赵光辉 刘文鑫
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山东省青岛市 266109
摘要：目前，社会进步迅速，我国的各行各业建设的发展也有了提高。复合材料构件热压罐成型过程中，成型模具型板表面与构件直接接触进行热传导，因此型板表面温度均匀性对复合材料构件成型精度起着至关重要的作用。利用FLUENT对框架式成型模具固化成型过程中的温度场进行模拟，找出领先点和滞后点，对型板表面温度分布进行分析。为改善型板表面温度均匀性，结合热阻原理和射流冲击效应，设计一种变厚度的梯形型板、阶梯形型板和连续变厚度型板。仿真结果表明，合理地改变型板厚度对改善型板温度均匀性具有一定的效果。
关键词：材料成型；控制工程；模具制造技术研究
引言
材料成型及控制工程，是产品制造过程中的重要环节，对产品的生产效率与整体质量，发挥着至关重要的作用。利用材料成型及控制工程的主要内容，结合相关的技术手段与具体的操作流程，浅谈一下材料成型及控制工程的加工方向。
1重要性
近50年来，先进复合材料因其高强度、耐高温、抗疲劳等优点，在航空航天、机械工程、医疗、交通等行业得到了日益广泛的应用与发展。尤其是航空制造业，复合材料在飞机中的应用比例逐年提升，成为航空工业中主要发展和研究的对象。热压罐工艺依旧是目前航空企业在复合材料构件成型中主要使用的一种成型方法。复合材料构件的温度场主要分为内部温度场和外部温度场。其中，构件与热压罐内空气的热对流为外部温度场，模具与构件之间、模具及构件本身的热传导则为内部温度场。成型模具与构件在罐内压力的作用下始终紧紧贴合，因此成型模具型板表面温度的均匀性对构件的温度场形成起到了不可忽视的作用。随着罐内空气的循环流动，根据对流换热的特点，复合材料构件温度场始终呈现随加热方向梯度变化趋势，其中成型模具型板表面与构件之间的热传递对这一现象起到了主导作用。复合材料上温度梯度的存在，则会在成型过程中导致构件内部固化度不同步，形成残余应力，在最终脱模时释放，形成固化变形。固化变形不仅会影响构件成型精度，还会影响使用寿命甚至报废。
2金属材料成型及控制工程的模具制造技术
2.1旋压成型
根据材料的不同，模具制造技术的操作流程，也存在着较大的差异。在加工金属材料的过程中，主要使用旋压成型、一次成型、二次成型和低压铸造四种手段。旋压成型是将材料放置在芯模中，在压力的作用下，使材料与芯模紧密相接。随着芯模的旋转变动，材料会产生巨大的形状变化，从而完成材料的加工制作。该技术手段在应用过程中，受阻力的作用较小，但生产效率非常迟缓，更适用于大型产品的加工成型。
2.2一次成型
一次成型主要由拔拉和挤压两种技术构成，挤压技术是指通过将材料放置在固定模具中，利用外界的压力使材料发生形变，从而完成产品的生产工作。利用挤压技术加工的产品，具有较高的塑性，不易发生再次变形。而拔拉技术是将材料放置在模具中，通过外界拔拉作用的影响，使材料出现形变。相比于挤压技术，使用拔拉技术时对材料质量的要求更高，一旦材料韧性不达标，极容易出现断裂的现象发生，令材料加工的整体成本显著上升。
2.3二次成型
二次成型主要由锻造和冲压两种技术构成，锻造技术是通过压力机与模具相结合，对产品进行加工制造。
对于一些结构较为简单的产品，也可以不使用模具，直接利用相关设备进行操作。而冲压技术与锻造技术的操作流程相类似，通过将材料放置在压力机的表面，在压力的作用下，使材料发生形状的变化。冲压和锻造技术，凭借操作简单和生产效率高的优势，被广泛应用在工业化生产建设中。
3材料成型与控制工程模具制造技术的应用措施
模具制造生产领域中应着重强调材料成型与控制工程的技术措施，合理选用原材料，强化成型管理的力度，保证在模具生产制造的领域中可以提升工作效率和质量。
3.1完善技术的应用流程
一般情况下，在模具制造的领域中采用的材料成型与控制工程技术步骤非常烦琐、复杂，为保证技术的高质量应用，应该完善有关步骤流程，为生产工作、制作工作的开展提供一定的保障。首先，在材料生产制造的流程中应着重研究所使用材料的结构特点、性能特点、化学特点等，结合工作环境的情况创建加工模式，开展科学的生产设计工作。技术人员应开展材料的微观结构剖析工作，结合热成型期间的变化特点、生产效率等，严格进行模具制造精确度的控制，确保产品的质量、水平。其次，在生产流程中应结合模具的制造工艺特点、质量影响因素等，将提高生产质量作为基础制作模具产品，确保模具制作的技术水平、质量标准化程度。在这个过程中，应注重开展产品的质量管理工作、技术创新工作等，在确保产品质量的同时，研究开发更多的核心技术，使用先进技术提升自动化生产水平，自主创新并相互沟通交流，完善有关生产项目和流程，不断升级企业的产业链架构，结合客户对模具产品的需求和要求等完善制作的模式，强化对产品质量的检验。最后，应完善产品的质量检测流程，在完成生产工作之后检测产品质量，明确其有无质量不足和缺陷，便于开展相应的管控活动，为客户提供高质量的产品。
3.2保证材料的应用质量
为保证在模具制造领域中合理应用材料成型与控制工程的相关技术，应严格开展材料的管理工作，确保所用材料的质量。目前，相关材料主要有金属、非金属两种，应按照材料类型采用计算机模拟加工技术为用户提供个性化的方案，和用户之间的需求相互适应，形成人性化的生产制造模式。在这个过程中，主要采用概率计算的方式，分析材料应用的合理性，制定模拟性的连续加工模式，在减小人员工作强度的同时，预防加工失误的现象，使得模具生产能够朝精确性的方向发展。还应着重使用智能化的检测技术对材料质量进行检验分析，在自动化检测的过程中获取准确的材料参数信息，使用计算机设备开展数据的处理工作。如果模具制造过程中发生故障，就必须研究问题的发生原因与情况，尤其是发动机设备的运行效率直接影响材料转换效果，因此必须严格进行发动机设备的管理，保证其运行效率，并清除其中的杂质，在保证材料转化率的同时，提升材料循环利用效果。除此之外，应使用坚固性较强、非常柔软的液体管道材料，减少因为管道破损而出现的材料浪费问题。
结语
综上所述，模具生产企业在实际工作中采用材料成型与控制工程技术，应着重应用相关的金属材料技术、非金属材料技术，按照所有材料的特点与情况针对性地开展生产制造工作。在应用技术的过程中，还需注意打造一支优质人才队伍，创建材料成型的创新体系，完善技术模式和机制。
参考文献
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