第一篇：選擇性激光燒結(jié)成型技術(shù)的工藝與應(yīng)用

選擇性激光燒結(jié)成型技術(shù)的研究與應(yīng)用

摘要：介紹了選擇性激光燒結(jié)成型技術(shù)的基本原理、工藝過(guò)程和特點(diǎn)，闡述了激光燒結(jié)技術(shù)的材料和設(shè)備的選擇，列舉了激光燒結(jié)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域特別是模具制造領(lǐng)域的應(yīng)用，并且分析了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題以及前景的展望。關(guān)鍵詞：快速成型；選擇型激光燒結(jié)（SLS）；模具制造 1.引言

快速原型技術(shù)（Rapid Prototyping，PR）是一種涉及多學(xué)科的新型綜合制造技術(shù)。它是借助計(jì)算機(jī)、激光、精密傳動(dòng)和數(shù)控技術(shù)等現(xiàn)代手段，根據(jù)在計(jì)算機(jī)上構(gòu)造的三位模型，能在很短時(shí)間內(nèi)直接制造產(chǎn)品模型或樣品?？焖僭图夹g(shù)改善了設(shè)計(jì)過(guò)程中的人機(jī)交流，縮短了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的周期，加快了產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度，降低了企業(yè)投資新產(chǎn)品的成本和風(fēng)險(xiǎn)。

選擇性激光燒結(jié)機(jī)技術(shù)（Selective Laser Sintering，SLS）作為快速原型技術(shù)的常用工藝，是利用粉末材料在激光照射下燒結(jié)的原理，在計(jì)算機(jī)控制下層層堆積成型。與其他快速成型工藝相比，其最大的獨(dú)特性是能夠直接制作金屬制品，而且其工藝比較簡(jiǎn)單、精度高、無(wú)需支撐結(jié)構(gòu)、材料利用率高。本文主要介紹選擇型激光燒結(jié)成型技術(shù)的基本原理、工藝特點(diǎn)、材料設(shè)備選擇以及應(yīng)用等內(nèi)容。2.選擇性激光燒結(jié)技術(shù)（SLS）

2.1 選擇性激光燒機(jī)技術(shù)（SLS）的基本原理和工藝過(guò)程

選擇性激光燒機(jī)技術(shù)（SLS）工藝是一種基于離散-堆積思想的加工過(guò)程，其成形過(guò)程可分為在計(jì)算機(jī)上的離散過(guò)程和在成形機(jī)上的堆積過(guò)程，簡(jiǎn)單描述如下：

（1）離散過(guò)程。首先用CAD軟件，根據(jù)產(chǎn)品的要求設(shè)計(jì)出零件的三維模型，然后對(duì)三維模型進(jìn)行表面網(wǎng)格處理，常用一系列相連三角形平面來(lái)逼近自由曲面，形成經(jīng)過(guò)近似處理的三維CAD模型文件。然后根據(jù)工藝要求，按一定的規(guī)則和精度要求，將CAD模型離散為一系列的單元，通常是由Z向離散為一系列層面，稱之為切片。然后將切片的輪廓線轉(zhuǎn)化成激光的掃描軌跡。

（2）堆積過(guò)程。首先，鋪粉滾筒移至最左邊，在加工區(qū)域內(nèi)用滾筒均勻地鋪上一層熱塑性粉狀材料，然后根據(jù)掃描軌跡，用激光在粉末材料表面繪出所加工的截面形狀，熱量使粉末材料熔化并在接合處與舊層粘接。當(dāng)一層掃描完成后，重新鋪粉、燒結(jié)，這樣逐層進(jìn)行，直到模型形成。因而SLS工藝是一種基于離

散堆積成形的數(shù)字化生產(chǎn)技術(shù)，通過(guò)離散把復(fù)雜的三維制造轉(zhuǎn)化為一系列的二維制造的疊加，把零件的制造過(guò)程轉(zhuǎn)化為有序的簡(jiǎn)單單元體的制造與結(jié)合過(guò)程，其意義是十分深遠(yuǎn)的。

圖1 SLS工藝基本原理

2.2 選擇性激光燒機(jī)技術(shù)（SLS）的工藝特點(diǎn)

（1）SLS技術(shù)可以制成幾何形狀任意復(fù)雜的零件模具，而不受傳統(tǒng)機(jī)械加工方法中刀具無(wú)法到達(dá)某些型面的限制。

（2）制造過(guò)程中不需要設(shè)計(jì)模具，也不需要傳統(tǒng)的刀具或工裝等生產(chǎn)準(zhǔn)備工作，加工過(guò)程只需在一臺(tái)設(shè)備上完成，成形速度快。用于模具制造，可以大大地縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，降低費(fèi)用，一般只需傳統(tǒng)加工方法30%-50%的工時(shí)和20%~35%的成本。

（3）實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)制造一體化。CAD數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化(分層和層面信息處理)可100%地自動(dòng)完成，根據(jù)層面信息可自動(dòng)生成數(shù)控代碼，驅(qū)動(dòng)成形機(jī)完成材料的逐層加工和堆積。

（4）屬非接觸式加工，加工過(guò)程中沒(méi)有振動(dòng)、噪聲和切削廢料。（5）材料利用率高，并且未被燒結(jié)的粉末可以對(duì)下一層燒結(jié)起支撐作用，因此SLS工藝不需要設(shè)計(jì)和制作復(fù)雜的支撐系統(tǒng)。

（6）成形材料多樣性是選擇性激光燒結(jié)最顯著的特點(diǎn)，理論上凡經(jīng)激光加熱后能在粉末間形成原子聯(lián)接的粉末材料都可作為SLS成形材料。目前已商業(yè)

化的材料主要有塑料粉、蠟粉、覆膜金屬粉、表面涂有粘結(jié)劑的陶瓷粉、覆膜沙等。

3.選擇性激光燒機(jī)技術(shù)（SLS）的材料和設(shè)備 3.1 選擇性激光燒結(jié)快速成型材料

選擇性激光燒結(jié)工藝材料適應(yīng)面廣，不僅能制造塑料零件，還能制造陶瓷、石蠟等材料的零件。特別是可以直接制造金屬零件，這是SLS工藝頗具吸引力。

用于SLS工藝的材料有各類粉末，包括金屬、陶瓷、石蠟以及聚合物的粉末，其粉末粒度一般在50-125微米之間。間接SLS用的復(fù)合粉末通常有兩種混合型式：一種是粘結(jié)劑粉末與金屬或陶瓷粉末按一定比例機(jī)械混合；另一種則是把金屬或陶瓷粉末放到粘結(jié)劑稀釋液中，制取具有粘結(jié)劑包裹的金屬或陶瓷粉末。實(shí)驗(yàn)表明，后者制備雖然復(fù)雜，但燒結(jié)效果較前者好。

國(guó)外的許多快速原型系統(tǒng)開(kāi)發(fā)公司和使用單位開(kāi)發(fā)了許多適合于快速原型工藝的材料，其中在SLS領(lǐng)域，以DTM公司所開(kāi)發(fā)的成型材料最具代表性。我國(guó)的快速成型材料及工藝研究相對(duì)落后，目前還處于起步階段，與國(guó)外相比還有較大差距。雖然已有多家單位進(jìn)行了研究，但還沒(méi)有專門(mén)的成型材料生產(chǎn)及銷售單位。

3.2 選擇性激光燒結(jié)快速成型制造設(shè)備

研究選擇性激光燒結(jié)設(shè)備工藝的單位有美國(guó)的DTM公司、3D Systems公司、德國(guó)的EOS公司，以及國(guó)內(nèi)的華中科技大學(xué)、北京隆源公司和中北大學(xué)等。其中，國(guó)內(nèi)華中科技大學(xué)的HRPS—ⅢA激光粉末燒結(jié)系統(tǒng)，在SLS掃描系統(tǒng)、切片模塊、數(shù)據(jù)處理、工藝規(guī)劃、和安全監(jiān)控等技術(shù)方面有自己先進(jìn)的特點(diǎn)。

圖2 選擇性激光燒結(jié)設(shè)備

4.選擇性激光燒機(jī)技術(shù)（SLS）的應(yīng)用

4.1 選擇性激光燒機(jī)技術(shù)（SLS）在快速原型制造中的應(yīng)用

可快速制造設(shè)計(jì)零件的原型，及時(shí)進(jìn)行評(píng)價(jià)、修正以提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量；使客戶獲得直觀的零件模型；制造教學(xué)、試驗(yàn)用復(fù)雜模型。單件或小批量生產(chǎn)。對(duì)于那些不能批量生產(chǎn)或形狀很復(fù)雜的零件,利用SLS 技術(shù)來(lái)制造,可降低成本和節(jié)約生產(chǎn)時(shí)間,這對(duì)航空航天及國(guó)防工業(yè)更具有重大意義。4.2 選擇性激光燒機(jī)技術(shù)（SLS）在模具制造中的應(yīng)用

（1）采用SLS技術(shù)直接制造模具。美國(guó)DTM公司于1994年推出Rapid Steel制造技術(shù)，在SLS—2000系統(tǒng)中燒結(jié)表面包覆樹(shù)脂材料的鐵粉，初次成形零件后，置人銅粉中再一起放人高溫爐進(jìn)行二次燒結(jié)，制造出的注塑模在性能上相當(dāng)于7075鋁合金，壽命可達(dá)5萬(wàn)件以上。

（2）采用SLS技術(shù)快速制作高精度的復(fù)雜塑料模，代替木模進(jìn)行砂型鑄造。或者將鑄造樹(shù)脂砂作為巧燒結(jié)材料，直接生產(chǎn)出帶有鑄件型腔的樹(shù)脂砂模型, 進(jìn)行一次性澆鑄。在鑄造行業(yè)中, 傳統(tǒng)制造木模的方法，不僅周期長(zhǎng)、精度低，而且對(duì)于一些復(fù)雜的鑄件，例如葉片、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋等制造木模困難。采用SLS技術(shù)可以克服傳統(tǒng)制模方法的上述問(wèn)題，制模速度快，成本低，可完成復(fù)雜模具的整體制造。

（3）選擇易熔消失模料作為燒結(jié)材料，采用SLS技術(shù)快速制作消失模，用于熔模鑄造，得到金屬精密制件或模具。運(yùn)用SLS技術(shù)能制造出任意復(fù)雜形狀的蠟型，實(shí)現(xiàn)快速、高精度、小批量生產(chǎn)。

（4）根據(jù)原型制造精度較高的EDM電極，然后由電火花加工模具型腔。一個(gè)中等大小，較為復(fù)雜的電極，通常只需要4到8小時(shí)即可完成，而且復(fù)形精度完全能滿足圖紙的要求。福特汽車公司曾采用此技術(shù)制造汽車模具取得了滿意的效果。

（5）以SLS成形實(shí)體為母模，翻制硅橡膠模，石膏模，環(huán)氧樹(shù)脂模，或者通過(guò)RP技術(shù)制作模具的基本原型，然后對(duì)其進(jìn)行表面處理，通過(guò)金屬冷噴涂或電鑄等方法，在原型表面形成一定厚度且具有一定強(qiáng)度、硬度和表面質(zhì)量的薄膜制作模具。

（6）將RP技術(shù)與精密鑄造技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)金屬模具的快速制造。上海

交通大學(xué)開(kāi)發(fā)了具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鑄造模樣計(jì)算機(jī)輔助快速制造系統(tǒng)，為汽車行業(yè)制造了多種模具，北京隆源自動(dòng)成型系統(tǒng)有限公司也為企業(yè)制造了多種精密鑄模。

5.選擇性激光燒機(jī)技術(shù)（SLS）的現(xiàn)狀與展望

近十幾年來(lái)SLS技術(shù)得到了飛速發(fā)展，獲得了良好的應(yīng)用效果，但作為一項(xiàng)新興制造技術(shù)，尚處于一個(gè)不斷發(fā)展、不斷完善的過(guò)程之中。目前,SLS技術(shù)存在能量消耗大、成形件內(nèi)部疏松多孔、表面粗糙度較大，機(jī)械性能低等缺點(diǎn)，直接燒結(jié)金屬零件模具的技術(shù)也不成熟，需要復(fù)雜的后處理工藝，以此還有很大的發(fā)展空間。

（1）成形工藝和設(shè)備的開(kāi)發(fā)與改進(jìn)，以提高成型件的表面質(zhì)量、尺寸精度和機(jī)械性能。

（2）新材料成型機(jī)理、成型性的研究與開(kāi)發(fā)，為SLS 提供具有良好綜合性能的燒結(jié)粉末材料及形成快速成型材料的商品化。

（3）探索SLS 技術(shù)與傳統(tǒng)加工、特種加工等技術(shù)相結(jié)合的多種加工手段的綜合工藝，為快速模具、工具制造提供新的技術(shù)手段。

（4）后處理工藝的優(yōu)化。利用SLS 雖可直接成型金屬零件，但成型件的機(jī)械性能和熱學(xué)性能還不能很好滿足直接使用的要求，經(jīng)后處理后可明顯得到改善，但對(duì)尺寸精度有所影響，這就需要優(yōu)化設(shè)計(jì)現(xiàn)有的后處理工藝以提高綜合質(zhì)量。

我國(guó)SLS技術(shù)起步比較晚，起點(diǎn)比較低，雖然經(jīng)過(guò)近幾年的發(fā)展取得了一系列的進(jìn)步和成績(jī)，但同時(shí)應(yīng)該清醒的認(rèn)識(shí)到與國(guó)外先進(jìn)水平的差距。因此，我們務(wù)必加緊包括選擇性激光燒結(jié)成型技術(shù)在內(nèi)的快速原型技術(shù)的發(fā)展，以適應(yīng)新形勢(shì)下制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。6.結(jié)語(yǔ)

選擇性激光燒結(jié)技術(shù)（SLS），是一種基于離散—堆積思想的加工過(guò)程，根據(jù)所選材料的差異有不同的工藝方法和加工方式。由于自身優(yōu)勢(shì)，SLS已經(jīng)得到了飛速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，但也存在一些缺陷和不足。只有在實(shí)際工作中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，才能設(shè)計(jì)出既滿足使用要求有滿足燒結(jié)工藝要求的模型。隨著SLS 技術(shù)的發(fā)展,新工藝、新材料的不斷出現(xiàn),勢(shì)必會(huì)對(duì)未來(lái)的實(shí)際零件制造產(chǎn)生重大影響，對(duì)制造業(yè)產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用。

第二篇：3D打印技術(shù)之SLS(選擇性燒結(jié)成型法)

3D打印技術(shù)之SLS（選擇性燒結(jié)成型法）

粉末材料選擇性燒結(jié)（Selected Laser Sintering）

粉末材料選擇性燒結(jié)采用二氧化碳激光器對(duì)粉末材料（塑料粉等與粘結(jié)劑的混合粉）進(jìn)行選擇性燒結(jié)，是一種由離散點(diǎn)一層層堆集成三維實(shí)體的快速成型方法。

粉末材料選擇性燒結(jié)采用二氧化碳激光器對(duì)粉末材料（塑料粉、陶瓷與粘結(jié)劑的混合粉、金屬與粘結(jié)劑的混合粉等）進(jìn)行選擇性燒結(jié)，是一種由離散點(diǎn)一層層對(duì)集成三維實(shí)體的工藝方法。

在開(kāi)始加工之前，先將充有氮?dú)獾墓ぷ魇疑郎?，并保持在粉末的熔點(diǎn)一下。成型時(shí)，送料筒上升，鋪粉滾筒移動(dòng)，先在工作平臺(tái)上鋪一層粉末材料，然后激光束在計(jì)算機(jī)控制下按照截面輪廓對(duì)實(shí)心部分所在的粉末進(jìn)行燒結(jié)，使粉末溶化繼而形成一層固體輪廓。

第一層燒結(jié)完成后，工作臺(tái)下降一截面層的高度，在鋪上一層粉末，進(jìn)行下一層燒結(jié)，如此循環(huán)，形成三維的原型零件。最后經(jīng)過(guò)5-10小時(shí)冷卻，即可從粉末缸中取出零件。未經(jīng)燒結(jié)的粉末能承托正在燒結(jié)的工件，當(dāng)燒結(jié)工序完成后，取出零件。粉末材料選擇性燒結(jié)工藝適合成型中小件，能直接的到塑料、陶瓷或金屬零件，零件的翹曲變形比液態(tài)光敏樹(shù)脂選擇性固化工藝要小。但這種工藝仍需對(duì)整個(gè)截面進(jìn)行掃描和燒結(jié)，加上工作室需要升溫和冷卻，成型時(shí)間較長(zhǎng)。此外，由于受到粉末顆粒大小及激光點(diǎn)的限制，零件的表面一般呈多孔性。

在燒結(jié)陶瓷、金屬與粘結(jié)劑的混合粉并得到原型零件后，須將它置于加熱爐中，燒掉其中的粘結(jié)劑，并在孔隙中滲入填充物，其后處理復(fù)雜。粉末材料選擇性燒結(jié)快速原型工藝適合于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可視化表現(xiàn)和制作功能測(cè)試零件。由于它可采用各種不同成分的金屬粉末進(jìn)行燒結(jié)、進(jìn)行滲銅等后處理，因而其制成的產(chǎn)品可具有與金屬零件相近的機(jī)械性能，但由于成型表面較粗糙，滲銅等工藝復(fù)雜，所以有待進(jìn)一步提高。

選擇性激光燒結(jié)（SLS）優(yōu)點(diǎn)

?（1）可以采用多種材料。從理論上說(shuō)，任何加熱后能夠形成原子間粘結(jié)的粉末材料都可以作為SLS的成型材料。

?（2）過(guò)程與零件復(fù)雜程度無(wú)關(guān)，制件的強(qiáng)度高。

?（3）材料利用率高，為燒結(jié)的粉末可重復(fù)使用，材料無(wú)浪費(fèi)。?（4）無(wú)須支撐結(jié)構(gòu)。

?（5）與其他成型方法相比，能生產(chǎn)較硬的模具。SLS的缺點(diǎn)

?（1）原型結(jié)構(gòu)疏松、多孔，且有內(nèi)應(yīng)力，制作易變性。?（2）生成陶瓷、金屬制件的后處理較難。?（3）需要預(yù)熱和冷卻。

?（4）成型表面粗糙多孔，并受粉末顆粒大小及激光光斑的限制。?（5）成型過(guò)程產(chǎn)生有毒氣體及粉塵，污染環(huán)境。

第三篇：SLS激光快速成型技術(shù)原理特點(diǎn)及工藝方法

激光快速成型技術(shù)原理特點(diǎn)及工藝方法

快速成型技術(shù)是近年來(lái)制造技術(shù)領(lǐng)域的一次重大突破和革命性的發(fā)展，激光快速成型技術(shù)是其必不可少的重要組成部分。今天由湖南華曙高科專業(yè)人員分析激光快速成型技術(shù)原理特點(diǎn)及工藝方法。

八十年代后期發(fā)展起來(lái)的快速成型是基于分層技術(shù)、堆積成型，直接根據(jù)CAD模型快速生產(chǎn)樣件或零件的先進(jìn)制造成組技術(shù)總稱。ＲＰ技術(shù)綜合了激光、CADCAM、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造、光化學(xué)、新型材料等科學(xué)技術(shù)的研究成果，不需任何機(jī)械加工設(shè)備即可快速精確地制造復(fù)雜形狀的物體,它不同于傳統(tǒng)的去除成型、拼合成型及受迫成型等加工方法，它是利用材料累加法直接制造金屬及各種復(fù)合材料零件。常用的RP工藝有四種：1）立體光刻又稱液料光固化2）選擇性激光燒結(jié)3）熔絲沉積4）分層實(shí)體制造等。其中，立體光刻是精度最高和應(yīng)用最廣的一種快速成型工藝。

以激光作為加工能源的激光快速成型是快速成型技術(shù)的重要組成部分，它集成了ＣＡＤ技術(shù)、激光技術(shù)和材料科學(xué)等現(xiàn)代科技成果。激光快速成型原理是用ＣＡＤ生成的三維實(shí)體模型?？焖僦圃斐龅哪Ｐ突驑蛹芍苯佑糜谛庐a(chǎn)品設(shè)計(jì)驗(yàn)證、功能驗(yàn)證、工程分析、市場(chǎng)訂貨及企業(yè)決策等，縮短新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，降低研發(fā)成本，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。激光快速成型技術(shù)主要特點(diǎn)可分為三種：1）制造速度快，成本低，節(jié)約了時(shí)間和成本，為傳統(tǒng)的制造方法添增了新的活力。實(shí)習(xí)自由制造，產(chǎn)品制造過(guò)程以及產(chǎn)品造價(jià)幾乎和產(chǎn)品的復(fù)雜性和批量無(wú)關(guān)。2）采用非接觸的加工模式，沒(méi)有傳統(tǒng)加工的殘余力問(wèn)題，工具的更新問(wèn)題，無(wú)切割、噪聲等，有利于保護(hù)環(huán)境。3）可實(shí)現(xiàn)快速鑄造，快速模具制造，特別適用于新品的開(kāi)發(fā)和單件零件的生產(chǎn)。

湖南華曙高科簡(jiǎn)單的介紹激光快速成型技術(shù)的工藝方法，其實(shí)，激光快速成型技術(shù)包括 很多種工藝方法，其中相對(duì)成熟的有立體光固、選擇性激光燒結(jié)、分層實(shí)體制造、激光熔覆 成形、激光近形制造等。

本文由湖南華曙高科快速模型小編整理完成。

第四篇：【技術(shù)】淺談?wù)w成型工藝

【技術(shù)】淺談?wù)w成型工藝

背景

復(fù)合材料由于具有高比強(qiáng)度、高比剛度、性能可設(shè)計(jì)、抗疲勞性和耐腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)，因此越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各類航空飛行器,大大地促進(jìn)了飛行器的輕量化、高性能化、結(jié)構(gòu)功能一體化。復(fù)合材料的應(yīng)用部位已由非承力部件及次承力部件發(fā)展到主承力部件，并向大型化、整體化方向發(fā)展，先進(jìn)復(fù)合材料的用量已成為航空器先進(jìn)性的重要標(biāo)志。復(fù)合材料整體成型是指采用復(fù)合材料的共固化（Co-curing）、共膠接（Co-bonding）、二次膠接（Secondary bonding）或液體成型等技術(shù)和手段，大量減少零件和緊固件數(shù)目，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)從設(shè)計(jì)到制造一體化成型的相關(guān)技術(shù)。在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，將幾十甚至上百個(gè)零件減少到一個(gè)或幾個(gè)零件，減少分段、減少對(duì)接、節(jié)省裝配時(shí)間，可大幅度地減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量，并降低結(jié)構(gòu)成本，而且充分利用了固化前復(fù)合材料靈活性的特點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外航空領(lǐng)域廣泛地采用整體成型復(fù)合材料主構(gòu)件，如諾·格公司的B2轟炸機(jī)、波音（Boeing）公司的787飛機(jī)和洛·馬公司的F35戰(zhàn)斗機(jī)均在機(jī)身和機(jī)翼部件中大量運(yùn)用整體成型復(fù)合材料，整體成型結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為挖掘復(fù)合材料結(jié)構(gòu)效率，實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料功能結(jié)構(gòu)一體化以及降低復(fù)合材料制造成本的大方向。一某輕型公務(wù)機(jī)整體化復(fù)合材料中機(jī)身 01 成型材料02 成型方法上半模、下半模分別鋪貼完成后合模，并進(jìn)行接縫補(bǔ)強(qiáng)，最后固化成型。綜合考慮工裝的重量及與復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)的匹配性，選擇復(fù)合材料工裝，為了減輕增壓艙上半模重量，上半模型面只采用復(fù)合材料型板進(jìn)行加強(qiáng)，與金屬結(jié)構(gòu)支架的連接是可卸的，以利于翻轉(zhuǎn)組合及吊裝，圖2 為工裝示意圖。目前，夾層結(jié)構(gòu)的成型方法可以根據(jù)面板與蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的成型步驟分為共膠接法、二次膠接法和共固化法，對(duì)特殊要求的結(jié)構(gòu)還可以采取分步固化。通過(guò)對(duì)機(jī)身結(jié)構(gòu)鋪層設(shè)計(jì)分析，對(duì)上、下半模合模位置進(jìn)行了鋪層補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)，這就排除了采用上、下半模分別成型，然后二次膠接方法的可能。另外，由于整體性要求，若采用分步固化技術(shù)，機(jī)身外蒙皮固化粘結(jié)后形成內(nèi)部機(jī)身艙腔體，局部位置內(nèi)蒙皮的鋪疊操作難度太大，幾乎無(wú)法實(shí)現(xiàn)，所以針對(duì)中機(jī)身整體結(jié)構(gòu)，采用共固化技術(shù)。同時(shí)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料特性及質(zhì)量要求等對(duì)主要工藝展開(kāi)研究如下：（1）預(yù)浸料鋪層及剪口優(yōu)化技術(shù)；（2）蜂窩芯加工及定位技術(shù)；（3）蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的共固化工藝參數(shù)確定。二工藝路線及主要工藝措施

01 工藝流程中機(jī)身整體成型工藝采用共固化技術(shù)，即分別在上、下半模鋪疊外蒙皮；然后鋪放膠膜，定位蜂窩芯及預(yù)埋件；最后鋪疊內(nèi)蒙皮，合模，固化。主要工藝流程如圖3 所示。02 主要工藝措施（1）鋪層展開(kāi)及優(yōu)化。采用CATIA 軟件CPD 模塊對(duì)中機(jī)身鋪層進(jìn)行可制造性分析，發(fā)現(xiàn)整層設(shè)計(jì)的預(yù)浸料層在結(jié)構(gòu)突變的位置無(wú)法展開(kāi)，并且纖維角度變化非常大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離了設(shè)計(jì)給出的鋪層角度，如圖4 所示。這是因?yàn)橹袡C(jī)身型面復(fù)雜，而對(duì)于復(fù)雜曲面上的鋪層，進(jìn)行二維展開(kāi)時(shí)，既要保證鋪層能夠展開(kāi)，還要保證展開(kāi)的鋪層與3D 模型上邊界一致，往往存在較大的困難。只有當(dāng)制造可行性分析表明纖維變形在可接受范圍內(nèi)才可以進(jìn)行鋪層展開(kāi)。所以在對(duì)復(fù)合材料分層數(shù)模進(jìn)行工藝分析時(shí)，對(duì)不同位置作為起鋪點(diǎn)的纖維角度變化進(jìn)行分析，找出變形面積最小的鋪疊起始位置，再通過(guò)鋪層拼接及開(kāi)剪口技術(shù)找到最優(yōu)且滿足設(shè)計(jì)鋪層角度公差的工藝設(shè)計(jì)方案，圖5 為經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的鋪層展開(kāi)分析圖。（2）蜂窩芯預(yù)處理。整個(gè)增壓艙除了防火墻和翼盒外均使用19.05mm 過(guò)拉伸NOMEX蜂窩芯，其主要特點(diǎn)是蜂窩縱向柔性較大，易變形，貼模性好，適合成型曲度較大的零件。此種蜂窩芯的理論外形尺寸為2.44m×0.99m，而增壓艙上下兩部分的蜂窩芯展開(kāi)尺寸約4m×2.5m，其尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出蜂窩芯的外形尺寸，且蜂窩芯外形復(fù)雜，如圖6 所示。制造過(guò)程中蜂窩芯需要拼接，常規(guī)蜂窩芯拼接是將蜂窩按位置要求分塊后進(jìn)行型面銑切，然后拼接。但過(guò)拉伸蜂窩芯收縮性較大，采取先銑切后拼接的方式，由于收縮會(huì)造成實(shí)際拼接時(shí)比理論外形小15~20mm，所以研制過(guò)程采用拼接膠先將蜂窩芯拼接，同時(shí)進(jìn)行穩(wěn)定化處理，如圖7 所示，然后進(jìn)行外形銑切，可以把誤差控制在±3mm 范圍以內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求。（3）蜂窩芯及預(yù)埋件定位。

為了準(zhǔn)確定位蜂窩芯和預(yù)埋件，在工裝制造過(guò)程中就通過(guò)數(shù)控加工和定位預(yù)埋襯套和螺栓，用于定位蜂窩芯定位樣板和預(yù)埋件。預(yù)埋件主要是翼盒、防火墻、舷窗等已固化零件，預(yù)埋件與蜂窩芯之間采用填充膠填充，以起到填充、補(bǔ)強(qiáng)和粘接的作用。（4）制袋。

將鋪疊完的上、下半模合模，鋪疊補(bǔ)強(qiáng)層后進(jìn)行制袋，由于中機(jī)身尺寸大，機(jī)身內(nèi)部閉角多，排袋困難，容易架橋，局部地區(qū)由于導(dǎo)氣不暢通，造成假真空。通過(guò)模擬和試驗(yàn)的方法，確定整體真空袋尺寸，通過(guò)制作“子母袋”的方法，將上、下半模整體包覆。另外，采用3/4”的抽氣嘴分布于機(jī)身內(nèi)部各處閉角附近，并確保各抽氣嘴之間透氣層的連續(xù)性，避免假真空。圖8 為合模后制袋。（5）固化。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在升溫固化過(guò)程中經(jīng)歷復(fù)雜的熱-化學(xué)變化，溫度、壓力及保溫時(shí)間等工藝參數(shù)的確定對(duì)結(jié)構(gòu)成型過(guò)程有著重要的影響，最終關(guān)聯(lián)著質(zhì)量問(wèn)題。如果工藝參數(shù)選擇不當(dāng)，常常使復(fù)合材料形成不同類型的缺陷，如分層、孔隙、脫粘等。在中機(jī)身的成型過(guò)程中，按簡(jiǎn)單的材料工藝進(jìn)行固化，即室溫升至130℃，保溫2h，降溫至60℃，結(jié)果發(fā)現(xiàn)固化保溫過(guò)程中局部位置溫度突變，存在集中放熱的現(xiàn)象，如圖9 所示，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)部分區(qū)域存在大面積氣孔和疏松現(xiàn)象。分析原因，主要是由于中機(jī)身模具是一個(gè)一端封閉的結(jié)構(gòu)，且機(jī)身模具各部位厚度差別較大，整體溫度場(chǎng)均勻性不好，造成成型過(guò)程溫度場(chǎng)難以保證，直接影響固化質(zhì)量。為解決這一問(wèn)題，需進(jìn)行工藝參數(shù)的調(diào)整，以材料規(guī)范中材料本身的固化參數(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)典型結(jié)構(gòu)零件固化爐成型工藝研究，采用雙臺(tái)階固化曲線（見(jiàn)圖10），結(jié)果表明，在樹(shù)脂凝膠點(diǎn)87℃保溫1.5h（第一臺(tái)階），在樹(shù)脂進(jìn)行了部分固化反應(yīng)，釋放了一定的固化反應(yīng)熱，這樣，能夠減小在最終固化溫度130℃固化過(guò)程中的固化反應(yīng)熱釋放，減小了溫度場(chǎng)差異，有利于排除揮發(fā)分，保證固化度一致性。（6）外形銑切及檢測(cè)。

中機(jī)身的風(fēng)擋、舷窗、艙門(mén)等處采用外形銑切型架及靠模的方式進(jìn)行銑切，如圖11 所示。經(jīng)無(wú)損及型面檢測(cè)，均能滿足設(shè)計(jì)要求。三結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)某型公務(wù)機(jī)中機(jī)身整體成型技術(shù)的研究，證明了該結(jié)構(gòu)采用蜂窩預(yù)處理及定位，上、下模組合成型及共固化工藝的制造方案是可行的。本研究也是對(duì)我國(guó)通用飛機(jī)復(fù)合材料主結(jié)構(gòu)整體成型工藝的一次有益探索，提升了我國(guó)通用飛機(jī)復(fù)合材料技術(shù)設(shè)計(jì)和制造水平，對(duì)推動(dòng)我國(guó)通用飛機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的作用和意義。

第五篇：材料成型及控制工程與自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

材料成型及控制工程與自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

材料成型及控制工程有四個(gè)方向：焊接、鑄造、熱處理、鍛壓。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展材料成型也變得越來(lái)越機(jī)械化和自動(dòng)化。當(dāng)今制造技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)是：制造技術(shù)向著自動(dòng)化、集成化和智能化的方向發(fā)展。

焊接：近20年來(lái)，隨著數(shù)字化，自動(dòng)化，計(jì)算機(jī)，機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，以及對(duì)焊接質(zhì)量的高度重視，自動(dòng)焊接已發(fā)展成為一種先進(jìn)的制造技術(shù)，自動(dòng)焊接設(shè)備在各工業(yè)的應(yīng)用中所發(fā)揮的作用越來(lái)越大，應(yīng)用范圍正在迅速擴(kuò)大。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，焊接生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化和自動(dòng)化是焊接機(jī)構(gòu)制造工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢(shì)。焊接采用加熱和加壓或其他方法使熱塑性塑料制品的兩個(gè)或多個(gè)表面熔合成為一個(gè)整體的方法。自動(dòng)化采用具有自動(dòng)控制，能自動(dòng)調(diào)節(jié)、檢測(cè)、加工的機(jī)器設(shè)備、儀表，按規(guī)定的程序或指令自動(dòng)進(jìn)行作業(yè)的技術(shù)措施。其目的在于增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低成本和勞動(dòng)強(qiáng)度、保障生產(chǎn)安全等。自動(dòng)化程度已成為衡量現(xiàn)代國(guó)家科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一?，F(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)主要依靠計(jì)算機(jī)控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。焊接生產(chǎn)自動(dòng)化是焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的方向。現(xiàn)代焊接自動(dòng)化技術(shù)將在高性能的微機(jī)波控焊接電源基礎(chǔ)上發(fā)展智能化焊接設(shè)備，在現(xiàn)有的焊接機(jī)器人基礎(chǔ)上發(fā)展柔性焊接工作站和焊接生產(chǎn)線，最終實(shí)現(xiàn)焊接計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS。

在焊接設(shè)備中發(fā)展應(yīng)用微機(jī)自動(dòng)化控制技術(shù)，如數(shù)控焊接電源、智能焊機(jī)、全自動(dòng)專用焊機(jī)和柔性焊接機(jī)器人工作站。微機(jī)控制系統(tǒng)在各種自動(dòng)焊接與切割設(shè)備中的作用不僅是控制各項(xiàng)焊接參數(shù)，而且必須能夠自動(dòng)協(xié)調(diào)成套焊接設(shè)備各組成部分的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作，即實(shí)現(xiàn)焊接生產(chǎn)數(shù)控化、自動(dòng)化與智能化。微機(jī)控制焊接電源已成為自動(dòng)化專用焊機(jī)的主體和智能焊接設(shè)備的基礎(chǔ)。如微機(jī)控制的晶閘管弧焊電源、晶體管弧焊電源、逆變弧焊電源、多功能弧焊電源、脈沖弧焊電源等。微機(jī)控制的IGBT式逆變焊接電源，是實(shí)現(xiàn)智能化控制的理想設(shè)備。數(shù)控式的專用焊機(jī)大多為自動(dòng)TIG焊機(jī)，如全自動(dòng)管/管TIG焊機(jī)、全自動(dòng)管/板TIG焊機(jī)、自動(dòng)TIG焊接機(jī)床等。在焊接生產(chǎn)中經(jīng)常需要根據(jù)焊件特點(diǎn)設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化的焊接工藝裝備，如焊接機(jī)床、焊接中心、焊接生產(chǎn)線等自制的成套焊接設(shè)備，大多可采用通用的焊接電源、自動(dòng)焊機(jī)頭、送絲機(jī)構(gòu)、焊車等設(shè)備組合，并由一個(gè)可編程的微機(jī)控制系統(tǒng)將其統(tǒng)一協(xié)調(diào)成一個(gè)整體。

鑄造：熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融金屬澆入鑄型，凝固后獲得一定形狀、尺寸、成分、組織和性能鑄件的成形方法。鑄造是人類掌握比較早的一種金屬熱加工工藝，已有約6000年的歷史。中國(guó)約在公元前1700～前1000年之間已進(jìn)入青銅鑄件的全盛期，工藝上已達(dá)到相當(dāng)高的水平。鑄造是指將室溫中為液態(tài)但不久后將固化的物質(zhì)倒入特定形狀的鑄模待其凝固成形的加工方式。被鑄物質(zhì)多為原為固態(tài)但加熱至液態(tài)的金屬（例：銅、鐵、鋁、錫、鉛等），而鑄模的材料可以是沙、金屬甚至陶瓷。因應(yīng)不同要求，使用的方法也會(huì)有所不同。隨著科技技術(shù)的發(fā)展國(guó)內(nèi)的鑄造技術(shù)也飛速發(fā)展近年開(kāi)發(fā)推廣了一些先進(jìn)熔煉設(shè)備，提高了金屬液溫度和綜合質(zhì)量，開(kāi)始引進(jìn)AOD、VOD等精煉設(shè)備和技術(shù)，提高了高級(jí)合金鑄鋼的內(nèi)在質(zhì)量。直讀光譜儀和熱分析儀，爐前有效控制了金屬液成分，采用超聲波等檢測(cè)方法控制鑄件質(zhì)量。一些大中型鑄造企業(yè)開(kāi)始在熔煉方面用計(jì)算機(jī)技術(shù)，控制金屬液成分、溫度及生產(chǎn)率等。成都科技大學(xué)研制成砂處理在線控制系統(tǒng)，清華大學(xué)等開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)輔助砂型控制系統(tǒng)軟件，華中科技大學(xué)成功開(kāi)發(fā)商品化鑄造CAE軟件。鑄造業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展快速，部分鑄造企業(yè)網(wǎng)上電子商務(wù)活動(dòng)活躍，如一些鑄造模具廠實(shí)現(xiàn)了異地設(shè)計(jì)和遠(yuǎn)程制造。

鑄造專家系統(tǒng)研究雖然起步晚，但進(jìn)步快。先后推出了型砂質(zhì)量管理專家系統(tǒng)、鑄造缺陷分析專家系統(tǒng)、自硬砂質(zhì)量分析專家系統(tǒng)、壓鑄工藝參數(shù)設(shè)計(jì)及缺陷診斷專家系統(tǒng)等。機(jī)械手、機(jī)器人在落砂、鑄件清理、壓鑄及熔模鑄造生產(chǎn)中開(kāi)始應(yīng)用。精確成形技術(shù)和近精確成形技術(shù)，大力發(fā)展可視化鑄造技術(shù)，推動(dòng)鑄造過(guò)程數(shù)值模擬技術(shù)CAE向集成、虛擬、智能、實(shí)用化發(fā)展；基于特征化造型的鑄造CAD系統(tǒng)將是鑄造企業(yè)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和前提，新一代鑄造CAD系統(tǒng)應(yīng)是一個(gè)集模擬分析、專家系統(tǒng)、人工智能于一體的集成化系統(tǒng)。采用模塊化體系和統(tǒng)一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，且與CAM／CAPP?ERP／RPM等無(wú)縫集成；促使鑄造工裝的現(xiàn)代化水平進(jìn)一步提高，全面展開(kāi)CAD／CAM／CAE／RPM、反求工程、并行工程、遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)與制造、計(jì)算機(jī)檢測(cè)與控制系統(tǒng)的集成化、智能化與在線運(yùn)行，催發(fā)傳統(tǒng)鑄造業(yè)的革命性進(jìn)步。

鍛壓是鍛造和沖壓的合稱，是利用鍛壓機(jī)械的錘頭、砧塊、沖頭或通過(guò)模具對(duì)坯料施加壓力，使之產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需形狀和尺寸的制件的成形加工方法。“鍛壓”作為金屬加工的主要方法和手段之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位，是裝備制造業(yè)，特別是機(jī)械、汽車行業(yè)，以及軍工、航空航天工業(yè)中的不可或缺的主要加工工藝。隨著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整的不斷深化，作為支柱產(chǎn)業(yè)的汽車制造業(yè)的大發(fā)展，為我國(guó)的鍛壓行業(yè)發(fā)展?fàn)I造了一個(gè)非常好的機(jī)會(huì)。近幾年在設(shè)備制造技術(shù)和加工技術(shù)上都取得很大的進(jìn)展，行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力得到提升，某些技術(shù)水平已進(jìn)入世界先進(jìn)行列。

但隨著中國(guó)汽車工業(yè)的快速發(fā)展，國(guó)產(chǎn)鍛造設(shè)備存在的不足日益凸顯。其中，擁有中國(guó)自己產(chǎn)權(quán)的通用鍛壓設(shè)備多處于較低的水平，目前鍛壓設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)是集機(jī)械、電子、液壓、氣動(dòng)及檢測(cè)等方面的最新技術(shù)于一體，自動(dòng)化程度高、換模快速、工作可靠、噪聲低、防護(hù)完善、精度高。近年來(lái)又發(fā)展了數(shù)控系統(tǒng)，能和電子計(jì)算機(jī)、工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)換模系統(tǒng)及自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)等相結(jié)合，構(gòu)成多種系列的柔性制造單元（FMC）和柔性制造系統(tǒng)（FMS），并向電子計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）的方向逼近。

金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質(zhì)中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時(shí)間后，又以不同速度在不同的介質(zhì)中冷卻，通過(guò)改變金屬材料表面或內(nèi)部的顯微組織結(jié)構(gòu)來(lái)控制其性能的一種工藝。在熱處理過(guò)程中對(duì)溫度的檢測(cè)和記錄非常的重要，溫度控制的不好對(duì)產(chǎn)品的影響十分的大，所以溫度的檢測(cè)十分的重要，在整個(gè)過(guò)程的溫度的變化趨勢(shì)也顯得十分的重要，導(dǎo)致在熱處理的過(guò)程中必須對(duì)溫度的變化進(jìn)行記錄，可以方便以后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，也可以查看到底是哪段時(shí)間溫度沒(méi)有達(dá)到要求。這樣對(duì)以后的熱處理進(jìn)行改進(jìn)起到非常大的作用實(shí)現(xiàn)一定程度上的自動(dòng)化。

日前，中鋼邢機(jī)通過(guò)對(duì)熱處理爐群的自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)，在所屬異型公司成功完成單臺(tái)爐體單機(jī)控制向整個(gè)爐群?jiǎn)螜C(jī)管控的“集中化”轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)企業(yè)爐群自動(dòng)化控制的新突破?！凹谢惫芸鼐褪怯蓡闻_(tái)主機(jī)整體集中完成整個(gè)爐群的自動(dòng)化控制工作，通過(guò)建立熱處理爐群自動(dòng)化控制的獨(dú)立整體管控網(wǎng)絡(luò)，改變每臺(tái)熱處理爐都有一臺(tái)主機(jī)主控的傳統(tǒng)模式。企業(yè)探索實(shí)施“熱處理爐群控制集中化管理”，最初是基于對(duì)企業(yè)擴(kuò)能上量后熱處理爐數(shù)量增多、生產(chǎn)用電不易調(diào)配問(wèn)題的解決。經(jīng)過(guò)在異型公司試點(diǎn)進(jìn)行實(shí)際改造實(shí)施后，使熱處理爐群能夠結(jié)合排產(chǎn)計(jì)劃，對(duì)照峰谷用電時(shí)間段，實(shí)現(xiàn)對(duì)每臺(tái)熱處理爐作業(yè)的自動(dòng)程序化科學(xué)調(diào)控，從而大大降低了作業(yè)用電成本。同時(shí)使企業(yè)設(shè)備管理更趨便捷科學(xué)，運(yùn)行效率明顯提升，目前每班只需2人即可完成17臺(tái)熱處理爐的日常作業(yè)管理。為了使工件在生產(chǎn)線上自如地完成整個(gè)所要求的熱處理工藝過(guò)程，被特定設(shè)計(jì)的連續(xù)爐相互連接溝通。爐膛內(nèi)可多方位貫通，并可使工件料筐90℃角轉(zhuǎn)入下道加熱區(qū)或過(guò)渡保溫箱，經(jīng)傳送抵達(dá)下一工序或進(jìn)入冷卻室冷卻。這種爐體結(jié)構(gòu)和傳送裝置都具有相當(dāng)高的水平。以可控氣氛箱式爐為例，為滿足滲碳、碳氮共滲、氮碳共滲、淬火或光亮淬火、等溫淬火等熱處理工藝的實(shí)施，料盤(pán)和料架上的工件以冷鏈驅(qū)動(dòng)的方式自動(dòng)送入、通過(guò)和送出爐膛，在各自的爐子中完成所要求的工藝。箱式爐與相應(yīng)的計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量、控制與調(diào)節(jié)系統(tǒng)連用，形成各個(gè)獨(dú)立的模塊單元，易于相互連接，構(gòu)成完善、靈活、組合式自動(dòng)熱處理系統(tǒng)。

電子計(jì)算機(jī)在熱處理中的應(yīng)用，包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)(CAM)、計(jì)算機(jī)輔助選材(CAMS)、熱處理事務(wù)辦公自動(dòng)化(OA)、熱處理數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng)等，它為熱處理工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)、工藝過(guò)程的自動(dòng)控制、質(zhì)量檢測(cè)與統(tǒng)計(jì)分析等，提供了先進(jìn)的工具和手段。計(jì)算機(jī)在熱處理中的應(yīng)用，最初主要用于熱處理工藝程序和工藝參數(shù)(溫度、時(shí)間、氣氛、壓力、流量等)的控制，現(xiàn)在也用于熱處理設(shè)備、生產(chǎn)線和熱處理車間的自動(dòng)控制和生產(chǎn)管理，還有的用計(jì)算機(jī)進(jìn)行熱處理工藝、熱處理設(shè)備、熱處理車間設(shè)計(jì)中的各種計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)。在熱處理中引入計(jì)算機(jī)，可實(shí)現(xiàn)熱處理生產(chǎn)的自動(dòng)化，保證熱處理工藝的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量的再現(xiàn)性，并使熱處理設(shè)備向高效、低成本、柔性化和智能化的方向發(fā)展。計(jì)算機(jī)在熱處理中的應(yīng)用國(guó)外已十分普遍，例如，日本一家摩托車廠的熱處理車間，有連續(xù)式滲碳爐、周期式滲碳爐、連續(xù)軟氮化爐等共37臺(tái)設(shè)備，從開(kāi)始送料，到最終產(chǎn)品檢驗(yàn)，全部由計(jì)算機(jī)控制，每班只需要三個(gè)人操作，一人在計(jì)算機(jī)室內(nèi)負(fù)責(zé)全部生產(chǎn)、技術(shù)和質(zhì)量管理，一人在現(xiàn)場(chǎng)巡回檢查，一人負(fù)責(zé)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)，生產(chǎn)效率極高。我國(guó)在熱處理行業(yè)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)還是近十多年的事情，目前國(guó)內(nèi)研制生產(chǎn)的熱處設(shè)備已越來(lái)越多地引入了微機(jī)控制，極大地提高了設(shè)備的自動(dòng)化水平和生產(chǎn)效率。在熱處理工藝過(guò)程的實(shí)時(shí)控制、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)模擬和數(shù)學(xué)模型的開(kāi)發(fā)應(yīng)用等方面，也取得了一定的成績(jī)。

機(jī)器人在熱處理中的應(yīng)用，可以有效地改善工人的勞動(dòng)條件，提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。目前主要是用來(lái)進(jìn)行自動(dòng)裝卸料。由于熱處理的生產(chǎn)環(huán)境差、勞動(dòng)強(qiáng)度較大，也由于熱處理生產(chǎn)向自動(dòng)化、集成化、柔性化的方向發(fā)展，因此，今后機(jī)器人在熱處理生產(chǎn)中的應(yīng)用將日趨增多。