微塑性成形技术的现状及研究进展

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塑料成型技术现状与发展

塑料成型技术现状与发展

塑料成型技术现状与发展塑料成型技术是一种将塑料原料通过一系列加工工艺,加热、压力等作用下,使其变形成为所需形状的方法。

随着塑料在工业生产和日常生活中的广泛应用,塑料成型技术也得到了快速发展。

本文将从塑料成型技术的现状与发展两个方面进行探讨。

一、塑料成型技术的现状1.注塑成型技术注塑成型技术是目前最常用的塑料成型技术之一。

它通过将加热熔化的塑料原料注入模具中,经过冷却后得到所需的产品形状。

注塑成型技术具有生产效率高、成本低、产品精度高等优点,广泛应用于电子、汽车、家电等领域。

2.吹塑成型技术吹塑成型技术主要用于生产中空塑料制品,如瓶子、容器等。

它是将热塑性塑料颗粒加热熔化后注入到吹塑机的模具中,通过气压将塑料吹成所需的形状。

吹塑成型技术具有生产效率高、成本低、产品质量好等特点,被广泛应用于食品、化妆品等行业。

3.挤出成型技术挤出成型技术是将加热熔化的塑料原料通过螺杆挤出机挤出成型。

挤出成型技术可以生产出形状复杂的塑料制品,如管道、板材等。

挤出成型技术具有生产效率高、产品质量稳定、适用范围广等优点,在建筑、包装等领域得到了广泛应用。

二、塑料成型技术的发展1.高速成型技术高速成型技术是近年来发展起来的一种新型塑料成型技术。

它通过增加注塑机的射出速度和压力,缩短冷却时间,实现塑料制品的高速生产。

高速成型技术能够提高生产效率,降低生产成本,适用于大批量生产的需求。

2.微纳米成型技术随着微纳米科技的发展,微纳米成型技术逐渐应用于塑料制品的生产。

微纳米成型技术可以制造出微小尺寸的塑料制品,如微型零件、微流控芯片等。

微纳米成型技术具有高精度、高灵活性等特点,有望在医疗、电子等领域得到更广泛的应用。

3.可持续发展成型技术随着环保意识的增强,可持续发展成型技术成为塑料成型技术的一个重要发展方向。

可持续发展成型技术主要包括生物降解塑料的应用、回收利用塑料原料等。

这些技术可以减少对环境的污染,提高资源利用率,符合可持续发展的要求。

塑性微成形技术的发展

塑性微成形技术的发展

铸 、 塑 3个词 的缩 写 ) 注 和激光 加工 的非 硅加 工技 术 已经难 以满足 微型 零 件 批 量 生产 的需 求 , 是 人 们 于
纷纷 探索 新 的 ME MS制 造技 术 , 极 大地促 进 了塑 这
性 微成形 技术 的发 展 。 在 当前 的 国际形 势下 , 性 微 成形 技 术 面 临着 塑 前 所未有 的发 展机 遇 。正 是 由于这一 技术 诸多 的优 势( 如生 产 率高 、 成本 低 、 环境 污染 少 、 对 材料损 失 少 等) 和广 泛 的应 用 领域 ( 如航 空 航 天 、 医疗 器 械 、 生 物、 军事 , 至渗 透到 人们 的 日常生 活 中来 )世 界 上 甚 , 许 多 工业发 达 的 国家 , 如美 国 、 日本 及欧 洲各 国都 投 入 了大量 资金 进 行 研 究 ] 。美 国 国会 已把 微 电 子 机械 和纳 米 技 术 列 为 2 1世 纪 重 点 发 展 学 科 之 一 。 日本 政府从 1 9 9 1年起 也把 微 机 械 研 究 作 为 国家 重 大科 研项 目。英 国政府 在财 政 困难情况 下极 力 支持
微机 械研 究 。德 国研究 技术 部也将 微 型机 械 系统 工
程列 为新 开发 的重 点项 目。我 国塑性 微成 形 的研究
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性微 成形 过程 中 , 随着 工件 尺寸 降低 , 面积 与体 积 表 的比值增 大 , 使得 工 件 表 面 上 的 晶粒 数 目与 工 件 内
维普资讯
塑性微 成形 技 术 的 发展 *
张 庆 丰 , 旭 东 , 涤 心 周 杨
( 南科 技 大 学 材 料 科 学 与 X 程 学 院 , 南 洛 阳 4 1 0 ) 河 - 河 7 0 3

塑料成型技术现状与发展

塑料成型技术现状与发展

塑料成型技术现状与发展
随着社会经济的快速发展,塑料制品在人们的生活中发挥着越来越重要的作用。

而塑料成型技术作为塑料制品生产的重要环节,也在不断地发展与变革。

本文将探讨塑料成型技术的现状与发展趋势。

目前,塑料成型技术主要包括注塑成型、吹塑成型、挤塑成型、压塑成型、旋转成型等几种。

其中,注塑成型是最为常见的一种,其优点在于可以生产出高精度、大批量的塑料制品。

吹塑成型则适合生产大型、空心的塑料制品,如瓶子、桶等。

挤塑成型则适用于生产长条形的塑料制品,如管子、线缆等。

随着科技的发展,塑料成型技术也在不断地改进和创新。

比如,目前已经出现了3D打印技术,可以直接将数字模型转化为实物,而且可以生产出复杂形状的塑料制品。

此外,还有电子束成型技术、激光成型技术等,这些新兴技术的出现,为塑料成型技术的发展带来了新的机遇与挑战。

但是,塑料污染也成为了当前亟需解决的问题。

因此,塑料成型技术在未来的发展中,需要更加注重环保和可持续发展的理念。

比如,推广可降解塑料的生产和使用,采用环保的生产工艺和清洁能源等,都是值得尝试的方向。

总之,塑料成型技术在未来的发展中,需要更加注重环保与可持续发展的理念,同时也需要不断地创新和改进,以应对社会的需求和挑战。

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塑性成形技术的研究现状和发展趋势

塑性成形技术的研究现状和发展趋势

塑性成形技术的研究现状与发展趋势摘要:本文叙述了塑性成形技术的研究现状,介绍了现代塑性成形技术的发展趋势,提出了当代塑性成形技术的研究方向。

关键词:塑性成形模具技术研究现状发展趋势1引言塑性成形技术具有高产、优质、低耗等显著特点,已成为当今先进制造技术的重要发展方向。

据国际生产技术协会预测,21世纪,机械制造工业零件粗加工的75%和精加工的50%都采用塑性成形的方式实现。

工业部门的广泛需求为塑性成形新工艺新设备的发展提供了强大的原动力和空前的机遇。

金属及非金属材料的塑性成形过程都是在模具型腔中来完成的。

因此,模具工业已成为国民经济的重要基础工业。

新世纪,科学技术面临着巨大的变革。

通过与计算机的紧密结合,数控加工、激光成型、人工智能、材料科学和集成制造等一系列与塑性成形相关联的技术发展速度之快,学科领域交叉之广泛是过去任何时代无法比拟的,塑性成形新工艺和新设备不断地涌现,掌握塑性成形技术的现状和发展趋势,有助于及时研究、推广和应用高新技术,推动塑性成形技术的持续发展。

实施塑性成形技术的最终形式就是模具产品,而模具工业发展的关键是模具技术进步,模具技术又涉及到多学科的交叉。

模具作为一种高附加值产品和技术密集型产品,其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一。

2塑性成形的现状精密成形技术对于提高产品精度、缩短产品交货期、减少切削加工和降低生产成本均有着重要意义。

近10年来,精密成形技术都取得了突飞猛进的发展。

精冲技术、冷挤压技术、无飞边热模锻技术、温锻技术、超塑性成形技术、成形轧制、液态模锻、多向模锻技术发展很快。

例如电机定转子双回转叠片硬质合金级进模的步距精度可达2μm,寿命达到1亿次以上。

集成电路引线框架的20~30工位的级进模,工位数最多已达160个。

自动冲切、叠压、铆合、计数、分组、转子铁芯扭斜和安全保护等功能的铁芯精密自动叠片多功能模具。

新型轿车的大尺寸覆盖件成形、大功率汽车的六拐曲轴成形。

塑性成形技术研究与应用

塑性成形技术研究与应用

塑性成形技术研究与应用随着工业技术的不断发展,塑性成形技术在制造业中得到广泛应用。

塑性成形是指通过外力的作用,使金属或非金属材料发生塑性变形,从而制造出所需的形状与尺寸的工件。

它在汽车、航空航天、电子、电器等行业中发挥着重要的作用,成为了制造业中不可或缺的一部分。

本文将探讨塑性成形技术的研究与应用,并介绍其中的几种常见方法。

首先,我们来了解一下塑性成形技术的基本原理。

塑性成形的过程中,材料在外力作用下,发生形变并保持新形态,从而达到所需形状与尺寸的目的。

这一过程主要依靠材料的塑性变形特性,即材料在外力作用下,原子、分子之间发生结构变化,从而使材料在保持连续性的前提下发生形变。

塑性成形技术利用了材料的这一特性,通过控制变形力度、形变速度和变形温度等因素,实现对材料形状的精确控制。

塑性成形技术包括了许多不同的方法,其中最常见的包括锻造、拉伸、压力加工和冷冲压等。

锻造是通过将材料置于锻模中,在外力作用下使其发生塑性变形,最终得到所需形状的工件。

拉伸是指在拉伸力的作用下,将材料逐渐延伸至所需长度的过程。

压力加工是指通过将材料置于压力模具中,在外力作用下使其流动并改变形状。

冷冲压则是将材料加工至室温下,利用冲压模具对其进行压力作用,从而实现所需形状的制造。

塑性成形技术的应用范围广泛。

汽车制造业是其主要应用领域之一。

通过塑性成形技术,各种金属材料可以被轻松加工成汽车车身、发动机零件等,从而满足汽车制造业对于质量、强度和外观的要求。

航空航天工业也是塑性成形技术的重要应用领域。

航空器的制造过程需要将金属材料进行精细加工,以满足航空器对于结构强度和轻量化的要求。

电子和电器行业也广泛应用了塑性成形技术,用于制造电子器件、电子外壳和线路板等。

然而,塑性成形技术也面临一些挑战和问题。

首先,塑性成形技术对材料的性能要求较高,需要选用适合的材料才能获得理想的成形效果。

此外,成形过程中可能会产生一些缺陷,如气泡、裂纹等,需要进行后续的处理和修复。

微成型的研究现状与展望

微成型的研究现状与展望

微成型的研究现状与展望摘要:综述了近年来微成型在微热压成型、微挤出成型、微注射成型三个领域的发展及现状,概述了三种成型模具的设计方式,对微成型的发展进行了总结和建议,并对微成型的发展趋势进行了展望。

关键词:微热压成型; 微挤出成型; 微注射成型; 模具设计Research Status and Prospect of MicroformingAbstract: This paper summarizes the development and current situation of microform in Micro-hot forming, Micro-extrusion Molding and Micro-injection molding in recent years. The design methods of three molds are summarized, and the development of microforming is summarized and summarized. The development trend of microforming is prospectedKey words:Micro-hot forming; Micro-extrusion Molding; Micro-injection molding; Mold design0 引言微机电系统(MEMS)技术经过十几年的发展,现已取得了长足的进步,并在流体、医疗、光学和电信等领域得到了广泛的应用。

为了进一步拓展微机电系统的应用领域,微型部件或构件的批量生产具有重要的意义。

虽然现有的生产方法可以生产三维的单晶硅、纯金属和一些二元合金等微型部件,然而多数情况下生产成本是非常高的,且难以做到批量生产。

与其他工业领域一样,塑料在微机电系统中也是一种不可或缺的原料,因为其可以通过注射成型技术进行批量生产,于是微成型技术应运而生。

材料成型论文-塑性成形新技术概况

材料成型论文-塑性成形新技术概况

塑性成形新技术概况摘要:文章介绍了当前塑性成形加工中的微成形、超塑成型、柔性加工、半固态加工等各种新技术,并分别阐述了各新技术的相关概念、特点、发展趋势等。

这些相关介绍及发展概况对理解塑性成形技术及推广和运用高新技术,推动塑性成形的进一步发展具有一定参考意义。

关键词:塑性成形;新技术;发展概况The Overview About Plastic forming technologyAbstract:The paper introduces all kinds of new technology such as Micro Molding ,Sup-erplastic Forming Technology ,Flexible Machining, Semi-Solid Processing in the plastic for -ming process nowadays and expounds the new technology’s related concepts ,characteristic s ,development tendency and so on.The related introduction and development situation has certain reference significance for understanding the plastic forming technology and promo-ting and using the advanced technology, promoting the further development of Plastic For-ming.Keywords:Plastic forming; The new technology; Development situation1 引言塑性成形就是利用材料的塑性,在工具及模具的外力作用下来加工制件的少切削或无切削的工艺方法。

微成形

微成形

关于微成形技术发展概况051130323 尹相雨摘要:近年来随着电子及精密机械的高速发展,细微零件的成形加工越来越重要。

随着结构微型化趋势的发展,对微型工件的需求将不断增加。

微成形理论与技术不断被创新,并走向成熟。

关键词:微成形、材料、模具和工艺一、引言。

近年来随着制造业微型化的不断发展,细微零件的成形加工越来越重要,对微型工件的需求不断增加。

微成形就是利用塑性变形来生产至少两个尺寸达到亚毫米级的零件或者结构件的成形技术。

典型的微成形工艺有微挤压、微钣金、微模锻工艺等,这一技术继承了传统的塑性加工技术的高效率、最小或零材料损失、最终产品力学性能优秀、误差小的持点,使得近净产品或净产品的可以大批量生产,正是由于这一技术的诸多优势和广泛应用,许多国家投入大量资金进行相关研究,我国也高度重视,并在这方面取得了一些成绩。

二、微成形技术特点。

在微小尺度,微成形不再是单纯的金属塑性加工工艺问题,它已经成为多学科的交叉的高新技术,与传统工艺相比,微成形有自身特点。

1、材料的变化。

在微小尺度下被加工材料各种性质发生变化,出现尺度效应,如在微成型拉伸中,板料厚向异性指数减小,导致板料厚度易于变薄 ,在拉延成形中成形极限降低。

而且进入塑性变形阶段的均匀延伸率降低,甚至断裂之前的细颈形变也会缩短,但平面各向异性未见有明显变化。

在微成形中,毛刺增多的现象也与尺度效应有关 ,这主要是由板料中晶粒位向的随机性和晶粒尺度与局部制品尺度的比率增大而引起的材料各向异性行为造成的。

在弯曲成形中 ,尺度效应确实引起了流动应力和成形力的降低,但是当晶粒尺度接近于板料厚度时(这意味着在板料厚向只有单晶粒分布),成形力没有降低,反而增大(这与宏观成形力学中的晶粒增大成形力减小的规律相反)。

2、摩檫与润滑变化,微成形过程中摩檫与润滑发生了变化,随着样件尺度的减小,成形过程中的摩擦增加。

宏观摩檫理论与控制不再适应。

3、模具的设计、制造、材料变化,微成形过程中,传统的模具的设计、制造、材料的选择发生了变化,多采用光电子行业的腐蚀、光刻等技术。

塑性成形技术的现状及发展趋势

塑性成形技术的现状及发展趋势

塑性成形技术的现状及发展趋势塑性成形技术具有高产、优质、低耗等显著特点,已成为当今先进制造技术的重要发展方向。

据国际生产技术协会预测,21 世纪,机械制造工业零件粗加工的75 %和精加工的50 %都采用塑性成形的方式实现。

工业部门的广泛需求为塑性成形新工艺新设备的发展提供了强大的原动力和空前的机遇。

金属及非金属材料的塑性成形过程都是在模具型腔中来完成的。

因此,模具工业已成为国民经济的重要基础工业。

新世纪,科学技术面临着巨大的变革。

通过与计算机的紧密结合,数控加工、激光成型、人工智能、材料科学和集成制造等一系列与塑性成形相关联的技术发展速度之快,学科领域交叉之广泛是过去任何时代无法比拟的,塑性成形新工艺和新设备不断地涌现,掌握塑性成形技术的现状和发展趋势,有助于及时研究、推广和应用高新技术,推动塑性成形技术的持续发展。

实施塑性成形技术的最终形式就是模具产品,而模具工业发展的关键是模具技术进步,模具技术又涉及到多学科的交叉。

模具作为一种高附加值产品和技术密集型产品,其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一。

1 塑性成形技术的现状精密成形技术对于提高产品精度、缩短产品交货期、减少切削加工和降低生产成本均有着重要意义。

近10年来,精密成形技术都取得了突飞猛进的发展。

精冲技术、冷挤压技术、无飞边热模锻技术、温锻技术、超塑性成形技术、成形轧制、液态模锻、多向模锻技术发展很快。

例如电机定转子双回转叠片硬质合金级进模的步距精度可达2μm ,寿命达到1亿次以上。

集成电路引线框架的20~30工位的级进模,工位数最多已达160个。

自动冲切、叠压、铆合、计数、分组、转子铁芯扭斜和安全保护等功能的铁芯精密自动叠片多功能模具。

新型轿车的大尺寸覆盖件成形、大功率汽车的六拐曲轴成形。

700mm汽轮机叶片精密辊锻和精整复合工艺,楔横轧汽车、拖拉机精密轴类锻件。

除传统的锻造工艺外,近年来半固态金属成形技术也日趋成熟,引起工业界的普遍关注。

微注塑成型技术研究进展

微注塑成型技术研究进展

微注塑成型技术研究进展摘要:微注塑成型与传统成型有很大的区别,其对成型材料、成型工艺及成型设备等方面都提出了不同要求。

现有很多成熟的注射成型技术和理论并不适用于微注塑成型,必须在理论和实践上对微注塑成型的特点进行系统和彻底的研究与探讨。

关键词:微注塑成型工艺CAE软件微注塑成型技术始于20世纪80年代末,是一门新兴先进制造技术。

在微注塑成型过程中,由于微制品的尺寸、体积和重量的微小使得与传统注射成型有很大的区别,微制品结构在普通工艺条件下容易出现填充不满的现象。

熔体在微型腔中的流动变得复杂。

因此若能够对微注塑成型过程进行数值模拟,预测熔体在型腔内流动行为,从而科学地选择制品、模具设计以及工艺条件的最佳方案,成为提高微制品成型的重要手段。

一、微注塑概念到目前为止,对于微注塑成型技术还没有准确统一的定义,但多数研究者都是从成型微小尺寸与微小体积塑件开始研究的。

Kukla C等[1]从微型塑件的角度,给出了微注塑成型技术的概念。

即微注塑成型技术应能够成型以下类型的塑件:1.塑件的整体结构尺寸微小2.表面具有微细结构的塑件3.微型精密塑件二、研究进展微注塑成型技术同传统注塑成型技术相比在工艺条件的设置上有很大差别,如果仍采用普通注塑成型过程时的模具温度和注射压力,通常会导致微小模具结构的型腔充填不足。

然而目前关于微注塑成型工艺条件的具体研究尚未获得一致的结果。

在Piotter V.[2]等的研究中,使用由LIGA工艺成型的微结构模具型腔进行注塑成型试验,指出必须通过提高模具温度才能保证微型塑件的成型质量。

对于无定形塑料(如PMMA,PC,PSU等),模具温度要高于其玻璃态转变温度;对于半结晶形塑料(如POM,PA等),模具温度通常要达到其结晶温度。

而且在多数情况下,塑料熔体在注射机喷嘴处的温度经常要达到材料允许的成型温度的上限。

同时他们还认为在微结构模具注射成型中,只有预先将模腔内的气体排净,才能实现微结构塑件的完全充填。

精密塑性近净成形技术的发展现状及趋势

精密塑性近净成形技术的发展现状及趋势

精密塑性近净成形技术的发展现状及趋势摘要:本文综述了精密塑性近净成形技术的发展现状,探讨了温-冷复合近净成形技术、温锻-冷精整复合成形技术、长寿命模具技术、复杂精锻件精度控制技术以及绿色生产线改进技术。

随后进一步指出了精密塑性近净成形技术发展过程中存在的问题与技术难点,并结合生产实际与产业政策提出了精密塑性近净成形技术未来的发展趋势。

关键词:精密塑性近净成形技术;温-冷复合近净成形;长寿命模具技术;复杂精锻件精度控制引言精密塑性近净成形技术是利用金属材料的塑性,借助于模具装备,通过压力加工的方式,生产接近最终形状的机械零件。

该技术具有提高零件综合力学性能、少无切削、便于组织大批量生产等重要特点[1]。

对一般零件,应用该技术可节约原材料30%,减少切削加工余量50%以上;对复杂型面零件,如齿形零件、带球形等异形曲面的万向节类零件等,优势更为明显,复杂型面成形后无需切削加工,与切削加工相比生产效率提高20~30倍。

因此该技术属于节材、节能、高效、短流程(减少加工工序、缩短工艺路线)的绿色制造技术,在汽车工业、工程机械等行业具有广泛的应用前景。

塑性近净成形技术的水平已成为衡量一个国家制造水平的重要标志[2]。

近年来,德、日等国在数值仿真技术应用研究、自动化生产、模具寿命、应用领域及提高锻件精度等方面都有长足的发展。

我国50年代开始塑性净成形技术的理论与应用研究,但发展缓慢,其主要原因为:没有形成适合国情的关键技术,生产与模具装备相对落后。

由于锻造模具工况环境比较恶劣,所承受工作载荷、热应力大,导致模具寿命较低,常用的模具材料H13、3Cr2W8V和H11,国内锻模平均寿命只有4000-5000件左右,使得锻件的生产成本偏高,竞争力减弱,严重制约着精密塑性近净成形技术的发展。

1 精密塑性近净成形技术的发展现状(1)温-冷复合近净成形过程中数值模拟技术温冷复合近净成形技术是20世纪70年代发展起来的一种精密锻造成形工艺,其既能够有效降低变形抗力,还结合了冷加工的成形精度[3]。

塑性成形领域科学技术发展研究报告

塑性成形领域科学技术发展研究报告

FEM微观组织模拟算法-多层迭代
4 大锻件技术在产业发展中的重大应用、重大成果 到目前为止,二代加核岛主设备全部锻件实现批量生产,全面掌握了大型 核电锻件制造技术。 三代核电AP1000核岛锻件全部研制成功,用当今世界最大600吨钢锭生 产的三代核电常规岛低压半速转子已经攻克冶炼、铸锭和锻造技术难关。 反应堆压力容器、稳压器已进入批量生产,蒸发器、堆内构件、主管道正 在研制中。 2010年1月,中国一重承制了中国首台国产化AP1000反应堆压力容器。 与此同时,中国二重已经交付和正在生产涵盖CPR1000核电设备所有锻件, 其中核电蒸发器、管板锻件实现了批量制造,二代加核电管板产品的合格率 稳定在80%以上,在行业中处于领先地位。 三代核电关键锻件研制正在进行之中,2009年5月用600吨级钢锭成功锻 造出我国第一支EPR1000的百万千瓦级核电半速转子,2009年底在国内率先 成功完成了AP1000主管道热段带管嘴一体式试制件的制造,并于2010年1月 拿到我国首个AP1000机组主管道的订单。 上海重型机器厂有限公司在核电RPV、SG大锻件制造也有明显进展,自 行设计制造的世界上第一台450吨电渣炉于2010年3月成功冶炼出直径达 36000mm、高4000mm 的320吨电渣锭,用于锻造核电RPV筒体大锻件。鞍 钢重机公司也于近期试制成功了AP1000主管道。 近几年我国核电等高端大锻件技术研发和制造取得重大突破,承担了国内 在建的红沿河、福清、石岛湾、昌江、红河、海阳、三门、桃花江和咸宁等 国家核电重点项目材料和产品的制造任务。
5)主管道锻造技术
核电主管道锻件材料为316LN超低碳奥氏体不锈钢,该钢种热锻 工艺性极差,并且无固态相变,其内部晶粒只有靠热锻工艺保证。
a)
b)
AP1000主管道a) 二重、b)鞍钢重机

先进塑性成形技术

先进塑性成形技术

先进塑性成形技术先进塑性成形技术简介一、微成型技术(Microform)微成型技术是一种仅有十几年历史的新兴技术,它是指以塑性加工的方法生产至少在二维方向上尺寸处于亚毫米级的零件或结构技术。

典型的微成型技术工艺有微挤压、微钣金、微模锻工艺等。

它是一种可以进行重复的批量生产复杂而有精密微细结构塑件的制造技术。

在微成形技术中,最突出的特点是微尺度效应。

1、微成型技术的特点及应用微成型技术继承了传统塑性加工技术生产效率高、材料利用率高、力学性能好等优点, 可以采用各种塑性加工方法, 如冲裁、拉伸、挤压和弯曲等, 精密成形各种复杂形状的微型零件, 广泛运用于电子和微机械产品中, 如集成电路引线框和紧固件。

微成型技术用于航空航天领域时可以大幅减少航天器的重量,如果把一颗人造地球卫星上的素有零部件都采用微成型技术加工成微观尺寸的话其重量将会变得非常轻,发射航天器所需的燃料也会相应地减少很多,这样就能使航空航天成本降低,另外,大部分航天器都属于一次性产品,减小其尺寸后可节省更多珍稀材料;微成型技术也可用于医疗卫生方向,比如人体微血管在被血液垃圾堵塞后容易导致脑淤血、冠心病等危险的发生,传统的治疗方法是采用搭桥等大手术,这样的手术本身就很危险而且会留下术后各种不适,对人体造成很大伤害。

采用微成型技术制造尺寸极为细小的机器人将其导入人体血管后用其自带的微型道具便可以疏通血管减少病人的痛苦。

2、现阶段微成型技术领域微成型技术是一种只有十几年历史的新兴技术,其理论基础和制造技术还很不完善。

现有的生产方法可以生产三维的单晶硅、纯金属和一些二元合金等微型部件, 在研究室中可以做出尺寸在微米级的齿轮等细小零部件,然而实际应用却并不多,并且多数情况下生产成本是非常高的, 且难以做到批量生产。

但是由于这一技术的诸多优势和广泛的应用领域,许多世界工业发达国家,如美国、日本及欧洲各国投入了大量资金资助相关研究。

美国国会把微电子机械系统作为21世纪重点发展的学科之一;日本政府和许多知名企业如Olympus等在微成型机械与微成型研究方面投入大量资金;德国研究技术部将微型机械系统列为新开发的重点项目,德国的CIRP成员也致力于微成型领域的研究。

塑料成型加工技术发展现状及研究进展

塑料成型加工技术发展现状及研究进展

塑料成型加工技术发展现状及研究进展摘要:近年来,塑料作为现代工业的基础性新型材料,已越来越广泛应用于国民经济的各个领域。

塑料成型加工技术的发展水平,在很大的程度上反映出一个国家的工业发展水平。

生态化、功能化、信息化、智能化、低能耗的塑料成型加工技术成为塑料加工行业的发展趋势。

人民不断增长的对美好生活的需求,对于塑料制品质量以及品种多样性有了更高的需求,这就需要对塑料成型加工技术不断进行深入研究。

关键词:塑料成型;加工技术;发展现状;研究进展引言塑料的成型加工是指由合成树脂制造厂制造的高分子聚合物制成最终塑料制品的过程。

其加工方法主要包括压塑、挤塑、注塑、吹塑、压延等。

塑料机械加工高分子合成材料,塑料机械与金属切削机床一样是一种基础机械,实际上已成为各种制造业的生产制造手段,在国民经济中日益显示出极为重要的作用。

塑料机械工业的发展,在一定程度上反映出一个国家及地区国民经济及技术发展水平。

随着工业化技术的发展和人民生活水平的提高,人们对塑料产品种类和质量的需求也越来越高。

深入研究塑料成型加工技术与装备,克服制品中的缺陷,可以满足科技进步与人们高标准的生活要求.1塑料成型加工技术与发展1.1主要加工技术1.1.1压塑压塑也称模压成型或压制成型,主要用于酚醛树脂、脲醛树脂、不饱和聚酯树脂等热固性塑料的成型。

压塑是利用模压机和成型模具,在模压成型后继续加热通过发生化学反应而交联固化。

该成型工艺和设备较简单,适应性广。

成型基本过程:物料-模具-向液压缸通入液压油-柱塞及活动横梁以立柱为导向,向下运动进行闭模-液压机产生的力传递给模具并作用在物料上-物料在力的作用下熔融软化-填满模腔并进行化学反应-将压模启闭数次以排除气体-进行升压并加以保持-物料继续进行化学反应-固化成型-开模取出制品。

1.1.2挤塑挤塑又称挤出成型,将物料加热熔融成粘流态,借助螺杆挤压作用,推动粘流态的物料,使其通过口模而成为截面与口模形状相仿的连续体的一种成型方法。

微机电系统中的塑性微成形技术

微机电系统中的塑性微成形技术

微机电系统中的塑性微成形技术——零件微型化技术的探究摘要:微机电系统(MEMS)是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。

在今天这个信息微型化的时代,微机电系统具有节省空间、节约能源、易于重组、便携轻巧等优点在民用和军用等诸多领域备受青睐,尤其是在医疗卫生、电信电子、工业、基因工程和国防等应用范畴的逐步扩大。

但是正是由于这些技术的兴起和广泛应用,增大了对微型零件的需求量,对微型零件的制造成本和效率提出了更高要求。

传统的微型零件制造工艺,如IC工艺和LIGA技术等,无法满足实际生产中对加工材料的种类和生产效率的需要,从而促进了微型零件制造新工艺的发展,微塑性成形技术就是其中最重要的加工工艺之一。

MEMS发展的目标在于,通过微型化、集成化来探索新原理、新功能的元件和系统,开辟一个新技术领域和产业。

而塑性微成形技术为其技术发展、产品加工提供了最重要的技术保障,在实际生产中还能提高生产效率、降低生产成本。

关键词:MEMS 微成形微型零件MEMS中塑性微成形技术发展现状微机电系统是一种体积非常小、质量非常轻的机电一体化产品,其量度以微米为单位。

主要包含微型传感器、执行器和相应的处理电路三部分。

它源于硅微细加工技术,是微电子、材料、机械、化学、传感器、自动控制等多学科交叉的产物。

它具有以下几个基本特点,微型化、智能化、多功能、高集成度。

它是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件。

微机电系统涉及航空航天、信息通信、生物化学、医疗、自动控制、消费电子以及兵器等应用领域。

近年来更是成为炙手可热的学习专业和投资产业。

微机电系统一般是由类似于生产半导体的技术如表面微加工、体型微加工等技术制造的。

但是微机电系统的发展需要微型技术的同步甚至超前发展,所以传统的IC工艺和LIGA技术就已经不再适用。

相比之下,塑性加工非常适合批量生产低成本、高精度的微型零件,因此, 近年来结合塑性加工方法的微成形技术得到了很大发展。

塑性成形技术的若干发展趋势

塑性成形技术的若干发展趋势

塑性成形技术的若干发展趋势引言随着科学技术的发展,塑性成形技术越来越呈现出技术融合的趋势。

一方面,塑性成形技术的进步需要从相关学科的发展中吸取自身发展的动力,如在塑性变形机理的研究中要利用材料科学和力学的进步来深化对于塑性成形中材料组织性能演化规律的认识,以便更好地解释和预测热成形过程中回复、再结晶以及流动应力的变化,塑性成形中的织构演化和塑性各向异性、损伤的演化和破裂准则;在塑性成形工艺优化中,需要利用计算数学和计算力学中的新方法等等。

另一方面,科学技术的发展也为塑性成形技术不断开辟新的应用领域,如微制造中用塑性成形工艺部分地取代起源于集成电路制造工艺的光刻、腐蚀等技术,可以降低成本、减少环境污染。

这种技术融合的趋势对于从事塑性成形理论研究和技术开发的科技人员提出了新的要求和挑战。

下面就我个人所关心的某些相关问题作一些探讨,希望与各位专家共同切磋,并有机会开展合作。

1. 数值模拟:从变形到组织性能经过几十年的发展,塑性成形模拟技术已经进入普及应用的阶段。

利用模拟技术已经能够解决十分复杂的工程问题,为企业带来了巨大的经济效益。

国外一些大公司已经将成形模拟作为模具设计、制造流程中必经的一个环节。

模拟技术在我国也逐步得到推广,国外开发的冲压成形模拟软件Dynaform、AutoForm,体积成形模拟软件DEFORM等在我国已拥有大量用户,我国自行研发的模拟软件、如FASTAMP等也已得到推广应用。

以前,模具调试和锻压生产中出现缺陷时,只能采用工艺试验和试凑法摸索解决方案;而现在,人们首先会借助于数值模拟技术探索改进方案,然后再通过实验进行验证,这就大大地节省了人力、物力和时间的消耗。

然而,现有的塑性成形模拟技术还远远不能满足研究和生产所提出的实际要求。

现有的商业软件对一般成形过程中的应变和应力分布已经能给出比较精确的结果,但是对于预测工件在成形过程中的组织性能变化则无能为力。

这直接影响到模拟技术的应用效果。

精密微塑性成形技术的现状及发展趋势论文

精密微塑性成形技术的现状及发展趋势论文

精密微塑性成形技术的现状及发展趋势论文精密微塑性成形技术的现状及发展趋势论文引言微塑性成形技术主要是采用塑性变形的方式进行形成微型零件的工艺方法,在多种复杂形状微小零件作用下能够达到微米量级,所以在微型零件的制造上较为适用。

微塑性成形技术并非是传统塑性成形工艺的简单等比例缩小,其作为新的研究领域对实际的发展有着重要促进作用,故此加强这一领域的理论研究就有着实质性意义。

1 精密微塑性成形原理特征及方法分析1.1 精密微塑性成形原理特征分析科技的发展带来了生产的效率提升,在微塑性成形技术的发展过程中经历了不同时期的进步,传统的成形工艺按照比例微缩到微观领域在参数上的适应性就失去了。

而微塑性成形技术在现阶段已经成了多种学科交叉的边缘技术,实际成形中的润滑以及摩擦也与此同时发生了一些变化,所以宏观摩擦学当中的摩擦理论就不能有效适应。

但由于微小尺度下秒面积与体积的增大,所以在摩擦力就对成形造成的影响逐渐扩大,那么润滑就是比较关键的因素。

从实际的成形原理来看,在工件进行微缩化的过程中,此时在摩擦力上就会随之加大,压力的加大那么封闭润滑包中的润滑油压强也随之加大,这样就支持以及对成形的载荷实现了传递,进而对摩擦也减小了。

在工件的尺寸不断的微小化过程中,开口润滑包面积减少幅度不是很大,但在封闭润滑包的面积减少幅度就相对比较大,采用固体润滑剂的过程中由于不存在润滑剂溢出的状况所以就对摩擦系数的影响也较小。

1.2 精密微塑性成形方法分析微塑性成形工艺及方法的相关研究主要是在微冲压以及微体积成形方面,其中的微体积成形主要是进行的微连接器以及顶杆和叶片等微型的期间精密形成。

以螺钉为例,其最小的尺寸只有0.8 微米,而微成形胚料的最小直径是0.3 微米,在模压成形的微结构构建沟槽的最小宽度能够达到二百纳米。

另外在微冲压成形这一方法上最为重要的就是进行的薄板微深拉伸以及增量成形等方法。

微型器件的微塑性成形技术属于新兴的研究领域,在成形的方法上主要就是实现毫米级的微型器件精密微成形,在微塑性成形技术的不断发展下,这一技术会进一步的优化。

塑性成形新技术及应用

塑性成形新技术及应用

塑性成形新技术及应用塑性成形是一种常见的加工方法,广泛应用于各行各业。

随着科技的发展和技术的进步,塑性成形也不断创新和改进,出现了许多新技术和应用。

首先,说到塑性成形的新技术,我们可以提到热成形技术。

热成形是一种通过控制金属的温度来实现形状改变的方法。

相比于常规的冷成形,热成形能够提高材料的塑性和可变形性,从而获得更复杂的形状和更高的尺寸精度。

热成形技术主要包括热锻、热轧、热拉伸等,广泛应用于航空航天、汽车制造、机械加工等领域。

其次,还可以提到微成形技术。

微成形是一种针对微米尺度工件的加工技术,主要通过微纳加工设备和精密控制技术来实现。

与传统的宏观成形相比,微成形具有尺寸小、精度高、工艺复杂等特点。

微成形技术在微机电系统(MEMS)、生物医学器械、微型传感器等领域有着广泛应用,如微型机械零件的制造、微流控芯片的加工等。

另外,值得一提的是增材制造技术在塑性成形中的应用。

增材制造技术是一种基于逐层堆叠的三维打印技术,通过逐层堆叠材料来构建复杂的工件形状。

在塑性成形中,增材制造可以实现一些传统加工方法无法完成的形状和结构,具有设计自由度高,制造成本低,能耗低等优势。

增材制造技术被广泛应用于航空航天、医疗器械、汽车制造等领域,如航空发动机叶片的制造、医学植入物的制备等。

除了以上所介绍的新技术,塑性成形还有许多其他的应用。

在汽车制造领域,塑性成形广泛应用于汽车车身板的制造。

汽车车身板材多采用薄板和超高强度钢,能够通过塑性成形来实现复杂的车身形状和结构。

在航空航天领域,塑性成形被用于制造飞机的轻质结构件,如航空发动机叶片、机翼等。

在电子设备制造领域,塑性成形被用于制造外壳、内部零件等。

在医疗器械领域,塑性成形被用于制造人工关节、骨刺钉等。

总而言之,塑性成形作为一种重要的加工方法,不断创新和改进,出现了许多新技术和应用。

热成形技术、微成形技术和增材制造技术都是其中的新技术,它们为塑性成形带来了更多的发展机遇和应用领域。

塑性成形新技术的发展趋势

塑性成形新技术的发展趋势

塑性成形新技术的发展趋势塑性成形新技术的发展趋势班级:机制121 学号:201120337 姓名:周祯201120335 张涛201120339 朱越一、历史沿革从人类社会的发展和历史进程的宏观来看,材料是人类赖以生存和发展的物质基础,也是社会现代化的物质基础和先导。

而材料和材料技术的进步和发展,首先应归功于金属材料制备和成型加工技术的发展。

人类从漫长的石器时代进化到青铜时代(有学者称之为“第一次材料技术革命”),首先得益于铜的熔炼以及铸造技术进步和发展,而由铜器时代进入到铁器时代,得益于铁的规模冶炼技术、锻造技术的进步和发展(所谓“第二次材料技术革命”)。

直到16世纪中叶,冶金(金属材料的制备与成型加工)才由“技艺”逐渐发展成为“冶金学”,人类开始注重从“科学”的角度来研究金属材料的组成、制备与加工工艺、性能之间的关系,迎来了所谓的“第三次材料技术革命”——人类从较为单一的青铜、铸铁时代进入到合金化时代,催生了人类历史的第一次工业革命,推动了近代工业的快速发展。

进入20世纪以后,材料合成技术、符合技术的出现和发展,推动了现代工业的快速发展,而电子信息、航天航空等尖端技术的发展,反过来对高性能先进材料的研究开发提出了更高的要求,起到了强大的促进作用,促成了一系列新材料和新材料技术的出现和发展。

一般而言,材料需要经历制备、成型加工、零件或结构的后处理等工序才能进入实际应用,因此,材料制备与成型加工技术,与材料的成分和结构、材料的性质一起,构成了决定材料使用性能的最基本的三大要素。

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。

德国开展的“21世纪新材料研究计划”将材料制备与成型加工技术列为六个重点内容之一。

在欧盟的“第六框架”计划中,先进制备技术时新材料领域的研究重点之一。

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微塑性成形技术的现状及研究进展
摘要:目前我国伴随科技的发展对微小型化的需求越来越大,这也促进了时代
的进步和人民生活水平的提高。

微塑性成形技术占有很重要的地位。

文章主要介
绍了微塑性成形技术的背景和意义,并综述了微塑性成形技术的尺度效应和摩擦
尺度效应现象,阐明了其技术的研究领域。

关键词:微塑性成形;尺度效应;摩擦
随着科技的飞速发展及人们对多功能电子产品小型化的需求,微细加工的技
术迅速成为当前的研究和应用热点。

微塑性成形(Micro-forming)技术[1],是指
利用材料的塑性变形来生产至少在两维方向上尺寸处于几mm以下零件的技术。

这一技术继承了传统塑性加工技术的高生产率、最小或零材料损失、产品力
学性能优秀和误差小的特点,可批量成形各种复杂形状的微小零件。

微制造技术
的发展来源于产品微细化的要求,越来越多的用户希望随身用的多功能电子器件
体积小型化、功能集成化[2],而在医疗器械、传感器及电子器械等医疗、工业控
制等行业也需要制造出更微小的零件[3],以期得到更高的功能要求。

因此,微塑
性成形技术有很强的在短时间内得到快速的发展。

一、微塑性成形的尺度效应
在成形工艺中,描述材料变形行为的主要参数是流动应力和变形曲线(即应
力应变变化关系),因为这些参数直接影响到成形力、工具载荷、局部变形行为
以及充模情况等。

根据相似原理将标准样件等比缩小设计,进行的拉伸和镦粗试
验表明:由于尺度效应的影响,随着样件尺度的减小,流动应力也呈现减小的趋势。

晶粒尺度对材料应力应变关系已经在宏观成形工艺中得到充分的研究,为了
研究微细成形中特有的尺度效应现象,在这些试验中,不同尺度样件的晶粒尺度
保持相同的,所以可以肯定实验中观测到的流动应力减小现象与晶粒尺度的变化
无关,主要是由尺度微小化引起的。

对于流动应力减小的现象,通常可以用表面
层模型解释对于流动应力减小的现象,通常可以用表面层模型解释,如图1所示。

表面层模型认为在小尺度的情况下,材料变形已经不符合各向同性连续体的变化
规律,在小尺度情况下(根据晶粒尺度与制件局部变形尺度的比率判断),表面
晶粒增多,表面层变厚。

图1 表面层模型
Fig.1 Surface model
二、微塑性成形的摩擦尺度效应
摩擦是影响塑性成形工艺的重要因素之一。

研究发现摩擦对微塑性成形工艺
的影响远大于其在传统塑性成形中的影响,而且影响规律也发生了变化。

与传统
塑性成形中的影响规律相比,微塑性成形中摩擦的影响规律表现出明显的尺寸效应。

目前对于摩擦方面尺寸效应的研究已逐渐成为微塑性成形领域的研究热点。

微成形中微小尺度对摩擦变化有显著的影响。

圆环压缩试验和双杯挤压试验
表明,随着样件尺度的减小,成形过程中的摩擦增加。

圆环压缩试验是在平行压
板间轴向压缩圆环,这是一种测定相对摩擦的方法。

如果没有摩擦,则圆环的变
形情况完全相同,此时圆环的内外径均增加,增加量正比于它们至圆环中心的距离;当有了一定的摩擦时,外周界受到较大的约束;若摩擦足够大,则从能量的
观点出发,产生向心径向流动是有利的,故内径将减小。

通过设计不同尺度的圆
环试样,即可以考察摩擦与摩擦接触面大小的关系,研究微细尺度下摩擦的尺度
效应。

图2 双杯挤压试验示意图
Fig.2 Double cup extrusion experiment and the FEM simulation
图 2 为双杯试验装置,圆柱状试件放置在模具通腔中,在试件的上表面由动
挤压头施压,下表面放置在与动挤压头同轴且大小和形状相同的静挤压头上,当
动挤头向下运动时,模腔中的材料发生变形流动形成上下两个高度为hu、hd 的
杯腔。

在无摩擦理想状态下,两个高度是相等的;摩擦越大,形成的杯高越小,
因此上下杯高之比hu/hd 对摩擦的影响较为敏感,可以作为测定摩擦大小的依据。

三、微塑性成形的研究领域
在材料领域:目前在这一领域要研究的一个关键问题就是如何建立起微小尺
度下能较好地描述材料特性的应力与应变之间的本构关系,并基于这些理论建立
起微观尺度下金属成形工艺的理论体系。

由近年来发展的塑性应变梯度理论、跨
尺度理论、介观尺度理论等相关理论已可以较好地描述出这种尺度效应。

在模具领域:目前所采用的那些特殊的加工方法,成本高、效率低,且在加
工复杂型腔、控制表面粗糙度等方面还不能令人满意。

因此,在微型模具制造方面,找出适合实际生产,高效、高精度的模具加工方法就成为微成形领域的又一
个关键性的技术问题,还有模具材料的选择也极其重要。

在成形工艺领域:在微观尺度下,坯料和模间、坯料各部分材料之间等各种
约束已经与宏观状态完全不同。

在这种情况下,各个工艺参数的确定没有成熟的
理论和公式,当前只能依靠实验或经验数据来估计,参照传统宏观成形工艺,利
用相似性原理来估计出微观条件下的各种工艺参数。

四、结论
综上所述,微细成形技术是一门新兴的研究方向。

就目前的研究情况而言,
微塑性成形中的两大问题主要是对尺寸效应及摩擦尺寸效应的研究,围绕微细成
形工艺相关的两大问题开展的研究还不能达到更加深入的要求。

如何在材料尺度
效应建模分析、摩擦尺度效应的建模与分析、成形工艺设计与创新和数值仿真建
模方面完善理论基础,在理论基础上实现本构模型的建立是今后的研究热点,由
此推动对于微细成形技术研究的科学进步。

参考文献:
[1]Geiger M,Mebner A,Engel U,et al.Metal forming of microparts for electronics.Production Engineering,1994,2(1),15-18.
[2]M. Geiger, M. Kleiner, R. Eckstein, N. Tiesler, U. Engel. Microforming,
51st General Assembly of CIRP.Nancy,2001,50(2),445-462.
[3]郭斌,龚峰,单德彬.微成形摩擦研究进展[J].塑性工程学报,2009,16(4):146-151.。

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