，如非晶絲材、箔材的制備。近年來(lái)快速凝固技術(shù)主要在兩個(gè)方面得到發(fā)展：①利用噴射成型、超高壓、深過(guò)冷，結(jié)合適當(dāng)?shù)某煞衷O(shè)計(jì)，發(fā)展體材料直接成型的快速凝固技術(shù)；②在近快速凝固條件下，制備具有特殊取向和組織結(jié)構(gòu)的新材料。目前快速凝固技術(shù)被廣泛地用于非晶或超細(xì)組織的線(xiàn)材、帶材和體材料的制備與成型。2.半固態(tài)成型

半固態(tài)成型是利用凝固組織控制的技術(shù).20世紀(jì)70年代初期，美國(guó)麻省理工學(xué)院的Flemings教授等首先提出了半固態(tài)加工技術(shù)，打破了傳統(tǒng)的枝晶凝固模式，開(kāi)辟了強(qiáng)制均勻凝固的先河。半固態(tài)成型包括半固態(tài)流變成型和半固態(tài)觸變成形兩類(lèi)：前者是將制備的半固態(tài)漿料直接用于成型，如壓鑄成型（稱(chēng)為半固態(tài)流變壓鑄）；后者是對(duì)制備好的半固態(tài)坯料進(jìn)行重新加熱，使其達(dá)到半熔融狀態(tài)，然后進(jìn)行成型，如擠壓成型（稱(chēng)為半固態(tài)觸變擠壓）。3.無(wú)模成型

為了解決復(fù)雜形狀或深殼件產(chǎn)品沖壓、拉深成型設(shè)備規(guī)模大、模具成本高、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、靈活度低等缺點(diǎn)，滿(mǎn)足社會(huì)發(fā)展對(duì)產(chǎn)品多樣性（多品種、小規(guī)模）的需求，20世紀(jì)80年代以來(lái)，柔性加工技術(shù)的開(kāi)發(fā)受到工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的重視。典型的無(wú)模成型技術(shù)有增量成型、無(wú)摸拉拔、無(wú)模多點(diǎn)成型、激光沖擊成型等。4.超塑性成型技術(shù)

超塑性成型加工技術(shù)具有成型壓力低、產(chǎn)品尺寸與形狀精度高等特點(diǎn)，近年來(lái)發(fā)展方向主要包括兩個(gè)方面：一是大型結(jié)構(gòu)件、復(fù)雜結(jié)構(gòu)件、精密薄壁件的超塑性成型，如鋁合金汽車(chē)覆蓋件、大型球罐結(jié)構(gòu)、飛機(jī)艙門(mén)，與盥洗盆等；二是難加工材料的精確成形加工，如鈦合金、鎂合金、高溫合金結(jié)構(gòu)件的成形加工等。5.金屬粉末材料成型加工

粉末材料的成型加工是一種典型的近終形、短流程制備加工技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)材料設(shè)計(jì)、制備預(yù)成型一體化；可自由組裝材料結(jié)構(gòu)從而精確調(diào)控材料性能；既可用于制備陶瓷、金屬材料，也可制備各種復(fù)合材料。它是近20年來(lái)材料先進(jìn)制備與成型加工技術(shù)的熱點(diǎn)與主要發(fā)展方向之一。自1990年以來(lái)，世界粉末冶金年銷(xiāo)售量增加了近2倍。2003年北美鐵基粉末。相關(guān)的模具、工藝設(shè)備和最終零件產(chǎn)品的銷(xiāo)售額已達(dá)到91億美元，其中粉末冶金零件的銷(xiāo)售為64億美元。美國(guó)企業(yè)生產(chǎn)的粉末冶金產(chǎn)品占全球市場(chǎng)的一半以上?？梢灶A(yù)見(jiàn)，在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，粉末冶金工業(yè)仍將保持較高的增長(zhǎng)速率。

粉末材料成型加工技術(shù)的研究重點(diǎn)包括粉末注射成型膠態(tài)成型、溫壓成型及微波、等離子輔助低溫強(qiáng)化燒結(jié)等。6.陶瓷膠態(tài)成型

20世紀(jì)80年代中期，為了避免在注射成型工藝中使用大量的有機(jī)體所造成的脫脂排膠困難以及引發(fā)環(huán)境問(wèn)題，傳統(tǒng)的注漿成型因其幾乎不需要添加有機(jī)物、工藝成本低、易于操作和控制等特點(diǎn)而再度受到重視，但由于其胚體密度低、強(qiáng)度差等原因，他并不適合制備高性能的陶瓷材料。

進(jìn)入90年代之后，圍繞著提高陶瓷胚體均勻性和解決陶瓷材料可靠性的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了多種原位凝固成型工藝，凝膠注模成型工藝、溫度誘導(dǎo)絮凝成形、膠態(tài)振動(dòng)注模成形、直接凝固注模成形等相繼出現(xiàn)，受到嚴(yán)重重視。原位凝固成形工藝被認(rèn)為是提高胚體的均勻性，進(jìn)而提高陶瓷材料可靠性的唯一途徑，得到了迅速的發(fā)展，已逐步獲得實(shí)際應(yīng)用。7.激光快速成型

激光快速成形技術(shù)，是20實(shí)際90年代中期由現(xiàn)代材料技術(shù)、激光技術(shù)和快速原型制造技術(shù)相結(jié)合的近終形快速制備新技術(shù)。采用該技術(shù)的成形件完全致密且具有細(xì)小均勻的內(nèi)部組織，從而具有優(yōu)越的力學(xué)性能和物理化學(xué)性能，同時(shí)零件的復(fù)雜程度基本不受限制，并且可以縮短加工周期，降低成本。目前發(fā)達(dá)國(guó)家已進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段，主要應(yīng)用于國(guó)防高科技領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)激光快速成形起步稍晚于發(fā)達(dá)國(guó)家，在應(yīng)用基礎(chǔ)研究和相關(guān)設(shè)備建設(shè)方面已有較好的前期工作，具備了通過(guò)進(jìn)一步研究形成自身特色的激光快速成形技術(shù)的條件。8.電磁場(chǎng)附加制備與成型技術(shù)

在材料的制備與成形加工過(guò)程中，通過(guò)施加附加外場(chǎng)（如溫度場(chǎng)、磁場(chǎng)、電場(chǎng)、力場(chǎng)等），可以顯著改善材料的組織，提高材料的性能，提高生產(chǎn)效率。典型的溫度場(chǎng)附加制備與成形加工技術(shù)有熔體過(guò)熱處理、定向凝固技術(shù)等；典型的力場(chǎng)附加制備與成形技術(shù)有半固態(tài)加工等；典型的電磁場(chǎng)附加制備與成形加工技術(shù)有電磁鑄軋技術(shù)、電磁連鑄技術(shù)、磁場(chǎng)附加熱處理技術(shù)、電磁振動(dòng)注射成形技術(shù)等。近年來(lái)，有關(guān)電磁場(chǎng)附加制備與成形加工技術(shù)的研究在國(guó)際上已形成一門(mén)新的材料科學(xué)分支——材料電磁處理，并且得到迅速發(fā)展。9.先進(jìn)連接技術(shù)

①鋁合金激光焊接 ②鎂合金激光焊接

③機(jī)器人智能焊接 10.表面改質(zhì)改性

在材料的使用過(guò)程中，材料的表面性質(zhì)和功能非常重要，許多體材料的失效也往往是從表面開(kāi)始的。通過(guò)涂覆（或沉積、外延生長(zhǎng)）表面薄層材料或特殊能量手段改變?cè)牧媳砻娴慕Y(jié)構(gòu)（即對(duì)處理進(jìn)行表面改性），賦予較廉價(jià)的體材料以高性能、高功能的表面，可以大大提高材料的使用價(jià)值和產(chǎn)品的附加值，是數(shù)十年來(lái)材料表面加工處理研究領(lǐng)域的主要努力方向。

四、發(fā)展前景

材料加工技術(shù)的總體發(fā)展趨勢(shì)，可以概括為三個(gè)綜合，即過(guò)程綜合、技術(shù)綜合、學(xué)科綜合。由于上述材料加工技術(shù)的總體發(fā)展趨勢(shì)，可以預(yù)見(jiàn)，在今后較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，材料制備、成型與加工技術(shù)的發(fā)展將具有以下兩個(gè)主要特征：

（1）性能設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)的一體化。

（2）在材料設(shè)計(jì)、制備、成型與加工處理的全過(guò)程中對(duì)材料的組織性能和形狀尺寸進(jìn)行精確控制。

實(shí)際上，第一個(gè)特征實(shí)現(xiàn)材料技術(shù)的第五次革命、進(jìn)入新材料設(shè)計(jì)與制備加工工藝時(shí)代的標(biāo)志。實(shí)現(xiàn)第二個(gè)特征則要求具備兩個(gè)基本條件：一是計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)的高度發(fā)展；二是材料數(shù)據(jù)庫(kù)的高度完備化。

基于上述材料加工技術(shù)的總體發(fā)展趨勢(shì)和特征，金屬材料加工技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾個(gè)方面。

1）常規(guī)材料加工工藝的短流程化和高效化。

打破傳統(tǒng)材料成形與加工模式，工藝環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)近終形、短流程的連續(xù)化生產(chǎn)提高生產(chǎn)效率。例如，半固態(tài)流變成形、連續(xù)鑄軋、連續(xù)鑄擠等是將凝固與成形兩個(gè)過(guò)程合二為一，實(shí)行精確控制，形成以節(jié)能、降耗、提高生產(chǎn)效率為主要特征的新技術(shù)和新工藝。

目前國(guó)外鋁合金和鎂合金半固態(tài)加工技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入較大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用階段。鋁合金半固態(tài)成型方法主要有流變壓鑄、2）發(fā)展先進(jìn)的成形加工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)組織與性能的精確控制

例如，非平衡凝固技術(shù)、電磁鑄軋技術(shù)、電磁連鑄技術(shù)、等溫成形技術(shù)、低溫強(qiáng)加工技術(shù)、先進(jìn)層狀復(fù)合材料成形、先進(jìn)超塑性成形、激光焊接、電子束焊接、復(fù)合熱源焊接、擴(kuò)散焊接、摩擦焊接等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)組織與性能的精確控制，不僅可以提高傳統(tǒng)材料的使用性能，還有利于改善難加工材料的加工性能，開(kāi)發(fā)高附加值材料。

3）材料設(shè)計(jì)（包括成分設(shè)計(jì)、性能設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)）、制備與成形加工一體化

發(fā)展材料設(shè)計(jì)、制備與成型加工一體化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)先進(jìn)材料和零部件的高效，近終形，短流程成型。典型的技術(shù)有噴射技術(shù)、粉末注射成形、激光快速成型等，是不銹鋼、高溫合金、鈦合金、難熔金屬及金屬間化合物、陶瓷材料、復(fù)合材料、梯度功能材料零部件制備與成型加工的研究熱點(diǎn)。材料設(shè)計(jì)、制備與成形加工的一體化，是實(shí)現(xiàn)真正意義上的全過(guò)程的組織性能精確控制的前提和基礎(chǔ)。

4）開(kāi)發(fā)新型制備與成形加工技術(shù)，發(fā)展新材料和新產(chǎn)品 塊體非晶合金制備和應(yīng)用技術(shù)、連續(xù)定向凝固成形技術(shù)、電磁約束成型技術(shù)、雙結(jié)晶器連鑄與充芯連鑄復(fù)合技術(shù)、多坯料擠壓技術(shù)、微成形加工技術(shù)等，是近年來(lái)開(kāi)發(fā)的新型制備與成形加工技術(shù)。這些技術(shù)在特種高性能材料或制品的制備與成形技術(shù)加工方面具有各自的特色，受到國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。

5）發(fā)展計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬與過(guò)程仿真技術(shù)，構(gòu)建完善的材料數(shù)據(jù)庫(kù)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算材料科學(xué)已成為一門(mén)新興的交*學(xué)科，是除實(shí)驗(yàn)和理論外解決材料科學(xué)中實(shí)際問(wèn)題的第3個(gè)重要研究方法。它可以比理論和實(shí)驗(yàn)做得更深刻、更全面、更細(xì)致，可以進(jìn)行一些理論和實(shí)驗(yàn)暫時(shí)還做不到的研究。因此，基于知識(shí)的材料成形工藝模擬仿真是材料科學(xué)與制造科學(xué)的前沿領(lǐng)域和研究熱點(diǎn)。根據(jù)美國(guó)科學(xué)研究院工程技術(shù)委員會(huì)的測(cè)算, 模擬仿真可提高產(chǎn)品質(zhì)量5～15倍，增加材料出品率25％，降低工程技術(shù)成本13%～30%，降低人工成本5%～20%，提高投入設(shè)備利用率30%～60%，縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)和試制周期30%～60%等。

目前，模擬仿真技術(shù)已能用在壓力鑄造、熔模鑄造等精確成形加工工藝中，而焊接過(guò)程的模擬仿真研究也取得了可喜的進(jìn)展。

高性能、高保真、高效率、多學(xué)科及多尺度是模擬仿真技術(shù)的努力目標(biāo)，而微觀(guān)組織模擬（從mm、μm到nm尺度）則是近年來(lái)研究的新熱點(diǎn)課題。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬，可深入研究材料的結(jié)構(gòu)、組成及其各物理化學(xué)過(guò)程中宏觀(guān)、微觀(guān)變化機(jī)制，并由材料成分、結(jié)構(gòu)及制備參數(shù)的最佳組合進(jìn)行材料設(shè)計(jì)。計(jì)算材料科學(xué)的研究范圍包括從埃量級(jí)的量子力學(xué)計(jì)算到連續(xù)介質(zhì)層次的有限元或有限差分模型分析，此范圍可分為4個(gè)層次：納米級(jí)、微觀(guān)、介觀(guān)及宏觀(guān)層次。在國(guó)外，多尺度模擬已在汽車(chē)及航天工業(yè)中得到應(yīng)用。

鑄件凝固過(guò)程的微觀(guān)組織模擬以晶粒尺度從凝固熱力學(xué)與結(jié)晶動(dòng)力學(xué)兩方面研究材料的組織和性能。20世紀(jì)90年代鑄造微觀(guān)模擬開(kāi)始由試驗(yàn)研究向?qū)嶋H應(yīng)用發(fā)展，國(guó)內(nèi)的研究雖處于起步階段，但在用相場(chǎng)法研究鋁合金枝晶生長(zhǎng)、用Cellular Automaton法研究鋁合金組織演變和汽車(chē)球墨鑄鐵件微觀(guān)組織與性能預(yù)測(cè)等方面均已取得重要進(jìn)展。鍛造過(guò)程的三維晶粒度預(yù)測(cè)也有進(jìn)展。

6）材料的智能化制備與成形加工技術(shù)

材料的智能化制備與成形加工技術(shù)是1986年由美國(guó)材料科學(xué)界提出的“第三代”材料成形加工技術(shù)，20世紀(jì)90年代以來(lái)受到日本等先進(jìn)工業(yè)國(guó)家的重視它通過(guò)綜合利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和先進(jìn)控制技術(shù)等，以成分、性能、工藝一體化設(shè)計(jì)與工藝控制方法，實(shí)現(xiàn)材料組織性能與成形加工質(zhì)量，同時(shí)達(dá)到縮短研制周期、降低生產(chǎn)成本、減少環(huán)境負(fù)荷的目的。

材料的智能化制備與成形加工技術(shù)的研究尚處于概念形成與探索階段，被認(rèn)為是21世紀(jì)前期材料成形加工新技術(shù)中最富潛力的前沿研究方向之一。

其他的材料先進(jìn)制備與成形加工前沿技術(shù)

電磁軟接觸連鑄、鈦合金連鑄連軋技術(shù)、高性能金屬材料噴射成形技術(shù)、輕合金半固態(tài)加工技術(shù)、泡沫鋁材料制備、鋼質(zhì)蜂窩夾芯板擴(kuò)散-軋制復(fù)合、金屬超細(xì)絲材制備技術(shù)、超細(xì)陶瓷粉末燃燒合成、模具表面滲注鍍復(fù)合強(qiáng)化、金屬管件內(nèi)壁等離子體強(qiáng)化技術(shù)、鈦合金激光熔覆技術(shù)、非納米晶復(fù)合涂層制備技術(shù)等。

五、個(gè)人認(rèn)識(shí)與評(píng)論

中國(guó)已是制造大國(guó)，僅次于美、日、德，居世界第4位。中國(guó)雖是制造大國(guó)，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍有很大差距，表現(xiàn)在：（1)制造業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率低，不到美國(guó)的5%；（2）技術(shù)含量低，以CAD為例，仍停留在繪圖功能上；（3）重要關(guān)鍵產(chǎn)品基本上沒(méi)有自主創(chuàng)新開(kāi)發(fā)能力。材料成形加工行業(yè)是制造業(yè)的重要組成部分，材料成形加工技術(shù)是汽車(chē)、電力、石化、造船及機(jī)械等支柱產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)制造技術(shù)，新一代材料加工技術(shù)也是先進(jìn)制造技術(shù)的重要內(nèi)容。鑄造、鍛造及焊接等材料加工技術(shù)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的主體技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界75%的鋼材經(jīng)塑性加工成形，45%的金屬結(jié)構(gòu)用焊接得以成形。又如我國(guó)鑄件年產(chǎn)量已超過(guò)1400萬(wàn)t，是世界鑄件生產(chǎn)第一大國(guó)。汽車(chē)結(jié)構(gòu)中65%以上仍由鋼材、鋁合金、鑄鐵等材料通過(guò)鑄造、鍛壓、焊接等加工方法成形。但是，我國(guó)的材料成形加工技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有很大差距。舉例說(shuō), 重大工程的關(guān)鍵鑄鍛件如長(zhǎng)江三峽水輪機(jī)的第一個(gè)葉輪仍從國(guó)外進(jìn)口；航空工業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)及其他重要的動(dòng)力機(jī)械的核心成形制造技術(shù)尚有待突破。因此，在振興我國(guó)制造業(yè)的同時(shí)，要加強(qiáng)和重視材料成形加工制造技術(shù)的發(fā)展。高速發(fā)展的工業(yè)技術(shù)要求加工制造的產(chǎn)品精密化、輕量化、集成化；國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)更加激烈的市場(chǎng)要求產(chǎn)品性能高、成本低、周期短；日益惡化的環(huán)境要求材料加工原料與能源消耗低、污染少。為了生產(chǎn)高精度、高質(zhì)量、高效率的產(chǎn)品，材料正由單一的傳統(tǒng)型向復(fù)合型、多功能型發(fā)展；材料成形加工制造技術(shù)逐漸綜合化、多樣化、柔性化、多學(xué)科化。因此, 面對(duì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)、參與全球競(jìng)爭(zhēng)，必須十分重視先進(jìn)制造技術(shù)及成形加工技術(shù)的技術(shù)進(jìn)步。

材料成形及控制工程專(zhuān)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究中值得思考的幾個(gè)問(wèn)題

1.明晰專(zhuān)業(yè)內(nèi)涵，確定發(fā)展方向

材料成形及控制工程專(zhuān)業(yè)作為1998年專(zhuān)業(yè)調(diào)整時(shí)設(shè)立的一個(gè)新的專(zhuān)業(yè)，由于其涵蓋范圍較廣泛，涉及的內(nèi)容較繁雜，因而使其專(zhuān)業(yè)內(nèi)涵不夠明確。

材料成形及控制工程專(zhuān)業(yè)是以成形技術(shù)為手段、以材料為加工對(duì)象、以過(guò)程控制為質(zhì)量保證措施、以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制造為目的的工科專(zhuān)業(yè)。材料成形及控制工程專(zhuān)業(yè)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)、工業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)和工程裝備與控制工程專(zhuān)業(yè)均隸屬于機(jī)械學(xué)科，要求共同的機(jī)械工程基礎(chǔ)理論。以材料為加工對(duì)象的特點(diǎn)決定了材料科學(xué)也成為本專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)，而以過(guò)程控制為質(zhì)量保證措施這一特點(diǎn)，決定了控制理論也成為本學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)的重要組成部分。因此，材料類(lèi)學(xué)科專(zhuān)業(yè)和自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)及計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)等都成為與本專(zhuān)業(yè)密切相關(guān)的學(xué)科。此外，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和學(xué)科交叉，本專(zhuān)業(yè)比以往任何時(shí)候都更緊密地依賴(lài)諸如數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、微電子、計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)論、信息論、控制論及現(xiàn)代化管理等各門(mén)學(xué)科及其最新成就。

材料成形及控制工程這一隸屬于機(jī)械學(xué)科、具有機(jī)械類(lèi)學(xué)科典型特征的專(zhuān)業(yè)，同時(shí)還具有濃厚的材料學(xué)科的色彩，成為一個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域?qū)?、知識(shí)范圍廣的名副其實(shí)的寬口徑專(zhuān)業(yè)。繼續(xù)進(jìn)行深入研究，準(zhǔn)確界定專(zhuān)業(yè)內(nèi)涵，對(duì)專(zhuān)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。

2.培養(yǎng)目標(biāo)的定位

培養(yǎng)目標(biāo)定位很重要，涉及到材料成形及控制工程專(zhuān)業(yè)的發(fā)展和人才培養(yǎng)適應(yīng)市場(chǎng)需求的問(wèn)題。盡管我國(guó)的高等教育已由精英教育邁入大眾化教育階段，但這并不意味著社會(huì)市場(chǎng)只需要通才，而不需要專(zhuān)才。并且科學(xué)研究和工程應(yīng)用這兩方面的需求也要求培養(yǎng)不同類(lèi)型的專(zhuān)業(yè)人才。因此，不同類(lèi)型學(xué)校應(yīng)根據(jù)市場(chǎng)的需求和自身的特點(diǎn)來(lái)培養(yǎng)不同類(lèi)型的人才。一部分高等院校應(yīng)該擔(dān)負(fù)起精英教育的責(zé)任，以培養(yǎng)材料成形及控制工程學(xué)科的科學(xué)研究型和科學(xué)研究與工程技術(shù)

復(fù)合型高層次人才為主，本科階段應(yīng)是以通識(shí)為主的專(zhuān)業(yè)教育；另一部分學(xué)校應(yīng)以普及高等教育為主，負(fù)起大眾化教育的責(zé)任，以培養(yǎng)本學(xué)科的工程技術(shù)型、職業(yè)應(yīng)用復(fù)合型人才為主，本科是通識(shí)與專(zhuān)業(yè)并重的教育；高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院則以培養(yǎng)職業(yè)應(yīng)用型、職業(yè)應(yīng)用復(fù)合型人才為主，專(zhuān)科是完全職業(yè)專(zhuān)業(yè)教育。各學(xué)?？筛鶕?jù)學(xué)校自身的層次來(lái)確定專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)。

在材料成形及控制工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的定位中，還應(yīng)考慮市場(chǎng)需求。本科教育培養(yǎng)通才還是專(zhuān)才，是以普通教育為中心還是以職業(yè)教育或?qū)I(yè)教育為中心，歷來(lái)是高等教育激烈爭(zhēng)辯的問(wèn)題。西方國(guó)家本科通才教育是建立在完善的繼續(xù)教育基礎(chǔ)上的，我國(guó)在這方面還有較大的差距。一方面是一些大型企業(yè)公司已有完善的教育培訓(xùn)體制和充足的教育經(jīng)費(fèi)，而另一方面是大量的中小企業(yè)仍然需要行業(yè)背景強(qiáng)的畢業(yè)生，因而高校應(yīng)進(jìn)一步適應(yīng)市場(chǎng)的需求，根據(jù)不同的培養(yǎng)目標(biāo)，調(diào)整通識(shí)教育與專(zhuān)業(yè)教育的比例，拓寬專(zhuān)業(yè)口徑，靈活專(zhuān)業(yè)方向，建立和健全第二學(xué)位、主副修制度等。

3.創(chuàng)新精神和能力培養(yǎng)的實(shí)踐落腳點(diǎn)

當(dāng)前，就高校自身來(lái)說(shuō)，首先應(yīng)抓好以下工作：(1)教師隊(duì)伍建設(shè)是關(guān)鍵。教師的真本事，主要不是課堂上的公式運(yùn)用和解題技巧，而是在于提出的解決問(wèn)題的思路。教師過(guò)教學(xué)關(guān)、過(guò)外語(yǔ)關(guān)、過(guò)現(xiàn)代信息技術(shù)關(guān)、接受科研訓(xùn)練以及參加國(guó)內(nèi)外的各種學(xué)術(shù)交流等，在當(dāng)前顯得特別重要。(2)在教學(xué)領(lǐng)域應(yīng)當(dāng)全方位地“聯(lián)合行動(dòng)”，即：突破傳統(tǒng)觀(guān)念，強(qiáng)化創(chuàng)新意識(shí)；提倡教育民主，尊重創(chuàng)新精神；改革評(píng)價(jià)方式，建立創(chuàng)新機(jī)制；關(guān)注個(gè)性培養(yǎng)，營(yíng)造創(chuàng)新氛圍；拓寬知識(shí)視野，夯實(shí)創(chuàng)新基礎(chǔ)；開(kāi)發(fā)情感智力，培養(yǎng)創(chuàng)新品質(zhì)等等。(3)當(dāng)前應(yīng)特別注意加強(qiáng)教學(xué)方法和考試方法的改革，根據(jù)學(xué)生的不同年級(jí)，逐漸使學(xué)生從以教師、書(shū)本和課堂為中心的教學(xué)模式中“向外突圍”，通過(guò)教學(xué)管理制度的改革，增加學(xué)生的自學(xué)時(shí)間，組織學(xué)生參加有指導(dǎo)的小型課堂討論(Seminar)，引導(dǎo)學(xué)生參加教師的科研工作，鼓勵(lì)學(xué)生參加課外科技和實(shí)踐活動(dòng)等等。(4)建設(shè)和改造一批能夠培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的實(shí)踐訓(xùn)練中心(基地)，克服困難，保證實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的落實(shí)。

六、結(jié)論

通過(guò)對(duì)材料成形專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的科技前沿技術(shù)的整理總結(jié)，我終于清楚地知道了我的專(zhuān)業(yè)（材料成形與控制工程）的發(fā)展方向，并對(duì)本專(zhuān)業(yè)有了深層次的了解和認(rèn)識(shí)，這為我以后的學(xué)習(xí)指明了道路?？吹竭€有許多富有潛力的先進(jìn)技術(shù)還沒(méi)有進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，這激發(fā)了我?jiàn)^斗的激情，我爭(zhēng)取通過(guò)自身的學(xué)習(xí)和努力在材料成形領(lǐng)域有較大發(fā)展，推動(dòng)材料成形技術(shù)的在社會(huì)生活中的應(yīng)用，為人類(lèi)的發(fā)展作出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

《21世紀(jì)材料成形加工技術(shù)》、《材料先進(jìn)制備與成形加工技術(shù)》、《材料成形新技術(shù)》、《中國(guó)材料工程大典》、《先進(jìn)材料定向凝固》、《材料成形界面工程》、《材料科學(xué)與工藝》、《材料成形技術(shù)基礎(chǔ)》、《材料成形工藝基礎(chǔ)》、《工程材料與成形技術(shù)》、《材料加工工程》、《先進(jìn)制造技術(shù)》

第三篇：注塑機(jī)調(diào)機(jī)技術(shù)

注塑機(jī)的背壓

壓力是不影響顏色的，壓力只會(huì)影響產(chǎn)品的單重，及表面光潔度和批風(fēng)；溫度對(duì)顏色有影響，當(dāng)溫度過(guò)高或者過(guò)低時(shí)，原料中的色粉或者色母會(huì)因材料的不同產(chǎn)生響應(yīng)的變化

二、注塑機(jī)的溫度和壓力對(duì)色粉有何影響？

溫度高顏色分散，色粉的作用減少，顏色變淡，再高就燒焦，壓力大，顏色飽滿(mǎn)。

三、背壓氣源定義

背壓其實(shí)叫汽輪機(jī)出口排汽壓力,大家俗稱(chēng)背壓,是指做完功以后還具有一定壓力和溫度的蒸汽,在發(fā)電廠(chǎng)這些蒸汽經(jīng)過(guò)凝汽器變?yōu)樗a(bǔ)充到鍋爐,在其他廠(chǎng)礦是要輸送給其他部門(mén)做生產(chǎn)用蒸汽,以及生活中的燒洗澡水用,所以要保證一定的壓力和溫度,一般在0.5MP~1MP之間.溫度200多度,不回到鍋爐.A、背壓的形成

在塑料熔融、塑化過(guò)程中，熔料不斷移向料筒前端（計(jì)量室內(nèi)），且越來(lái)越多，逐漸形成一個(gè)壓力，推動(dòng)螺桿向后退。為了阻止螺桿后退過(guò)快，確保熔料均勻壓實(shí)，需要給螺桿提供一個(gè)反方向的壓力，這個(gè)反方向阻止螺桿后退的壓力稱(chēng)為背壓。背壓亦稱(chēng)塑化壓力，它的控制是通過(guò)調(diào)節(jié)注射油缸之回油節(jié)流閥實(shí)現(xiàn)的。預(yù)塑化螺桿注塑機(jī)注射油缸后部都設(shè)有背壓閥，調(diào)節(jié)螺桿旋轉(zhuǎn)后退時(shí)注射油缸泄油的速度，使油缸保持一定的壓力（如下圖所示）；全電動(dòng)機(jī)的螺桿后移速度（阻力）是由AC伺服閥控制的。B、適當(dāng)調(diào)校背壓的好處

1、能將炮筒內(nèi)的熔料壓實(shí)，增加密度，提高射膠量、制品重量和尺寸的穩(wěn)定性。

2、可將熔料內(nèi)的氣體“擠出”，減少制品表面的氣花、內(nèi)部氣泡、提高光澤均勻性。減慢螺桿后退速度，使炮筒內(nèi)的熔料充分塑化，增加色粉、色母與熔料的混合均勻度，避免制品出現(xiàn)混色現(xiàn)象。

3、減慢螺桿后退速度，使炮筒內(nèi)的熔料充分塑化，增加色粉、色母與熔料的混合均勻度，避免制品出現(xiàn)混色現(xiàn)象。

4、適當(dāng)提升背壓，可改善制品表面的縮水和產(chǎn)品周邊的走膠情況。

5、能提升熔料的溫度，使熔料塑化質(zhì)量提高，改善熔料充模時(shí)的流動(dòng)性，制品表面無(wú)冷膠紋。C、背壓太低時(shí)，易出現(xiàn)下列問(wèn)題

1、背壓太低時(shí)，螺桿后退過(guò)快，流入炮筒前端的熔料密度小（較松散），夾入空氣多。

2、會(huì)導(dǎo)致塑化質(zhì)量差、射膠量不穩(wěn)定，產(chǎn)品重量、制品尺寸變化大。

3、制品表面會(huì)出現(xiàn)縮水、氣花、冷料紋、光澤不勻等不良現(xiàn)象。

4、產(chǎn)品內(nèi)部易出現(xiàn)氣泡，產(chǎn)品周邊及骨位易走不滿(mǎn)膠。D、過(guò)高的背壓,易出現(xiàn)下列問(wèn)題

1、炮筒前端的熔料壓力太高、料溫高、粘度下降,熔料在螺桿槽中的逆流和料筒與螺桿間隙的漏流量增大,會(huì)降低塑化效率(單位時(shí)間內(nèi)塑化的料量).2、對(duì)于熱穩(wěn)定性差的塑料(如:PVC、POM等)或著色劑，因熔料的溫度升高且在料筒中受熱時(shí)間增長(zhǎng)而造成熱分解，或著色劑變色程度增大，制品表面顏色/光澤變差。

3、背壓過(guò)高，螺桿后退慢，預(yù)塑回料時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)增加周期時(shí)間，導(dǎo)致生產(chǎn)效率下降。

4、背壓高，熔料壓力高，射膠后噴嘴容易發(fā)生熔膠流涎現(xiàn)象，下次射膠時(shí)，水口流道內(nèi)的冷料會(huì)堵塞水口或制品中出現(xiàn)冷料斑。

5、在啤塑過(guò)程中，常會(huì)因背壓過(guò)大，噴嘴出現(xiàn)漏膠現(xiàn)象，浪費(fèi)原料并導(dǎo)致射嘴附近的發(fā)熱圈燒壞。

6、預(yù)塑機(jī)構(gòu)和螺桿筒機(jī)械磨損增大。E、背壓的調(diào)校

注塑背壓的調(diào)校應(yīng)視原料的性能、干燥情況、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及質(zhì)量狀況而定，背壓一般調(diào)校在3-15kg/cm3。當(dāng)產(chǎn)品表面有少許氣花、混色、縮水及產(chǎn)品尺寸、重量變化大時(shí)，可適當(dāng)增加背壓。當(dāng)射嘴出現(xiàn)漏膠、流涎、熔料過(guò)熱分解、產(chǎn)品變色及回料太慢時(shí)可考慮適當(dāng)減低背壓。

背壓是注塑成型工藝中控制熔料質(zhì)量及產(chǎn)品質(zhì)量的重要參數(shù)之一，合適的背壓對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量有著重要的作用，不可忽視！

注塑速度

注塑速度的比例控制已經(jīng)被注塑機(jī)制造商廣泛采用。雖然電腦控制注塑速度分段控制系統(tǒng)早已存在，但由于相關(guān)的資料有限，這種機(jī)器設(shè)置的優(yōu)勢(shì)很少得到發(fā)揮。本文將系統(tǒng)的說(shuō)明應(yīng)用多段速度注塑的優(yōu)點(diǎn)，并概括地介紹其在消除短射、困氣、縮水等制品缺陷上的用途。

射膠速度與制品質(zhì)量的密切關(guān)系使它成為注塑成型的關(guān)鍵參數(shù)。通過(guò)確定填充速度分段的開(kāi)始、中間、終了,并實(shí)現(xiàn)一個(gè)設(shè)置點(diǎn)到另一個(gè)設(shè)置點(diǎn)的光滑過(guò)渡，可以保證穩(wěn)定的熔體表面速度以制造出期望的分子取問(wèn)及最小的內(nèi)應(yīng)力。我們建議采用以下這種速度分段原則：1）流體表面的速度應(yīng)該是常數(shù)。2）應(yīng)采用快速射膠防止射膠過(guò)程中熔體凍結(jié)。3）射膠速度設(shè)置應(yīng)考慮到在臨界區(qū)域（如流道）快速充填的同時(shí)在入水口位減慢速度。4）射膠速度應(yīng)該保證模腔填滿(mǎn)后立即停止以防止出現(xiàn)過(guò)填充、飛邊及殘余應(yīng)力。

設(shè)定速度分段的依據(jù)必須考慮到模具的幾何形狀、其它流動(dòng)限制和不穩(wěn)定因素。速度的設(shè)定必須對(duì)注塑工藝和材料知識(shí)有較清楚的認(rèn)識(shí)，否則，制品品質(zhì)將難以控制。因?yàn)槿垠w流速難以直接測(cè)量,可以通過(guò)測(cè)量螺桿前進(jìn)速度，或型腔壓力間接推算出（確定止逆閥沒(méi)有泄漏）。

材料特性是非常重要的，因?yàn)榫酆衔锟赡苡捎趹?yīng)力不同而降解，增加模塑溫度可能導(dǎo)致劇烈氧化和化學(xué)結(jié)構(gòu)的降解，但同時(shí)由剪切引起的降解變小，因?yàn)楦邷亟档土瞬牧系恼扯?，減少了剪切應(yīng)力。無(wú)疑，多段射膠速度對(duì)成型諸如PC、POM、UPVC等對(duì)熱敏感的材料及它們的調(diào)配料很有幫助。

模具的幾何形狀也是決定因素：薄壁處需要最大的注射速度；厚壁零件需要慢—快—慢型速度曲線(xiàn)以避免出現(xiàn)缺陷；為了保證零件質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)，注塑速度設(shè)置應(yīng)保證熔體前鋒流速不變。熔體流動(dòng)速度是非常重要的，因?yàn)樗鼤?huì)影響零件中的分子排列方向及表面狀態(tài)；當(dāng)熔體前方到達(dá)交叉區(qū)域結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該減速；對(duì)于輻射狀擴(kuò)散的復(fù)雜模具，應(yīng)保證熔體通過(guò)量均衡地增加；長(zhǎng)流道必須快速填充以減少熔體前鋒的冷卻，但注射高粘度的材料,如PC是例外情況，因?yàn)樘斓乃俣葧?huì)將冷料通過(guò)入水口帶入型腔。

調(diào)整注塑速度可以幫助消除由于在入水口位出現(xiàn)的流動(dòng)放慢而引起的缺陷。當(dāng)熔體經(jīng)過(guò)射嘴和流道到達(dá)入水口時(shí)，熔體前鋒的表面可能已經(jīng)冷卻凝固，或者由于流道突然變窄而造成熔體的停滯，直到建立起足夠的壓力推動(dòng)熔體穿過(guò)入水口，這就會(huì)使通過(guò)入水口的壓力出現(xiàn)峰形。高壓將損傷材料并造成諸如流痕和入水口燒焦等表面缺陷,這種情況可以通過(guò)剛好在入水口前減速的方法克服上述缺陷。這種減速可以防止入水口位的過(guò)度剪切，然后再將射速提高到原來(lái)的數(shù)值。因?yàn)榫_控制射速在入水口位減慢是非常困難的，所以在流道末段減速是一個(gè)較好的方案。

我們可以通過(guò)控制末段射膠速度來(lái)避免或減少諸如飛邊、燒焦、困氣等缺陷。填充末段減速可以防止型腔過(guò)度填充，避免出現(xiàn)飛邊及減少殘余應(yīng)力。由于模具流徑末端排氣不良或填充問(wèn)題引起的困氣，也可以通過(guò)降低排氣速度，特別是射膠末段的排氣速度加以解決。

短射是由于入水口處的速度過(guò)慢或熔體凝固造成的局部流動(dòng)受阻等原因產(chǎn)生的。在剛剛通過(guò)入水口或局部流動(dòng)阻礙時(shí)加快射膠速度可以解決這個(gè)問(wèn)題。

流痕、入水口燒焦、分子破裂、脫層、剝落等發(fā)生在熱敏性材料上的缺陷是由于通過(guò)入水口時(shí)的過(guò)度剪切造成的。

光滑的制件取決于注塑速度，玻璃纖維填充材料尤其敏感，特別是尼龍。暗斑（波浪紋）是由于粘度變化造成的流動(dòng)不穩(wěn)定引起的。扭曲的流動(dòng)能導(dǎo)致波浪紋或不均勻的霧狀，究竟產(chǎn)生何種缺陷取決于流動(dòng)不穩(wěn)定的程度。

當(dāng)熔體通過(guò)入水口時(shí)高速注射會(huì)導(dǎo)致高剪切，熱敏性塑料將出現(xiàn)燒焦，這種燒焦的材料會(huì)穿過(guò)型腔，到達(dá)

流動(dòng)前鋒，呈現(xiàn)在零件表面。

為了防止射紋，射膠速度設(shè)置必須保證快速填充流道區(qū)域然后慢速通過(guò)入水口。找出這個(gè)速度轉(zhuǎn)換點(diǎn)是問(wèn)題的本質(zhì)。如果太早，填充時(shí)間會(huì)過(guò)度增加，如果太遲，過(guò)大的流動(dòng)慣性將導(dǎo)致射紋的出現(xiàn)。熔體粘度越低，料筒溫度越高則這種射紋出現(xiàn)的趨勢(shì)越明顯。由于小入水口需要高速高壓注射，所以也是導(dǎo)致流動(dòng)缺陷的重要因素。

縮水可以通過(guò)更有效的壓力傳遞，更小的壓力降得以改善。低模溫和螺桿推進(jìn)速度過(guò)慢極大地縮短了流動(dòng)長(zhǎng)度，必須通過(guò)高射速來(lái)補(bǔ)償。高速流動(dòng)會(huì)減少熱量損失，并且由于高剪切熱產(chǎn)生磨擦熱，會(huì)造成熔體溫度的升高，減慢零件外層的增厚速度。型腔交叉位必須有足夠厚度以避免太大的壓力降，否則就會(huì)出現(xiàn)縮水。

總之，大多數(shù)注塑缺陷可以通過(guò)調(diào)整注塑速度得到解決，所以調(diào)整注塑工藝的技巧就是合理的設(shè)置射膠速度及其分段。

注塑成型調(diào)校指引

為了提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率，調(diào)校機(jī)技工必須熟悉注射工藝參數(shù)和機(jī)器調(diào)整環(huán)節(jié)準(zhǔn)則，并充分靈活運(yùn)用才能改善塑膠制品之缺陷，以下是調(diào)整注塑機(jī)的主要參數(shù)和塑膠制品常見(jiàn)缺陷及改善措施。（資料謹(jǐn)供參考指引）第一章注塑成型調(diào)校的主要參數(shù)

注塑加工上講的調(diào)機(jī)是指根據(jù)某一具體模具、原材料不斷的調(diào)整注塑機(jī)的各種參數(shù)及其它輔助參數(shù)，直到生產(chǎn)出合格的塑膠件的一系列調(diào)校方案，稱(chēng)為調(diào)機(jī)。注塑機(jī)的主要參數(shù)有如下一些： 1綜合參數(shù)

1.1容模尺寸：寬×高×厚

1.2最大射膠量：即為注塑機(jī)所能射出的最大膠量，重量一般用克（g）或安士（oz）表示（1oz=28.4g）,由于各種膠料比重不同，一般都是以PS(比重約為1)來(lái)作參照的，啤作其它膠料時(shí)進(jìn)行換算，所啤膠件的啤總重(包括水口)必須小于(或等于)最大射膠量的80%，同時(shí)不能小于最大射膠量的15%，否則會(huì)影響注塑效益。

1.3鎖模力：即是模具合模后所能受的最大分開(kāi)力，一般啤機(jī)均有一個(gè)額定的鎖模力，調(diào)得太大易使機(jī)器或模具產(chǎn)生變形。

鎖模力的大小與啤件投影面積大致成正比例關(guān)系，粗略計(jì)算方法如下： 鎖模力(噸)=型腔的投影面積（cm2）×材料壓力系數(shù)÷額定鎖模力的90% 附：材料壓力系數(shù)參數(shù)表

塑料名稱(chēng)

PS

PE

PP

ABS

尼龍

賽鋼

玻璃纖維

其他工程塑料 KP（t/cm2）0.32

0.32 0.32

0.39

0.68

0.64～0.72 0.64～0.72

0.64～0.8 例：一模出兩個(gè)產(chǎn)品，其中：產(chǎn)品投影面=10×17=170cm2，水口投影面=0.8×14=11.2cm2，使用膠料為ABS材料壓力系數(shù)平均值=0.39，所以：鎖模力=170+11.2=181.2×0.39=70.67噸，70.67÷90%=78.5噸。如果是說(shuō)：按產(chǎn)品投影面計(jì)算所得的機(jī)型，鎖模力雖然80噸已足夠，即考慮產(chǎn)品毛重量是否超出機(jī)型最大容膠量（80噸機(jī)型最大容膠量為142g），另外鎖模力大于(或等于)85噸，也要考慮容模尺寸關(guān)系和產(chǎn)品特性要求，是否使用80噸（5安）以上的機(jī)型；產(chǎn)品特性要求比較嚴(yán)格、機(jī)器容模尺寸無(wú)法裝模，故一般要使用120噸（7安）以上機(jī)型。2溫度參數(shù)

注塑加工中涉及到溫度限制有以下幾方面：-烘料干燥溫度-炮筒溫度-模具溫度

2.1烘料干燥溫度

啤作時(shí)需要將原料中的水份含量干燥到一定百分比以下稱(chēng)之為焗料，因?yàn)樵纤趾窟^(guò)高會(huì)引起汽花、剝層、脫皮、發(fā)脆等缺陷。2.2炮筒溫度

螺桿從進(jìn)料口到螺桿頭可分為輸送段、壓縮段、計(jì)量段、每段對(duì)應(yīng)的炮筒溫度一般是由低到高分布；另：炮嘴溫度通常略高于計(jì)量末端之溫度，而加長(zhǎng)射嘴則稍高于計(jì)量末端之溫度。2.3模具溫度

模具溫度指模腔表面溫度，根據(jù)模具型腔各部分的形狀不同，一般是難走膠的部位，模溫要求高一點(diǎn)，前模溫度略高于后模溫度，當(dāng)各部位設(shè)定溫度后，要求其溫度波動(dòng)小，所以往往要使用模具恒溫機(jī)，冷水機(jī)等輔助設(shè)備來(lái)調(diào)節(jié)模溫。3位置參數(shù)

3.1低壓鎖模位置：

低壓鎖模位置要在高壓位置前30mm左右，壓力一般設(shè)定為0，（以剛好夠力將前后模貼合為宜）時(shí)間不要超過(guò)1秒，要求當(dāng)模具有雜物時(shí)能在設(shè)定時(shí)間內(nèi)自動(dòng)反彈開(kāi)模。3.2高壓鎖模位置：

高壓鎖模位置必須要在前后模合貼后才起高壓鎖模，時(shí)間不超過(guò)1秒。3.3螺桿位置: 螺桿位置指螺桿的射膠速度，壓力的分段轉(zhuǎn)換位置，熔膠終止位置，一般射膠終止位置選在10～20mm為宜。3.4索退位置：

索退位置當(dāng)螺桿回料完停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，螺桿有一個(gè)向后松退的動(dòng)作，稱(chēng)之為索退，也可稱(chēng)為抽膠，一般索退距離為2～5mm左右，太大會(huì)產(chǎn)生汽泡等缺陷。3.5開(kāi)模終止位置：

開(kāi)模終止位置即后模面離開(kāi)前模面的距離，其大小為能順利取出膠件為宜，太大會(huì)延長(zhǎng)周期。3.6頂針位置：

頂針位置即為模具頂針頂出后模面的距離，使產(chǎn)品頂出后面且能順利取出膠件為宜，注意不要使頂針頂?shù)奖M頭，必須留有足夠的余量，以免造成模具頂針板彈弓被頂斷。4壓力參數(shù) 4.1射膠壓力：

螺桿給予熔膠的推進(jìn)力，稱(chēng)之為射膠壓力，根據(jù)螺桿位置的各個(gè)分段，可設(shè)置螺桿不同的推進(jìn)力給熔膠，各段推進(jìn)力大小的設(shè)置，主要取決于熔膠在模具型腔里的位置，當(dāng)流經(jīng)的模腔形狀復(fù)雜，膠位薄，熔膠受到的阻力就大，則需要較大的的推進(jìn)力，當(dāng)流經(jīng)的位置形狀簡(jiǎn)單，熔膠受到的阻力小，則可設(shè)置小的推進(jìn)力，從而減輕啤機(jī)的損耗。4.2保壓：

當(dāng)熔膠注滿(mǎn)模腔后，為了補(bǔ)償膠料冷卻收縮使模腔形成的空間和壓實(shí)膠料，這時(shí)螺桿還需給予熔膠一定的推進(jìn)力，該力即為保壓.保壓用HP表示，一般大膠件采用中壓，小膠件采用低壓.(一般情況下,保壓壓力小于射膠壓力)。

4.3背壓：

當(dāng)射膠，保壓完成后，螺桿開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，這樣，原來(lái)在螺桿槽內(nèi)和料門(mén)內(nèi)的膠料通過(guò)螺桿槽被壓入炮筒的前端(計(jì)量室)，這時(shí)熔膠對(duì)螺桿有一反作用力迫使螺桿向后退，稱(chēng)之為回料。為了增加熔膠在炮筒前端(計(jì)量室)的密度，和調(diào)節(jié)螺桿后退的速度，必須給螺桿增加一個(gè)可調(diào)的推力，這個(gè)力稱(chēng)之為背壓，調(diào)節(jié)背壓可以調(diào)節(jié)色粉與塑膠原料的混合程度，影響塑化效果，適當(dāng)?shù)谋硥嚎梢詼p輕膠件的混色、氣泡、光澤不均等缺陷；但背壓不能太大，太大背壓會(huì)使熔膠產(chǎn)生分解，從而引起膠件變色、黑紋等缺陷；另加大背壓就勢(shì)必延長(zhǎng)了生產(chǎn)周期，加劇了啤機(jī)的損耗.(一般為10kg/cm2左右)。4.4鎖模低壓：

亦稱(chēng)低壓保護(hù)，是啤機(jī)對(duì)模具的保護(hù)裝置，從模具保護(hù)位置到前后模面貼合的那一瞬間，這段時(shí)間內(nèi)鎖模機(jī)構(gòu)推動(dòng)模具后模的力是比較低的，同時(shí)當(dāng)推進(jìn)過(guò)程中，遇到一個(gè)高于推動(dòng)力的阻力時(shí)，模具會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，從而停止合模動(dòng)作，這樣合模時(shí)前后模之間如有異物，模具就可以得到保護(hù)，鎖模低壓壓力一般設(shè)定為0，若是有行位的模具稍比沒(méi)行位的模具大一些，取值5kg/cm2。

4.5鎖模高壓：

亦稱(chēng)鎖模壓力，當(dāng)合模使前后模面貼合后，鎖模力自動(dòng)由低壓轉(zhuǎn)為高壓，目的是前模面和后模面貼合時(shí)有一定的壓力，鎖模壓力不能太高，太高會(huì)壓傷模面；調(diào)節(jié)時(shí)，使前后模有一定的壓力即可，一般取80～100kg/cm2.(一般鎖模狀態(tài)：高速—低壓低速—高壓合模)。4.6開(kāi)模高壓：

開(kāi)模高壓是指把鎖模機(jī)鉸由高壓鎖模狀態(tài)開(kāi)模，稱(chēng)為開(kāi)模高壓，一般模面分開(kāi)時(shí)采用高壓慢速，模板不同的模具在設(shè)定時(shí)是有所差異的。4.7頂針壓力：

啤機(jī)施加于模具頂出板后面的頂出力，大小為頂落塑膠件為宜。5速度參數(shù) 5.1射膠速度：

射膠速度即指：啤機(jī)在射膠進(jìn)螺桿推動(dòng)熔膠時(shí)，螺桿的移動(dòng)速度，射膠速度主要受射膠壓力，模具型腔對(duì)熔膠的阻力，熔膠本身具備的精度等因素的影響，射膠壓力大于熔膠粘度和型腔阻力時(shí)，設(shè)置的射膠速度才得以充分發(fā)揮，根據(jù)螺桿位置的各個(gè)分段，可設(shè)置不同的射膠速度，如：射膠一段，此時(shí)熔膠流經(jīng)水口到膠件，需要低速中壓，射膠二段，此時(shí)熔膠填充型腔，需要高速高壓，射膠三段，熔膠填充膠件周邊，需要中速低壓，而且射膠速度隨著模腔的填滿(mǎn)阻力的增大而慢慢降低，直到為零，具體各段的射膠速度的設(shè)定，要根據(jù)熔膠流經(jīng)模腔的形狀而定。5.2螺桿轉(zhuǎn)速：

螺桿向炮筒計(jì)量室供料時(shí)的轉(zhuǎn)速，稱(chēng)之為螺桿轉(zhuǎn)速，它影響螺桿的后退速度，當(dāng)背壓設(shè)定后，螺桿轉(zhuǎn)速越高，后退速度越快，調(diào)節(jié)螺桿的轉(zhuǎn)速則可以調(diào)節(jié)膠料的塑化效果，改善制品的色調(diào)不均、混色等缺陷，但螺桿轉(zhuǎn)速過(guò)高會(huì)導(dǎo)致膠料過(guò)度剪切而產(chǎn)生分解，同時(shí)還造成空氣混入料筒，使制品產(chǎn)生氣泡，PC、PVC、POM、PMMA等粘度較大或熱敏性塑料都不宜用高螺桿速度，震德注塑機(jī)有三級(jí)熔膠速度控制選擇：一般而言，前段是用較大的速度熔膠以提高效率，一般前段是采用較低或不用背壓，中段是保證熔膠在炮筒前端(計(jì)量室)的密度，所以中段一般要保持一定的背壓，后段減速以保持熔膠位置穩(wěn)定螺桿索退時(shí)的后退速度，稱(chēng)之為索退速度，一般選擇低速為宜。5.3開(kāi)模速度：

開(kāi)模速度一般為前后模面分開(kāi)時(shí)采用慢速，待產(chǎn)品脫離前模后轉(zhuǎn)入快速，但由于模板不同的模具在設(shè)定時(shí)應(yīng)有差異，兩板模一般設(shè)置：慢→快→慢；三板模一般設(shè)置：中→慢→慢。5.4鎖模速度

鎖模速度一般為：快速→低壓低速→高壓中速。5.5頂針?biāo)俣龋?/p>

頂針頂出膠件的速度，稱(chēng)之為頂針?biāo)俣龋煌Y(jié)構(gòu)的膠件其設(shè)置不同，一般采用中速。6時(shí)間參數(shù) 6.1焗料時(shí)間: 焗料所需的時(shí)間，不同的膠料所需的時(shí)間不同，應(yīng)參照不同膠料特性設(shè)置。6.2射膠時(shí)間

螺桿注射膠料所需的時(shí)間，其設(shè)定一定和螺桿位置移動(dòng)吻合。6.3保壓時(shí)間

螺桿進(jìn)行保壓到開(kāi)始回料的時(shí)間，一般為1～5秒，不可太長(zhǎng)，太長(zhǎng)則浪費(fèi)時(shí)間。6.4冷卻時(shí)間

螺桿開(kāi)始回料到模具準(zhǔn)備打開(kāi)這段時(shí)間為冷卻時(shí)間，冷卻時(shí)間不可小于回料時(shí)間。6.5周期時(shí)間

啤機(jī)由開(kāi)始啤作到下一個(gè)啤作的開(kāi)始所需的時(shí)間，要求是在啤出合格膠件的前提下，越短越好。

以上項(xiàng)目為各個(gè)設(shè)定的簡(jiǎn)單介紹，具體各參數(shù)的設(shè)定，取決于各種不同的模具、塑料種類(lèi)，應(yīng)分別而論。第二章幾個(gè)重要控制參數(shù)的注塑工藝分析

本章將粗略地歸納，注塑生產(chǎn)中的幾個(gè)重要工藝參數(shù)，調(diào)校以及相互間的關(guān)系。

1塑膠的粘度及條件對(duì)粘度的影響

熔融塑料流動(dòng)時(shí)大分子之間相互摩擦的性質(zhì)稱(chēng)為塑料的粘性，而把這種粘性大小的系數(shù)稱(chēng)為粘度，所以粘度是熔融塑料流動(dòng)性高低的反映，粘度越大，熔體粘性越強(qiáng)，流動(dòng)性越差，加工越困難。

工業(yè)應(yīng)用上，比較一種塑料的流動(dòng)性并不是看其粘度值，而是看其熔體流動(dòng)指數(shù)大小(稱(chēng)MFI)：所謂MFI,就是在一定熔化溫度下，熔體受到額定的壓力作用下，單位時(shí)間內(nèi)(一般為10分鐘)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)口模的熔體重量，以g/10min表示，如注塑級(jí)的PP料，牌號(hào)不同，MFI的值可以從2.5～30間變化，塑料的粘度并非一成不變,塑料本身特性的變化，外界溫度，壓力等條件的影響，都可促成粘度的變化。1.1分子量的影響：

分子量越大，分子量分布越窄，反映出來(lái)的粘度愈大。1.2低分子添加濟(jì)的影響：

低分子添加濟(jì)可以降低大分子連之間的作用力，因而使粘度減小，有些塑料成型時(shí)間加入溶濟(jì)或增塑劑就是為了降低粘度，使之易于模成型。1.3溫度粘度的影響：

溫度對(duì)大多數(shù)熔融塑料的粘度影響是很大的，一般溫度升高，反映出來(lái)的粘度越低，但各種塑料熔體粘度降低的幅度大小有出入PE/PP類(lèi)塑料，升高溫度對(duì)提高流動(dòng)性，降低熔體粘度作用很小，溫度過(guò)高，消耗加大，反而得不償失。

PMMA、PC、PA類(lèi)等塑料,溫度升高粘度就顯著下降，PS、ABS升高溫度對(duì)于降低粘度于成型亦有較大好處。1.4剪切速度的影響：

有效的增加塑料的剪切速度可使塑料粘度下降，但有部分塑料，如PC亦有例外，其粘度幾乎不受螺桿轉(zhuǎn)速的影響。

1.5壓力的影響：

壓力對(duì)粘度的影響比較復(fù)雜，一般PP、PE類(lèi)粘度受壓力的影響不是很大、但對(duì)PS的影響卻相當(dāng)顯著，實(shí)際生產(chǎn)中，在設(shè)備較完善的機(jī)器上，應(yīng)注意發(fā)揮高速注射，即高剪切速度的作用，而不應(yīng)盲目地將壓力提高。2注射溫度的控制對(duì)成型加工的影響

所謂炮筒溫度的控制，是指塑料在料筒內(nèi)如何從原料顆料一直均勻地被加熱為塑性的粘流體，也就是料筒烤溫如何配置的問(wèn)題。

2.1料筒溫度調(diào)節(jié)應(yīng)保證塑料塑化良好，能順利注射充模又不引起分解這就要求我們不能因受制于塑膠對(duì)溫度的敏感性而有意識(shí)地降低塑化溫度，用注塑壓力或注射速度等辦法強(qiáng)行充模。2.2塑料熔融溫度主要影響加工性能，同時(shí)也影響表面質(zhì)量和色澤。

2.3料溫的控制與制件模具有關(guān)，大而簡(jiǎn)單的制件，制件重量與注射量較接近的，需用較高的熔溫，薄壁、形狀復(fù)雜的也要用高熔溫，反之，對(duì)于厚壁制件，某些需要附加操作的，如裝嵌件的，可以使用低的熔溫，鑒別塑料溶體溫度是否得宜可以用點(diǎn)動(dòng)動(dòng)作在低壓速下對(duì)空注射觀(guān)察，適宜的料溫應(yīng)使噴出來(lái)的料剛勁有力，不帶泡、不卷曲、光亮連續(xù)。

2.4料溫的配置一般都是從進(jìn)料段到出料段依次遞升，但為了防止塑料的過(guò)熟分解和制件顏色的變化也可略低于中段，料溫配置不當(dāng)有時(shí)會(huì)造成卡螺桿故障——螺桿不轉(zhuǎn)或空轉(zhuǎn)，這還可能是注射壓力過(guò)大或螺桿止逆環(huán)(介子)失效造成料筒前端的稀薄熔料向進(jìn)料區(qū)方向反流，當(dāng)這些反流的料灌進(jìn)螺紋端面與料筒內(nèi)壁間的微小間隙而受到較低溫度冷卻時(shí)，將冷固成一層薄膜緊緊卡在兩個(gè)壁面之間，使螺桿不能轉(zhuǎn)動(dòng)或打滑，從而影響加料，此時(shí)，切勿強(qiáng)行松退或注射，建議加料口冷卻水暫時(shí)關(guān)閉，強(qiáng)化升高加料段溫度直至比塑料熔點(diǎn)高30～50攝氏度，并同時(shí)地出料段溫度降低至熔化溫度附近，待10～20分鐘后，小心地轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿，能轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)才重開(kāi)機(jī)，然后緩慢加料。

3注射周期中壓力的控制

3.1實(shí)際施用的壓力應(yīng)比充滿(mǎn)型腔壓力偏高，在注射過(guò)程中，模控壓力急劇上升,最終達(dá)到一個(gè)峰值，這個(gè)峰值就是通常所說(shuō)的注射壓力，注射壓力顯然要比充滿(mǎn)型腔壓力偏高。3.2保壓壓力的作用：模腔充滿(mǎn)塑料后直到澆口完全冷卻對(duì)閉前的一段時(shí)間，模腔內(nèi)的塑膠仍然需要一個(gè)相當(dāng)高的壓力支持，即保壓，其具體的作用是：

3.2.1補(bǔ)充靠近澆口位置的料量，并在澆口冷凝對(duì)閉以前制止模腔中尚未硬化的塑料在殘余壓力作用下，向澆口

料源方向倒流。

3.2.2防止制件的收縮，減少真空泡。

3.2.3減少因制件過(guò)大的注射壓力而產(chǎn)生粘模爆裂或彎曲變形的現(xiàn)象，所以保壓壓力通常是注射壓力的50%~60%，保壓壓力或時(shí)間太長(zhǎng)太大的話(huà)有可能將澆口及流道上的冷料擠進(jìn)制件內(nèi)，使靠近澆口位置上添上冷料亮斑，同時(shí)毫無(wú)好處地延長(zhǎng)了周期。3.3注射壓力的選擇：

A.根據(jù)制件形狀.厚薄選擇；B.針對(duì)不同的塑料原料選擇；

在生產(chǎn)條件和制件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)許可的情況下，建議采用就溫低壓的工藝條件。3.4背壓壓力的調(diào)節(jié)

背壓所代表是塑料塑化過(guò)程所承受的壓力，有進(jìn)也稱(chēng)之為塑化壓力。3.4.1顏色的混和效果受背壓的影響,背壓加大，混和作用加強(qiáng)。3.4.2背壓有助于排除塑料件的各種氣體，減少銀紋和氣泡現(xiàn)象。

3.4.3適當(dāng)?shù)谋硥嚎梢员苊饬贤矁?nèi)局部滯料現(xiàn)象，所以清洗料筒時(shí)往往將背壓加大。4注射速度的控制

4.1速度高低的影響：低速充模優(yōu)點(diǎn)是流速平穩(wěn)，制件尺寸比較穩(wěn)定，波動(dòng)較小，制件內(nèi)應(yīng)力低，內(nèi)外各向應(yīng)力一致性較好，缺點(diǎn)是制件易出現(xiàn)分層結(jié)合不良的熔點(diǎn)痕、水紋等，高速充?？刹捎幂^低的注射壓力，改進(jìn)制品的光澤度和平滑度，消除了接縫線(xiàn)現(xiàn)象及分層現(xiàn)象，收縮凹陷小，顏色更均勻一致：缺點(diǎn)是易產(chǎn)生“自由噴射”，即出現(xiàn)滯流或渦流，升溫過(guò)高，顏色發(fā)黃，排氣不良及有時(shí)脫模困難。粘度高的塑料有可能產(chǎn)生熔體破裂，制件表面產(chǎn)生霧斑，同時(shí)也增加了由內(nèi)應(yīng)力引起的翅曲和厚件沿接縫線(xiàn)開(kāi)裂的傾向。下圖是表面因注射速度不當(dāng)引起的缺陷形態(tài)。

4.2采用高速高壓注射的情況：

1、塑膠粘度高，冷卻速度快，長(zhǎng)流程制件；

2、壁厚太薄的制件；

3、玻纖維增強(qiáng)的塑料。

4.3多級(jí)調(diào)速的應(yīng)用：由于澆道系統(tǒng)及各部位幾何條件不同，不同部位對(duì)于充模熔體的流動(dòng)(特別是速度)提出要求，這就出現(xiàn)了多級(jí)注射，我們可以根據(jù)制品的形狀，對(duì)相對(duì)薄壁的，形狀復(fù)雜的部分實(shí)行快速充模，而對(duì)于入水口和易燒焦處用低速或中速充模。大部分產(chǎn)品都可以采用低速→高速→中速充模過(guò)程，從而達(dá)到改變制品表觀(guān)和內(nèi)在質(zhì)量的目的，這一設(shè)置方法甚至成為現(xiàn)時(shí)通用的公式。

機(jī)械手在注塑生產(chǎn)中的應(yīng)用

隨著塑料加工行業(yè)在我國(guó)的迅速發(fā)展，注塑成型設(shè)備的自動(dòng)化程度也越來(lái)越高?，F(xiàn)代化的注塑機(jī)常常配置有機(jī)械手，以提高生產(chǎn)效率。機(jī)械手可以完成注塑生產(chǎn)中的多個(gè)工序，目前在我國(guó)注塑行業(yè)中比較常用的主要是從模具中快速抓取制品并將制品傳送到下一個(gè)生產(chǎn)工序上去的取件機(jī)械手，這種機(jī)械手一般還附帶有向模腔自動(dòng)噴灌脫模劑的裝置。1注塑機(jī)械手的作用

注塑機(jī)械手是能夠模仿人體上肢的部分功能，可以對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)控制使其按照預(yù)定要求輸送制品或操持工具進(jìn)行生產(chǎn)操作的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。注塑機(jī)械手是為注塑生產(chǎn)自動(dòng)化專(zhuān)門(mén)配備的機(jī)械，它可以在減輕繁重的體力勞動(dòng)、改善勞動(dòng)條件和安全生產(chǎn);提高注塑成型機(jī)的生產(chǎn)效率、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量、降低廢品率、降低生產(chǎn)成本、增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力等方面起到及其重要的作用。2注塑機(jī)械手的分類(lèi)

對(duì)于注塑生產(chǎn)中使用的機(jī)械手一般可按其功能分屬以下三種類(lèi)型： 簡(jiǎn)易型注塑機(jī)械手

筒易型注塑機(jī)械手可分為固定程序型和可變程序型兩種。固定程序型注塑機(jī)械手不能改變其工作程序，它具有可伸縮、移動(dòng)的手臂，利用自動(dòng)控制裝置做簡(jiǎn)單、規(guī)則和重復(fù)的動(dòng)作；可變程序型注塑機(jī)械手的工作程序可以改變，一般多為氣動(dòng)或液動(dòng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，比較容易改變程序，多用于點(diǎn)位控制，近年來(lái)普遍采用可編程序控制器或者微型雷腦來(lái)組成控制系統(tǒng)，擴(kuò)展了其應(yīng)用范圍。記憶再現(xiàn)型注塑機(jī)械手

這種機(jī)械手具有記憶及可變程序的能力，多為電液伺服驅(qū)動(dòng)，有較多的自由度，能夠造行比較復(fù)雜的操作。智能型注塑機(jī)械手(機(jī)器人)這種機(jī)械手由電腦通過(guò)各種傳感器進(jìn)行控制，具有視覺(jué)、熱覺(jué)和觸覺(jué)等感官功能，可執(zhí)行各種操作，是能力最強(qiáng)的一種機(jī)械手，目前國(guó)內(nèi)使用較少。3注塑機(jī)械手的組成

完善的注塑用機(jī)械手一般由執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等部分組成。

1)執(zhí)行系統(tǒng)，機(jī)械手抓取或釋放制品、實(shí)現(xiàn)各種操作運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)，由臂部、腕部和手部等部件姐成。

2)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，為執(zhí)行系統(tǒng)的各部件提供動(dòng)力的系統(tǒng)，有氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)及機(jī)械等形式，目前比較常用的是氣動(dòng)和液壓兩種形式。氣動(dòng)式速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，有較高的重復(fù)定位精度；液壓式臂力大，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制，定位精度高，但容易漏油而污染制品。

3)控制系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行控制，使執(zhí)行系統(tǒng)按照預(yù)定的工作要求進(jìn)行操作，并對(duì)執(zhí)行系統(tǒng)的動(dòng)作造行修正的系統(tǒng)。一般包括位置檢測(cè)裝置和程序控制部分，通常采用點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制兩種方式。4設(shè)計(jì)要點(diǎn) 手部

注塑機(jī)械手的手部是用來(lái)直接抓取注塑制品的部件。由于注塑制品的形狀、大小、重量及表面特征等方面存在著差異，因此注塑機(jī)械手的手部有多種形式，一般可分為夾持式和吸附式兩種。夾持式手部的主要形式為夾鉗式，常用于抓取不易破碎或變形的制品，它對(duì)所抓取的制品的形狀有較大的適應(yīng)性。夾持式手部由手指、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)裝置組成。對(duì)于夾持式手部，進(jìn)行設(shè)計(jì)選用時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)：(1)手部應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膴A緊力和驅(qū)動(dòng)力;(2)手指應(yīng)具有足夠的開(kāi)關(guān)范圍;(3)手指對(duì)制品應(yīng)具有一定的夾持精度;(4)手部對(duì)制品應(yīng)具有一定的適應(yīng)能力，且要求手部能耐受注塑制品剛從模腔中取出時(shí)的高溫及腐蝕性。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

注塑用機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一般可分為液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)和電力驅(qū)動(dòng)等三類(lèi)，也可以根據(jù)工作要求采用上述三種類(lèi)型的但合系統(tǒng)來(lái)完成驅(qū)動(dòng)。在設(shè)計(jì)選用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)根據(jù)機(jī)械手的負(fù)載量來(lái)確定驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的類(lèi)型。一般來(lái)說(shuō)，重負(fù)載的機(jī)械手可選擇液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，中負(fù)載的可選擇電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，輕負(fù)載的可選擇氣壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。(2)對(duì)于作點(diǎn)位控制的注塑機(jī)械手多采用氣壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

(3)對(duì)于需要采用伺服控制的機(jī)械手多采用液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)或電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)

注塑用機(jī)械手的所有動(dòng)作都在控制系統(tǒng)的指揮下完成，尤其是機(jī)械手與注塑機(jī)的協(xié)調(diào)工作關(guān)系，更是要依賴(lài)控制系統(tǒng)來(lái)達(dá)到。在控制系統(tǒng)的指揮下，機(jī)械手按照預(yù)定的工作程序完成各個(gè)動(dòng)作，從而將注塑生產(chǎn)出的制品從模具中取出并傅送到指定地點(diǎn)或下一個(gè)生產(chǎn)工序中，并向模腔中噴灑脫模劑。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)注塑機(jī)的性能、機(jī)械手的作業(yè)條件和要求、制品的形狀和重量等來(lái)確定控制系統(tǒng)。一般來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)或選用控制系統(tǒng)應(yīng)遵循以下一些要點(diǎn)：

(l)應(yīng)確保機(jī)械手有足夠的定位精度;(2)應(yīng)注意機(jī)械手與注塑機(jī)的動(dòng)作配合協(xié)調(diào)，確保機(jī)械手抓取制品離開(kāi)模具后，注塑機(jī)和機(jī)械手能夠各自繼續(xù)進(jìn)行動(dòng)作，從而減少時(shí)間浪費(fèi);(3)應(yīng)注意控制機(jī)械手的運(yùn)行速度，既要使機(jī)械手能夠滿(mǎn)足注塑成型最短周期的要求，又要考慮是否會(huì)產(chǎn)生慣性沖擊和振動(dòng)；

(4)應(yīng)考慮控制系統(tǒng)的費(fèi)用與實(shí)際工作要求之間的平衡關(guān)系。工作步驟

注塑用機(jī)械手在抓取制品及噴灑脫模劑時(shí)一般采用如下的工作步驟：機(jī)械手手臂下降并引發(fā)注塑機(jī)開(kāi)?！⑺軝C(jī)頂出注塑制品并向機(jī)械手發(fā)出

頂出信號(hào)→機(jī)械手伸入模腔中抓取制品→機(jī)械手向模腔噴灑脫模劑→機(jī)械手上升離開(kāi)模腔→機(jī)械手向注塑機(jī)發(fā)出閉模信號(hào)并引發(fā)注塑機(jī)閉模→

機(jī)械手移動(dòng)到指定位置處放下制品→機(jī)械手回復(fù)到原位準(zhǔn)備進(jìn)行下一次動(dòng)作。5技術(shù)參數(shù)

注塑用機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)確定機(jī)械手的規(guī)格和工作性能，主要的技術(shù)參數(shù)有以下幾點(diǎn): 抓重:機(jī)械手抓取制品的額定重量或載荷；

手臂的運(yùn)動(dòng)參數(shù):包括手臂的伸縮、升降、回轉(zhuǎn)等運(yùn)動(dòng)速度和范圍;手部的抓取范圍及抓取力的大??； 定位精度:位置的設(shè)定精度和重復(fù)定位精度； 定位方式:點(diǎn)位控制或連續(xù)軌跡控制方式；

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參數(shù):控制系統(tǒng)參數(shù)；機(jī)械手的工作循環(huán)時(shí)間；自由度數(shù)目和坐標(biāo)形式等。6發(fā)展趨勢(shì)

由于注塑機(jī)械手能夠大幅度的提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本，能夠穩(wěn)定和提高注塑產(chǎn)品的質(zhì)量，避免因人為的操作失誤而造成的損失。因此，注塑機(jī)械手在注塑生產(chǎn)中的作用變得越來(lái)越重要。目前國(guó)內(nèi)的機(jī)械手類(lèi)型比較簡(jiǎn)單，且大都用于取件和噴灑脫模劑。隨著注塑成型工業(yè)的發(fā)展，以后將有越來(lái)越多的機(jī)械手用于上料、混合、自動(dòng)裝卸模具、回收廢料等各個(gè)工序上，而且將朝著智能化方向發(fā)展。

第四篇：盾構(gòu)機(jī)刀具修復(fù)技術(shù)

盾構(gòu)機(jī)刀具修復(fù)技術(shù)

采用盾構(gòu)法修建地鐵隧道，施工進(jìn)度較快，建設(shè)質(zhì)量好，而且施工過(guò)程中不需要降水，可以節(jié)省大筆費(fèi)用。但由于盾構(gòu)機(jī)及配套設(shè)備、設(shè)施的采購(gòu)和制造費(fèi)用很高，而且施工過(guò)程中所用多種消耗材料費(fèi)用也不低。所以，采用盾構(gòu)法的施工成本與傳統(tǒng)施工方法相比，并無(wú)優(yōu)勢(shì)可言。在保證工程質(zhì)量的前提下，如何有效地降低施工成本，成為企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中面臨的一個(gè)緊迫問(wèn)題。對(duì)磨損周邊刀進(jìn)行修復(fù)利用，就是在降低施工成本方面進(jìn)行的一次有益嘗試。

1盾構(gòu)機(jī)刀具磨損情況

需要修復(fù)的這批磨損周邊刀是在完成520環(huán)（約630m）隧道掘進(jìn)后更換下來(lái)的。刀具的2/5已經(jīng)被磨損，其情況見(jiàn)圖1，刀具磨損部分是正對(duì)被切削土體的迎土面部分。

刀具迎土面部分，在盾構(gòu)刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)承受很大的摩擦作用力，摩擦力的大小與千斤頂?shù)耐屏Τ烧?；另外，周邊刀安裝于刀盤(pán)的最外邊，刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)該位置的線(xiàn)速度也最大；再有，由于處于邊緣位置，離泡沫出口的位置較遠(yuǎn)，在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)程中該位置的刀具無(wú)法得到良好的潤(rùn)滑。以上多種因素導(dǎo)致了該部分的磨損最嚴(yán)重。

2盾構(gòu)機(jī)刀具修復(fù)工藝確定

從圖1中可以看到，磨損的周邊刀僅剩下一個(gè)安裝孔是完好的。修復(fù)工作的主要任務(wù)，一是完成另外兩個(gè)安裝孔的修復(fù)；二是完成切削刃和表面耐磨層的修復(fù)。據(jù)此確定總的思路是：鑄造一塊與原刀具本體成分相同、形狀與缺損部分一樣的鋼塊，與殘刀焊接在一起；然后，在修復(fù)的刀具上堆焊切削刃和耐磨層；再以原來(lái)的安裝孔為基準(zhǔn)，根據(jù)圖紙的尺寸要求加工另外兩個(gè)安裝孔；最后，對(duì)刀具與刀盤(pán)的安裝表面進(jìn)行一次精加工。

2.1修復(fù)體材料的選擇及制造

為保證修復(fù)刀具的工作性能不降低和便于與殘?bào)w進(jìn)行焊接，決定采用與原刀具本體材質(zhì)相同的材料對(duì)其進(jìn)行修復(fù)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)分析，確定原刀具本體材料為退火狀態(tài)的20Mn2。根據(jù)原圖紙和磨損刀具實(shí)物，設(shè)計(jì)加工了2個(gè)修復(fù)體模具（左右各1個(gè)）；然后，利用小冶煉爐進(jìn)行修復(fù)體的翻砂鑄造，并對(duì)工件外表面進(jìn)行噴丸處理。

2.2修復(fù)體與刀具殘?bào)w的焊接

由于刀體較厚，斷面為三角形，且整個(gè)刀具的外形不規(guī)整，要將修復(fù)體與殘刀直接焊接難度很大。為此，設(shè)計(jì)了專(zhuān)用的夾具，在焊接時(shí)將兩者精確定位，以控制焊接過(guò)程中的變形。為保證焊接質(zhì)量，焊接前須將殘刀進(jìn)行噴丸處理；為保證修復(fù)后刀體具有足夠的強(qiáng)度，兩焊接件之間采用了大坡口焊接。

2.3刀刃及耐磨焊絲的選擇

周邊刀切削列采用的堆焊材料，是該類(lèi)刀具制造的關(guān)鍵核心技術(shù)。耐磨焊絲的性能直接影響刀具的使用壽命，而國(guó)內(nèi)還沒(méi)有采用堆焊切削刃的工藝和技術(shù)。北京地區(qū)的地層主要是以沙卵石地層為主，要求所采用的盾構(gòu)周邊刀具有較好的抗沖擊磨損能力和抗磨料磨損能力，同時(shí)應(yīng)具有很好的韌性。刀具的抗磨損性能要求堆焊層金屬表面應(yīng)具有很高的硬度，而硬度提高的同時(shí)材料的韌性會(huì)隨著降低。當(dāng)堆焊金屬的硬度提高，其耐磨性增加，但同時(shí)其抗沖擊韌性隨著顯著降低。為了解決這一問(wèn)題，通過(guò)走訪(fǎng)凋研，選擇采用北京固本KB600耐磨焊絲進(jìn)行耐磨層的堆焊。該耐磨焊絲為鉻鉬鎢系堆焊焊絲，地鐵盾構(gòu)施工刀具刃口堆焊專(zhuān)用。KB600基體加入鎳合金，高耐磨耐高溫（可達(dá)950℃）而且裂紋傾向小，韌性，具有良好的抗沖擊性及耐磨性。焊縫表面成型美觀(guān)，無(wú)渣，單層硬度HRC≥60。這樣刀具既具有較高的表面硬度，又有較好的內(nèi)部韌性，克服了普通堆焊焊條的缺點(diǎn)，可以較好地滿(mǎn)足北京的沙卵石地層工況對(duì)刀具的性能要求。

KB600耐磨焊絲由北京固本科技有限公司自主研制，北京固本是國(guó)內(nèi)唯一一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)耐磨堆焊金屬材料的高新技術(shù)企業(yè)，公司是國(guó)家級(jí)大學(xué)科技園企業(yè)，并獲政府相關(guān)部門(mén)專(zhuān)項(xiàng)資助。

3盾構(gòu)機(jī)修復(fù)刀具的安裝

本次修復(fù)作業(yè)由于受時(shí)間的限制，對(duì)焊接的修復(fù)體表面，只堆焊了KB600耐磨層。盾構(gòu)機(jī)的“迎土面”部分，需承受很大的摩擦力，在原裝刀具的背面，都鑲有硬質(zhì)合金“球齒”，硬質(zhì)合金的表面硬度可達(dá)HRC87～89，具有極高的耐磨性。安裝修復(fù)好的刀具時(shí)，應(yīng)將其殘?bào)w部分凋換到“迎土面”的位置，即將刀盤(pán)大臂左右位的刀具互換位置。

4結(jié)束語(yǔ) 隨著北京地鐵建設(shè)步伐的加快，相信會(huì)有更多的盾構(gòu)機(jī)投入使用，對(duì)刀具的需求會(huì)顯著增加。北京固本科技有限公司與盾構(gòu)有關(guān)廠(chǎng)家合作開(kāi)發(fā)的盾構(gòu)刀具已成功在北京地鐵工程使用，大大超過(guò)進(jìn)口盾構(gòu)刀具使用壽命。此外，北京固本耐磨焊絲還在成都、南京、深圳、沈陽(yáng)地鐵盾構(gòu)工程中得到應(yīng)用。

第五篇：碎煤機(jī)大修技術(shù)總結(jié)

1#碎煤機(jī)大修技術(shù)總結(jié)

碎煤機(jī)是二車(chē)間的主要運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，兩臺(tái)碎煤機(jī)運(yùn)行的好壞直接影響到系統(tǒng)的高負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行。1#碎煤機(jī)由于振動(dòng)較大，軸承溫度較高，需要檢修處理。一組經(jīng)過(guò)7天的加班加點(diǎn)搶修終于完成檢修任務(wù)，整個(gè)檢修過(guò)程及檢修數(shù)據(jù)如下：

1、清洗主軸：檢查隔板及錘臂軸通孔無(wú)誤差。

2、各錘頭稱(chēng)重：最大值與最小值小于180克。根據(jù)各錘頭重量，按廠(chǎng)家要求排列安裝。（由于各錘頭重量差較大，轉(zhuǎn)子平衡達(dá)不到較好水平，容易產(chǎn)生震動(dòng)。）

3、安裝軸承：采用冷裝法，兩側(cè)軸承游隙采用壓鉛法檢測(cè)。電機(jī)側(cè) ：頂點(diǎn)游隙0.15mm，兩側(cè)0.10mm；

碎煤機(jī)尾部軸承頂點(diǎn)游隙：0.16mm，兩側(cè)0.09mm。

4、碎煤機(jī)轉(zhuǎn)子兩側(cè)與殼體間隙：37mm。

5、電機(jī)找正：用百分表進(jìn)行找正，同時(shí)用兩塊表分別找中心位置和端面平行度。

中心位置：電機(jī)軸比碎煤機(jī)軸中心位置低0.07mm。

電機(jī)軸比碎煤機(jī)軸中心位置偏西0.04mm。

端面平行度：電機(jī)軸與碎煤機(jī)軸端面平行度最大0.02mm

找正各值均在允許范圍內(nèi)（0.2mm以?xún)?nèi)）。

6、加油：碎煤機(jī)兩側(cè)軸承加二硫化鉬潤(rùn)滑脂；液力耦合器加L-TSA32汽輪機(jī)油（按工藝操作要求定量加油）。

7、檢修完成，盤(pán)車(chē)正常，進(jìn)入試車(chē)階段。2010-6-21