高分子先进成型加工方法
马克思主义哲学在高分子材料成型加工新技术研究中的指导作用
马克思主义哲学在高分子材料成型加工新技术研究中的指导作用1. 本文概述研究背景：概述当前高分子材料成型加工技术的发展现状及其面临的挑战。
理论框架：说明马克思主义哲学如何为技术研究提供理论支持和方法论指导。
随着科技的不断进步，高分子材料在现代工业中的应用日益广泛，其成型加工技术成为材料科学领域的关键研究课题。
本文旨在探讨马克思主义哲学在指导高分子材料成型加工新技术研究中的重要作用。
文章首先回顾了当前高分子材料成型加工技术的发展现状，分析了在材料性能、加工效率和成本控制等方面存在的挑战。
在此基础上，本文引入马克思主义哲学的基本原理，探讨其在材料科学研究中的适用性和指导意义，特别是在方法论和实践路径上的应用。
通过对马克思主义哲学的深入分析，本文旨在揭示其对高分子材料成型加工技术发展的理论贡献和实践价值。
研究目的在于提出一种结合哲学思考与科学实践的研究方法，以期推动高分子材料成型加工技术的进步，并为相关领域的技术革新提供理论支持。
文章结构安排如下：第一部分介绍研究背景和现状第二部分阐述马克思主义哲学的基本观点及其在材料科学中的应用第三部分探讨马克思主义哲学对高分子材料成型加工技术的具体指导作用最后一部分总结全文，提出未来研究方向和实践建议。
2. 马克思主义哲学概述在撰写《马克思主义哲学在高分子材料成型加工新技术研究中的指导作用》一文中，“马克思主义哲学概述”这一段落可以这样展开：马克思主义哲学，作为一门全面深刻揭示自然界、人类社会及思维发展普遍规律的科学哲学体系，其核心内容包括辩证唯物主义和历史唯物主义两个主要方面。
辩证唯物主义认为物质是世界的本原，强调自然界和人类社会的发展都遵循客观辩证规律，主张通过实践活动把握事物的本质和发展趋势。
历史唯物主义则着重探讨人类社会历史发展的特殊规律，尤其是生产力与生产关系、经济基础与上层建筑之间的矛盾运动，以及阶级斗争和社会形态更替的历史进程。
在科学研究和技术进步领域，马克思主义哲学提供了独特的世界观和方法论。
先进成型工艺技术
先进成型工艺技术先进成型工艺技术是指在制造业中采用最先进的工艺技术进行成型加工的方法。
随着科技的不断进步和创新，先进成型工艺技术不断涌现，为制造企业带来了巨大的发展机遇。
先进成型工艺技术在制造业中的应用非常广泛，涉及到汽车制造、航空航天、电子设备、家电、纺织等多个行业。
通过采用先进成型工艺技术，制造企业可以实现生产效率的提高、成本的降低以及产品质量的提高。
先进成型工艺技术的一个重要应用领域是汽车制造。
传统的汽车制造工艺主要采用焊接、钻孔和铆接等方法进行组装，而先进成型工艺技术可以通过模具和注塑等方法实现汽车零部件的一体成型，大大提高了车辆的稳定性和安全性。
同时，先进成型工艺技术还可以减少零部件的数量和重量，提高汽车的燃油经济性，减少环境污染。
航空航天领域也是先进成型工艺技术的应用热点。
传统的航空航天零部件制造主要依赖于铸造和加工等方法，这些方法存在制造周期长、材料利用率低等问题。
而先进成型工艺技术可以通过粉末冶金、3D打印等方法实现复杂零部件的快速成型，大大缩短了制造周期，并且能够实现材料的高效利用和废料的最小化。
电子设备制造也是先进成型工艺技术的应用领域之一。
传统的电子设备制造主要依赖于电子组装技术和表面贴装技术，这些技术存在操作复杂、效率低下等问题。
而先进成型工艺技术可以通过印刷、注射等方法实现电子零部件的快速成型，提高了生产效率和产品质量。
家电制造是先进成型技术的另一个重要应用领域。
传统的家电制造主要依赖于焊接和装配等方法，这些方法存在工艺复杂、成本高等问题。
而先进成型工艺技术可以通过模具和注塑等方法实现家电零部件的一体成型，大大提高了产品的稳定性和性能。
纺织行业也是先进成型工艺技术的应用领域之一。
传统的纺织生产主要依赖于织造和缝纫等方法，这些方法存在生产周期长、产品质量不稳定等问题。
而先进成型工艺技术可以通过3D织造和热压等方法实现纺织品的快速成型，提高了生产效率和产品质量。
总的来说，先进成型工艺技术在制造业中的应用给制造企业带来了巨大的竞争优势。
pim工艺技术
pim工艺技术PIM工艺技术（Powder Injection Molding）是一种将金属或陶瓷粉末与高分子塑料混合，制成复杂形状零部件的先进制造技术。
PIM技术是在注塑成型和金属粉末冶金的基础上发展起来的，通过粉末的形态设计和后处理工艺的改进，使得材料的性能得到了显著提高。
PIM工艺技术的优势主要体现在以下几个方面：首先，PIM工艺技术可以制造出复杂形状的零部件。
与传统的加工方法相比，PIM技术可以制造出精密度高、耐磨、耐腐蚀等性能优良的复杂形状零部件，满足了工程领域对于复杂形状零部件的需求。
其次，PIM工艺技术可以提高材料的使用效率。
在传统的加工方法中，材料的使用率较低，而PIM技术可以将材料的利用率提高到95%以上。
这一点不仅能够降低生产成本，还能够减少对环境的影响。
再次，PIM工艺技术可以提高生产效率。
PIM技术是一种大规模、连续的生产方式，可以在短时间内生产出大量产品，提高了生产效率。
与传统的注塑成型方法相比，PIM技术的生产效率可以提高2-5倍。
此外，PIM工艺技术还可以制造出高性能的材料。
通过合理调配金属粉末和高分子塑料的配方，可以制造出高强度、高韧性、高耐磨性等性能优良的材料，满足了特定场景下对产品性能的要求。
然而，PIM工艺技术也存在一些挑战和限制。
首先，PIM技术在设计方面存在一定的限制，对零件的形状和结构有一定的要求。
其次，PIM技术对原料的要求较高，需要通过粉末的形态设计和后处理工艺的改进来提高材料的性能。
此外，PIM技术的设备和工艺控制难度较大，对于操作者的要求较高。
总的来说，PIM工艺技术是一种先进的制造技术，具有制造复杂形状零部件、提高材料使用效率、提高生产效率和制造高性能材料的优势。
虽然面临一些挑战和限制，但随着技术的不断发展和改进，相信PIM技术将会在更多领域得到应用，并为制造领域的发展贡献力量。
先进制造技术课后作业
第三章课后习题3-2 有哪几类零件成形方法？列举这些成形方法各自工艺内容。
答：依据材料成形学观点，从物质组成方式可把机械零件成形方式分为如下三类型： ① 受迫成形：利用材料的可成形性，在特定的边界和外力约束条件下的成形方法。
② 去除成形：运用分离的办法，把一部分材料（裕量材料）有序地从基体中分离出去而成形的办法。
③ 堆积成形：它是运用合并与连接的办法，把材料（气、液、固相）有序地合并堆积起来的成形方法。
3-5 什么是超塑性？目前金属超塑性主要有哪两种工艺手段获得？答：超塑性是指材料在一定的内部组织条件（如晶粒形状及尺寸、相变等）和外部环境条件（如温度、应变速率等)下，呈现出异常低的流变抗力、异常高的流变性能的现象。
超塑性的特点有大延伸率，无缩颈，小应力， 易成形。
金属的超塑性主要有两种类型：1）细晶超塑性，又称组织超塑性恒温超塑性，其超塑性产生的内在条件是具有均匀、稳定的等轴细晶组织，晶粒尺寸常小于10μm ；外在条件是每种超塑性材料应在特地的温度及速度下变形，一般应变速率在154min 10~10---范围内，要比普通金属应变速率至少低一个数量级。
2）相变超塑性，又称环境超塑性，是指在材料相变点上下进行温度变化循环的同时对式样加载，经多次循环式样得到积累的大变形。
3-6 目前在高分子材料注射成形工艺中有哪些先进技术？答： 目前在高分子材料注射成形工艺中的先进技术有：以组合惰性气体为特征的气辅成型、微发泡成型等；以组合压缩过程为特征的注射压缩成形、注射压制成形、表面贴合成形等；以组合模具移动或加热等过程为特征的自切浇口成形、模具滑合成形、热流道模具成形等； 以组合取向或延伸过程为特征的剪切场控制取向成形、磁场成形等。
3-11 在怎样的速度范围下进行加工属于高速加工？分析高速切削加工所需解决的关键技术。
答：超高速加工技术是指采用超硬材料刀具磨具和能可靠地实现高速运动的高精度、高自动化、高柔性的制造设备，以极大地提高切削速度来达到提高材料切除率、加工精度和加工质量的现代制造加工技术。
四种常见快速成型技术
四种常见快速成型技术FDM丝状材料选择性熔覆（Fus ed Dep osi tion Mod eling）快速原型工艺是一种不依*激光作为成型能源、而将各种丝材加热溶化的成型方法，简称FDM。
丝状材料选择性熔覆的原理室，加热喷头在计算机的控制下，根据产品零件的截面轮廓信息，作X-Y平面运动。
热塑性丝状材料（如直径为1.78m m的塑料丝）由供丝机构送至喷头，并在喷头中加热和溶化成半液态，然后被挤压出来，有选择性的涂覆在工作台上，快速冷却后形成一层大约0.127mm厚的薄片轮廓。
一层截面成型完成后工作台下降一定高度，再进行下一层的熔覆，好像一层层"画出"截面轮廓，如此循环，最终形成三维产品零件。
这种工艺方法同样有多种材料选用，如ABS塑料、浇铸用蜡、人造橡胶等。
这种工艺干净，易于操作，不产生垃圾，小型系统可用于办公环境，没有产生毒气和化学污染的危险。
但仍需对整个截面进行扫描涂覆，成型时间长。
适合于产品设计的概念建模以及产品的形状及功能测试。
由于甲基丙烯酸ABS（M AB S）材料具有较好的化学稳定性，可采用加码射线消毒，特别适用于医用。
但成型精度相对较低，不适合于制作结构过分复杂的零件。
FD M快速原型技术的优点是：1、操作环境干净、安全可在办公室环境下进行。
2、工艺干净、简单、易于材作且不产生垃圾。
3、尺寸精度较高，表面质量较好，易于装配。
可快速构建瓶状或中空零件。
4、原材料以卷轴丝的形式提供，易于搬运和快速更换。
5、材料利用率高。
6、可选用多种材料，如可染色的A BS和医用A BS、PC、PP SF等。
FDM快速原型技术的缺点是：1、做小件或精细件时精度不如SLA，最高精度0.127mm。
2、速度较慢。
SL A敏树脂选择性固化是采用立体雕刻（Stereo litho gra phy）原理的一种工艺，简称SLA，也是最早出现的、技术最成熟和应用最广泛的快速原型技术。
在树脂液槽中盛满液态光敏树脂，它在紫外激光束的照射下会快速固化。
材料成型加工技术
材料成型加工技术材料成型加工技术是一种将原料加工成所需形状的技术，广泛应用于工业生产中。
它可以通过改变原料的物理性质和外形来满足不同需求。
本文将从材料成型加工技术的定义、分类、应用以及未来发展等方面进行阐述。
材料成型加工技术是指利用各种方法将原料加工成所需形状的技术。
它可以通过改变原料的形状、尺寸、表面质量等特征来满足不同的需求。
材料成型加工技术主要包括塑性成形、热成形、粉末冶金、复合材料加工等多种方法。
不同的加工方法适用于不同的材料和加工要求。
材料成型加工技术可以根据不同的分类标准进行分类。
按加工方式可以分为传统成型加工和先进成型加工。
传统成型加工主要包括锻造、压力成形、旋压、拉伸等方法，适用于金属材料的加工。
先进成型加工则包括注塑成型、挤压成型、复合成型等方法，适用于高分子材料、陶瓷材料等的加工。
按材料性质可以分为金属成型和非金属成型。
金属成型主要用于金属材料的加工，非金属成型则用于高分子材料、陶瓷材料等的加工。
材料成型加工技术在工业生产中有广泛的应用。
在汽车制造领域，材料成型加工技术可以用于制造汽车的车身、发动机零部件等。
在电子电器行业，材料成型加工技术可以用于制造电子元件、电线电缆等。
在航空航天领域，材料成型加工技术可以用于制造飞机的机身、发动机零部件等。
此外，材料成型加工技术还可以用于医疗器械、建筑材料等领域的生产。
未来，随着科技的不断进步，材料成型加工技术将会得到更大的发展。
一方面，新材料的不断涌现将为材料成型加工技术提供更多的应用领域。
例如，纳米材料、复合材料等的出现将为材料成型加工技术带来更多的挑战和机遇。
另一方面，先进的加工设备和技术将为材料成型加工技术的发展提供更多的支持。
例如，先进的数控机床、激光加工设备等将使材料成型加工技术更加精确、高效。
材料成型加工技术是一种将原料加工成所需形状的技术，广泛应用于工业生产中。
它可以通过改变原料的物理性质和外形来满足不同需求。
材料成型加工技术的发展离不开科技的进步和市场的需求。
先进材料制备加工工艺
先进材料制备加工工艺是现代工业制造中不可或缺的一部分。
随着科学技术的不断发展，新型材料层出不穷，而各种新材料的制备、加工成型技艺也在不断涌现。
本文将结合具体的材料实例，探讨现代的发展趋势和优化方向。
一、钢铁材料制备加工技艺的演化钢铁是现代工业中最为基础的材料之一，其制备加工技艺的演化直接影响到工业的发展和进步。
早期的钢铁制造技艺主要依靠手工操作，如火炼、打铁等，随着工业革命的到来，出现了更为先进的冶炼方法，如高炉法、电炉法等。
但这些传统的制造工艺不仅能耗高、废气排放量大、工作环境恶劣，而且对生产效率也有很大的制约。
为了解决这些问题，现今工业界普遍采用先进的制造工艺，如真空冶炼、喷射成形、3D打印等，这些工艺一方面能够提高钢铁材料的质量和性能，同时也显著降低了生产成本。
比如利用真空冶炼技术可以生产出更为纯净的钢材，而采用3D打印可以直接用原材料制作出复杂的金属构件，无需额外的加工处理和浪费材料。
二、高分子材料的制备加工技艺现状高分子材料是一类重要的新材料，其制成品广泛应用于电子、化工、医疗等多种领域。
高分子材料制备加工的过程中，常规的方法往往存在许多缺陷，如耗能大、污染环境、生产周期长等。
随着新材料技术的发展，一些新型的高分子材料制备加工技艺应运而生。
例如离子凝聚物沉积、等离子体聚合、超声波加工等，这些手段既能大幅缩短生产周期，同时也能够生产高质量、高性能的制成品。
比如利用等离子体聚合技术，可以生产出具有高电导率、高密度、高稳定性的锂离子电池，而离子凝聚物沉积技术也可以制备出高度定向的薄膜材料。
三、碳纤维材料的制备加工技术进展碳纤维材料是一种高性能、轻量化的新型材料，具有高强度、高模量、轻重量等优异的物理性能。
因此，碳纤维材料制成品被广泛应用于航空、汽车、能源等领域。
随着碳纤维材料制备技术的不断提升，以及制成品的广泛应用，对碳纤维材料的制备加工技术也提出了更高的要求。
目前，碳纤维材料的生产工艺主要有两种：湿法和干法。
MIM金属注射成型工艺
MIM金属注射成型工艺金属注射成型（Metal Injection Molding），简称MIM。
是一种将金属、陶瓷或复合材料通过粉末冶金工艺和塑料注射成型工艺相结合加工成型的先进制造工艺。
相对于传统的金属加工方式，MIM工艺具有高精度、高效率、低成本和复杂几何形状加工等优点。
MIM工艺的工作原理是先将金属粉末与绑定剂混合，形成可注射的糊状物。
然后，将糊状物充填进注射模具中，在高温高压的条件下，将糊状物注射成模具所需的形状。
经过烧结、退bind剂和后处理等步骤，最终得到高密度、高强度的金属零件。
MIM工艺的特点如下：1.高精度：MIM工艺可以制造出精度高的复杂零件，其精度可达到0.1mm。
与传统的金属加工方式相比，MIM工艺无需进行额外的加工，能够大大提高生产效率。
2.高效率：MIM工艺能够一次性完成复杂零件的成型，无需多次加工。
同时，每次注射可以注射多个零件，大大提高了生产效率。
3.低成本：相对于传统的金属加工方式，MIM工艺不需要额外加工，可以减少人工和设备投入。
另外，由于MIM工艺采用粉末冶金工艺，材料的浪费也相对较少。
4.适用范围广：MIM工艺适用于多种材料，包括不锈钢、钛合金、铁基合金、镍基合金等。
同时，MIM工艺还能够制造涂层、多孔和镶嵌等复合材料，并且能够制造具有种类繁多的零件。
MIM工艺在多个领域得到应用，包括汽车、医疗设备、航空航天、电子等。
例如，汽车领域，MIM工艺可以制造发动机零件、传动装置零件等。
医疗设备领域，MIM工艺可以制造外科器械、植入器械等。
航空航天领域，MIM工艺可以制造航天器零件、航空发动机零件等。
电子领域，MIM工艺可以制造电子连接器、电子器件外壳等。
然而，MIM工艺也存在一些挑战和限制。
其中之一是材料选择的限制，因为不同材料的烧结温度和性能要求不同，这对生产过程的稳定性和成本有一定的影响。
另外，由于注射模具的制造和维护成本高，对于小批量生产和复杂形状的零件来说，MIM工艺的成本可能较高。
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理论突破：理论上突破了控制聚合物单体或预聚物混合混炼过程及停留
设备 时间分布不可控制的难点，解决了振动力场作用下聚合物反应加工过程中 的质量、动量和能量传递及平衡问题
先进技术
超临界流体辅助微孔发泡技术
定义：微孔发泡塑料通常是指泡孔尺寸为 0 . 1 ~ 1 0 ìm、泡孔密度为 1
×109 ~1015 个 / cm3的发泡塑料；其设计思路是制造一种泡孔直径比聚合物 中所有已存在的微隙都要小的泡沫材料。
Fig.1 普通发泡和微孔发泡的泡孔形态
先进技术
超临界流体辅助微孔发泡技术
研究结果表明： 微孔发泡塑料的某些力学性能要优于普通发泡材料和不发泡材料。例如微孔塑料 的冲击强度可比发泡前的提高 5 倍以上，刚度 / 质量比可提高 5 ~ 7 倍；
制备微孔发泡塑料的主要方法：超饱和气体法 原理：使聚合物在高压（6~3 0 MP a）下被惰性气体（CO2 或者N2 ）所饱和， 形成聚合物 / 气体均相体系，再通过控制压力或温度，降低气体在聚合物中的溶 解度，产生超饱和状态，使聚合物发泡。
研发全电动注塑 机和吹塑机；以 降低能耗。
研发各种在线检 测、监测和控制 技术
先进技术
聚合物动态反应加工技术及设备
设备：
BERSTART公司开发的作为连续反应和混炼的十螺杆挤出机；新设备具 设备 有体积重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控适应性好、可靠性高等优 点
技术创新：
将电磁场引起的机械振动场引入聚合物反应挤出全过程，达到控制化学反 设备 应过程、 反应生成物的凝聚态结构和反应制品的物理化学性能的目的
高分子材料先进成型加工 及趋势
姓名：沈华艳 班级：2013级硕士5班 导师：罗远芳
发展现状
高分子材料 成型加工
发展趋势及对策先进技术发展现状 Nhomakorabea挤出
主要成型加 工方法
吹塑
注塑
压延
发展现状
传热、传质、混炼、化 学反应等过程难以控制
密封困难
设备投资费用大
尚存的 不足
中间环节多
能耗高
噪音大
发展趋势及对策
Fig.4 WAIT技术成型的全塑料手推车
先进技术
流体辅助注塑技术
2.水辅助注塑（WAIT）
应用：W A I T 可以应用于中空弯曲件、杆件、截面厚薄不同的复杂件、 较大薄壁件的成型
Fig.5 WAIT成型的各种汽车配件
Fig.6 WAIT成型的双层汽车导管
先进技术
全电动注塑机和吹塑机
定义：全电动注塑机指的是其注射装置的各个机构（注射、计量、射台、移动） 以及合模装置的各个机构（开模、合模、制品顶出） 等所有运动轴均分别由独 立的伺服电动机驱动，通常再利用滚珠丝杠和齿形带等进一步把旋转运动转化为 直线运动。 优点：精密度高、速度快、注射性能稳定、设 定的工艺条件的重复精度高、 能耗低（耗电量 约为液压注塑机的 1 / 3 ~ 1 / 4 ）、耗水少 （可比液压注塑机节水达 9 0 % 以上）、 成 型周期短（约为液压注塑机的 1 / 3 ）等
Fig.7 全电动注塑机和液压式注塑机的结构比较
先进技术
全电动注塑机和吹塑机
Table.1 NPE上展出的各种注塑机机种的比例
尚存不足之处：由于全电动注塑机采用滚珠丝杠传递动力， 滚珠 丝杠的磨损必然会影响到注塑机的性能。 因此，要设法提高滚珠 丝杠的使用寿命， 即解决好磨损和润滑的问题。
THE END THANK YOU
先进技术
超临界流体辅助微孔发泡技术
分类：微孔发泡挤出技术和微孔发泡注塑技术（两者在原理及步骤较为 相似，下面只介绍微孔发泡挤出成型）
SCF:超临界流体
Fig.2 微孔发泡片材连续挤出机械示意图
先进技术
流体辅助注塑技术
1.气体辅助注塑（GAIM）
GAIM与普通注塑的区别：多一个气体注入阶段，由气体推动塑料熔体充满模具 型腔
GAIM优点： 具有节省原料、减小合模力、缩短冷却 时间、防止制品缩痕、减少制品内应力、减少或消除 制品翘曲、提高制品表面性能、提高生产效率、降低 生产成本等优点。
Fig.3 GAIM中气体注入方法
先进技术
流体辅助注塑技术
2.水辅助注塑（WAIT）
WAIT:是一种新型的成型中空或者部分中空制品的技术。这种技术是在 G A I M的基 础上发展起来的。 WAIT的优点有： ①成型较大直径的制品 ②减少制品冷却时间，缩短周期 ③ W A I T 能够成型壁厚更薄和更均匀的中空制品， 使制品的设计和制造更为灵活，更加节省原料 ④水便宜，用水代替氮气可降低成本
主要目 标
高生产率、高性能、低成本和快捷交货
小尺寸、 薄壁、轻质.
制品方 面
成型加 工方面
低能耗、全回收、零排放
发展趋势及对策
主要对策
研发各种混合 加工技术；如超 临界流体辅助微 孔发泡技术、流 体辅助注塑技术、 双螺杆挤出机化 学反应与改性技 术等。
研发复杂制品的成 型尤其是注塑和吹 塑技术；以适应汽 车等工业所提出的 愈来愈多的要求。