時間：2023-03-10 15:03:21
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1.前言
材料加工是一門多學(xué)科交叉的學(xué)科，它涉及的內(nèi)容包括材料、物理、力學(xué)、機械、信息等，它涵蓋的內(nèi)容有很多，主要包括金屬塑性成形、表面處理、粉末冶金成形等方面[1]。材料技術(shù)的發(fā)展對材料的生產(chǎn)和改性有巨大促進作用，從而使得材料生產(chǎn)效率有了較大提高，生產(chǎn)成本得以降低，材料使用壽命得到保證，同時，這也對促進分析研究新型材料、使研究成果產(chǎn)業(yè)化發(fā)展有著重要意義。今天，各種新技術(shù)的發(fā)展日新月異，然而，材料加工技術(shù)仍然是無可替代的，它對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著十分重要的作用。如今，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，不斷有新的材料加工技術(shù)出現(xiàn)。在機械制造行業(yè)里，材料加工有著舉足輕重的地位，在制造行業(yè)中起著基礎(chǔ)作用。
2.材料加工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
從20世紀至今，出現(xiàn)了許多新型材料與新材料技術(shù)，主要代表有高溫超導(dǎo)材料、納米材料等，造成這種現(xiàn)象的重要因素是飛速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)，如電子信息技術(shù)和航空航天技術(shù)，這些技術(shù)大大促進了新型材料的研究，許多新材料技術(shù)得到了開發(fā)。
然而，仍有個重要的問題存在，新型材料的研發(fā)與材料加工技術(shù)發(fā)展并沒有達到同步，這樣大大制約了新型材料的發(fā)展與運用。比如，一種性能優(yōu)越的新型材料，具備很好的實用性，但是由于沒有適宜的加工技術(shù)，導(dǎo)致該材料的規(guī)?；a(chǎn)和利用效率低下且成本較高，制約了材料的發(fā)展，使得高性能的材料沒有得到很好的運用。由此看來，發(fā)展材料加工技術(shù)的任務(wù)勢在必行。
21世紀以來，材料加工的發(fā)展將會體現(xiàn)出的主要特征有：
（1）實現(xiàn)材料加工工藝與材料性能設(shè)計的統(tǒng)一。要實現(xiàn)這個統(tǒng)一，將會在材料加工技術(shù)領(lǐng)域發(fā)生重大變革，這是進入發(fā)展加工工藝技術(shù)的標志。
（2）在生產(chǎn)加工過程中對材料各個方面精確控制。要做到這些，不僅需要高度發(fā)展的計算機模擬仿真技術(shù)，還需要完備的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。
20世紀90年代，材料加工技術(shù)的革命已經(jīng)開始，其中，就如今的發(fā)展情況來說，人工點陣與復(fù)合材料特別能代表此次的革命，尤其是人工多層膜材料以及各種層狀復(fù)合材料。
3.材料加工技術(shù)的展望
3.1材料加工技術(shù)總體發(fā)展趨勢
材料技術(shù)的發(fā)展對材料的生產(chǎn)和改性有巨大促進作用，從而使得材料生產(chǎn)效率有了較大提高，生產(chǎn)成本得以降低，材料使用壽命得到保證，并且，這也對促進分析研究新型材料、使研究成果產(chǎn)業(yè)化發(fā)展有著重要意義[2]。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，材料加工技術(shù)快速地發(fā)展，不斷有新的材料加工技術(shù)出現(xiàn)。該技術(shù)的總體發(fā)展趨勢，可以總結(jié)為三點，分別是過程綜合、技術(shù)綜合、學(xué)科綜合。
（1）過程綜合。過程綜合的趨勢涵蓋了兩層意思，第一，實現(xiàn)材料加工工藝與材料性能設(shè)計的統(tǒng)一，使新型材料的研發(fā)與材料加工技術(shù)發(fā)展同步，使各個環(huán)節(jié)緊密地聯(lián)系在一起；第二，指的是材料加工技術(shù)的各個過程的統(tǒng)一，這也可以稱作短流程化。
（2）技術(shù)綜合。材料加工已經(jīng)逐漸發(fā)展成為結(jié)合多種學(xué)科的一門科學(xué)，材料加工技術(shù)綜合了其它學(xué)科，使得材料加工得到了長足發(fā)展，如制備技術(shù)與信息技術(shù)的綜合。
（3）學(xué)科綜合。學(xué)科綜合在許多方面都有所體現(xiàn)，主要表現(xiàn)為三個方面：第一，與傳統(tǒng)三級學(xué)科相結(jié)合，例如與鑄造技術(shù)綜合；第二，與二級學(xué)科綜合，例如與材料物理與化學(xué)綜合，從一定意義上來看，與二級學(xué)科的綜合是由現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展要求造成的，要求根據(jù)使用需求對材料性能進行設(shè)計，在這一層面進行學(xué)科綜合的主要特點是，各學(xué)科間界限逐漸變得不清晰，各學(xué)科相互滲透；第三是與其他一級學(xué)科的綜合，是材料科學(xué)與工程學(xué)科以外學(xué)科的綜合[3]。
3.2金屬材料加工技術(shù)的主要發(fā)展方向
上文著重敘述了材料加工的總體發(fā)展趨勢，現(xiàn)在著重對金屬材料今后的主要發(fā)展方向進行論述，發(fā)展方向主要包括六個方面：
（1）縮短常規(guī)材料加工流程化，提高加工效率。今后的材料加工趨勢將打破傳統(tǒng)成形加工方式，使得材料加工工藝流程得以簡化縮短，有效簡化工藝環(huán)節(jié)的冗余部分，最終連續(xù)化生產(chǎn)，從而達到提高效率的目的。
（2）成形加工技術(shù)更加先進，對組織和材料性能進行高效精確的控制。使得傳統(tǒng)材料品質(zhì)得到很大提升，更便于使用。對于難以加工的材料，將會大大提升其加工性能，并開發(fā)出高附加值的材料。
（3）材料設(shè)計、制備與成形加工一體化，有效簡化材料加工工藝流程，實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，從而達到提高生產(chǎn)效率的目的。
（4）進行新技術(shù)研發(fā)，開發(fā)先進的制備技術(shù)與成形技術(shù)，研發(fā)新材料，例如，大塊非晶合金制備與應(yīng)用技術(shù)、電磁約束成形技術(shù)等。
（5）運用計算機科學(xué)，對材料加工過程中的數(shù)值進行模擬仿真，并利用所得數(shù)據(jù)建立相應(yīng)材料的數(shù)據(jù)庫，這將大大促進材料加工技術(shù)的發(fā)展。
（6）材料制備與加工的智能化，這是材料制備加工新技術(shù)中最被關(guān)注的研究方向，智能化的生產(chǎn)與加工可以使材料生產(chǎn)的可靠性以及生產(chǎn)效率都得以提升，并使得原材料的消耗及廢棄物的排放減少。
4.結(jié)語
從20世紀至今，出現(xiàn)了許多新型材料與新材料技術(shù)，如電子信息技術(shù)和航空航天技術(shù)，這些技術(shù)大大促進了新型材料的研究，許多新材料技術(shù)得到了開發(fā)，材料加工技術(shù)的過程、技術(shù)以及學(xué)科綜合得以深化。材料技術(shù)的發(fā)展對材料的生產(chǎn)和改性有巨大促進作用，從而使得材料生產(chǎn)效率有了較大提高，生產(chǎn)成本得以降低，材料使用壽命得到保證，并且，這也對促進分析研究新型材料、使研究成果產(chǎn)業(yè)化發(fā)展有著重要意義。材料加工技術(shù)以其在科技中無可替代的地位，對我國國民經(jīng)濟的發(fā)展起著十分重要的作用。
【參考文獻】
1.材料加工技術(shù)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀
站在人類歷史發(fā)展的角度來看材料加工技術(shù)的發(fā)展，可以說至今為止已經(jīng)發(fā)生了五次革命性的變化。
大約從公元前4000年開始，人類開始逐步掌握了銅的熔鑄技術(shù)，從石器時代逐步過渡到青銅器時代，這是人類第一次對新材料的加工，這使得人類在工具使用方面從石器步入金屬。那么，人類的生產(chǎn)和社會生活得到了質(zhì)的提高。從公元前1350～1400年開始，青銅器時代被取代，鐵器時代到來。大規(guī)模煉鐵和鍛造技術(shù)的出現(xiàn)促成了人類歷史上第二次材料加工技術(shù)的產(chǎn)生。生產(chǎn)工具和武器質(zhì)量進一步得到提升，生產(chǎn)力大幅提高，人類的生活品質(zhì)得到新一輪的的飛躍。公元1500年左右，合金化材料的出現(xiàn)吹響了第三次材料加工技術(shù)革命的號角。在20世紀初期，合成材料技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展引領(lǐng)了第四次材料加工技術(shù)革命，為近現(xiàn)代工業(yè)快速發(fā)展以及現(xiàn)代文明作出了巨大的貢獻。
臨近21世紀，伴隨著電子信息、航天航空等高精尖技術(shù)的迅猛發(fā)展，新材料的研究與開發(fā)呈現(xiàn)百花齊放的態(tài)勢。納米材料、精細陶瓷材料和高溫超導(dǎo)材料等新材料與新材料技術(shù)不斷涌現(xiàn)。
2.材料加工技術(shù)的發(fā)展趨勢與方向
2.1材料加工技術(shù)的發(fā)展趨勢
“過程綜合、技術(shù)綜合、學(xué)科綜合”是材料加工技術(shù)總體的發(fā)展趨勢。過程綜合含義主要分為兩點，第一點指的是材料設(shè)計、制備、成形和加工一體化，各個環(huán)節(jié)關(guān)聯(lián)度高；第二點指的是綜合多個過程，即短流程化，比如噴射成形技術(shù)，半固態(tài)加工技術(shù)和連續(xù)鑄扎技術(shù)等。技術(shù)綜合是指多種學(xué)科與多種應(yīng)用技術(shù)科學(xué)相結(jié)合，更多體現(xiàn)在計算機技術(shù)與加工技術(shù)的綜合運用，以及信息技術(shù)的綜合。學(xué)科綜合則是指傳統(tǒng)的三級學(xué)科之間（鑄造、塑性加工、熱處理和連接）的綜合，與材料物理、化學(xué)和材料學(xué)等二級學(xué)科綜合，與信息工程、環(huán)境工程與工程學(xué)科以外的其他一級學(xué)科的綜合。其中，材料科學(xué)與工程的其他二級學(xué)科的綜合的最大特點是，各個二級學(xué)科之間的界線越來越不明顯，學(xué)科滲透和相互依賴性越發(fā)強烈。
2.2低碳經(jīng)濟環(huán)境下材料加工技術(shù)的主要發(fā)展方向
在低碳經(jīng)濟的新形勢下，材料加工需要憑借思想創(chuàng)新、制度創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新等多種手段來減少能源的消耗以及減少溫室氣體的排放，從而使得社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。
國人一談減排二字，想到的便是可再生能源和清潔能源的使用。但實際上，減排的隱性力量源泉在于研究與開發(fā)新型材料加工技術(shù)。其中節(jié)能的建筑材料減少能耗，減少了碳排放；納米材料減少了航空航運以及汽車運輸?shù)刃袠I(yè)的負重，減少了高碳能源的損耗，從而達到減排的目的。當下，飛速發(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，競爭日益激烈的市場要求產(chǎn)品性能高、成本低、周期短，而在低碳要求的新型環(huán)境下，材料加工被要求能耗低、污染少、走可持續(xù)發(fā)展道路。那么傳統(tǒng)型的材料加工制造技術(shù)已經(jīng)無法滿足市場的需求，復(fù)合型、多功能且低碳型的材料成形加工技術(shù)正逐步取代單一的傳統(tǒng)型。材料成形加工技術(shù)逐步綜合化、多樣化、柔軟化、多學(xué)科化。
2.2.1現(xiàn)代材料成形加工技術(shù)
薄坯鑄軋技術(shù)。鑄造與軋制被連鑄連軋巧妙結(jié)合起來，就此一項重大的技術(shù)革新在軋鋼生產(chǎn)中產(chǎn)生，節(jié)能與生產(chǎn)連續(xù)化是其最大的優(yōu)點。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，熔化每噸鋼需要消耗約2～3MW?h 的電能，鋼錠與鋼坯的加熱能量相當于每噸消耗電能400～700kW?h，軋制每噸耗電約120～140kW?h[1]。連鑄連軋技術(shù)的采用，在取消了鋼錠與鋼坯加熱的同時，還因為去除了大直徑的初軋機從而使軋制力大幅下降，使變形更加均勻。通過改良結(jié)晶技術(shù)限制，大大減少了變形量的總數(shù)，生產(chǎn)線也得到了大幅度的簡化。
精密鍛造技術(shù)。經(jīng)過精鍛技術(shù)的工件毛坯接近成品零件的最終形狀，不需要大量加工或者不用加工即為成品，接下來的勞動剝削量少，提高效率的同時，材料與能源的損耗也被降到最低，環(huán)境污染小，是一種清潔的材料生產(chǎn)加工技術(shù)。伴隨著精鍛工件精度要求的提高，單一的冷、溫、熱鍛的舊工藝已經(jīng)無法滿足要求，需要研究和開發(fā)復(fù)合成形的新工藝。復(fù)合精密鍛造工藝綜合冷、溫、熱鍛工藝，對其進行組合從而共同完成一個工件的精密鍛造，取長補短，這是鍛造業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排的一種先進的制造技術(shù)。
德國蒂森克虜伯公司代表了世界的領(lǐng)先技術(shù)，他們采用的溫鍛/冷精整成形工藝。上海鐵福傳動軸公司大批量轎車等速萬向節(jié)外星輪的生產(chǎn)，便是采用溫鍛/冷整形工藝，江蘇太平洋精鍛公司大批量齒輪等精鍛件的生產(chǎn)，也是采用相同的方法[2]。另外，可以組合精鍛和其他精密成形的工藝如精密鑄造、焊接等工藝，進而提高應(yīng)用范圍與加工能力。如：采取精密輥鍛與模鍛組合工藝生產(chǎn)大葉片，鍛件單邊拋磨余量控制在0.3mm，所需鍛造壓力是精鍛的10%～20%，設(shè)備投資是精鍛的5%～10%，而且綜合機械性能表現(xiàn)良好[3]。
2.2.2材料加工技術(shù)發(fā)展方向的展望
結(jié)構(gòu)件輕量化成形。結(jié)構(gòu)輕量化的實現(xiàn)主要有兩條方法：針對材料，采用鋁鎂合金、鈦合金和復(fù)合材料等輕質(zhì)材料；針對結(jié)構(gòu)，采用空心變截面、變厚度薄壁殼體等結(jié)構(gòu)，不但可以節(jié)約材料，減輕質(zhì)量還可以保持材料的強度與剛度適當。結(jié)構(gòu)件輕量化成形不僅是為了減輕產(chǎn)品的質(zhì)量，而且在運行過程中能有顯著的節(jié)能效果。
柔性化成形。制造業(yè)的總趨勢便是柔性化，這種制造方式適合產(chǎn)品的多變性。這是材料加工成形技術(shù)發(fā)展的大趨勢，也是市場競爭的需求，在不久的將來會越來越受到重視。
虛擬制造技術(shù)。實現(xiàn)了從產(chǎn)品的設(shè)計、造型到加工過程的動態(tài)模擬、成形分析，從而對企業(yè)的生產(chǎn)模式和運作方式賦予了全新的概念。虛擬制造技術(shù)將改變過去只依賴經(jīng)驗而開展材料加工的落后狀況。這標示著材料加工設(shè)計定量分析將逐步取代經(jīng)驗判斷，進而產(chǎn)品開發(fā)周期、成本將大大降低，同時產(chǎn)品質(zhì)量也得到了保證。
3.結(jié)語
科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展促進了材料加工技術(shù)的不斷進步，促進了過程綜合、技術(shù)綜合、學(xué)科綜合的進程。低碳經(jīng)濟下，可持續(xù)發(fā)展是大勢所趨，而材料加工技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展是重要一環(huán)。復(fù)合型、多功能且低碳型將逐步占領(lǐng)市場，材料成形加工技術(shù)將逐步綜合化、多樣化、多學(xué)科化。伴隨著人們對環(huán)保的重視，環(huán)保材料加工技術(shù)前景光明且將不斷向前發(fā)展。
【參考文獻】
《高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)》是高分子材料加工技術(shù)專業(yè)一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，是以高中（包括中專、技校、職高）化學(xué)基礎(chǔ)為起點，以高分子化學(xué)知識為核心內(nèi)容，融入高分子化學(xué)所必要的無機化學(xué)、有機化學(xué)、物理化學(xué)知識，構(gòu)建本專業(yè)基本的化學(xué)知識體系，培養(yǎng)本專業(yè)所需化學(xué)實驗操作基本技能，為學(xué)習(xí)后續(xù)的《塑料材料》、《高分子材料成型加工基礎(chǔ)》、《塑料測試技術(shù)》、《塑料混配技術(shù)》、《塑料成型技術(shù)》等課程打基礎(chǔ)。顯然該課程是高分子材料加工技術(shù)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。但從目前該課程的內(nèi)容體系來看，學(xué)科體系明顯，內(nèi)容體系仍是無機化學(xué)、有機化學(xué)、物理化學(xué)及高分子化學(xué)知識體系的機械組合，其結(jié)果是課程內(nèi)容多而雜，理論深而澀，給該課程的教學(xué)帶來困難而且教學(xué)效果欠佳，可以認為目前該課程體系無法適應(yīng)高職教育的要求，所以很有必要對該門課程的內(nèi)容進行改革。
一、課程教學(xué)內(nèi)容改革的依據(jù)
本門課程教學(xué)內(nèi)容改革的依據(jù)主要考慮如下三點：第一是考慮高分子材料加工技術(shù)畢業(yè)生主要就業(yè)崗位對化學(xué)知識、技能及態(tài)度的需要，保證畢業(yè)生在就業(yè)崗位上具有夠用的化學(xué)基礎(chǔ)知識與從事化學(xué)實驗室工作的技能；第二是考慮畢業(yè)生職業(yè)生涯發(fā)展的需要，要讓學(xué)生掌握能夠支持其進一步提高其專業(yè)水平所需的化學(xué)知識，為他們的職業(yè)發(fā)展提供后勁；第三是考慮目前高職生源的高中化學(xué)知識的掌握程度以及學(xué)習(xí)能力的實際情況。
為了掌握高分子材料加工技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生的主要就業(yè)崗位對化學(xué)基礎(chǔ)知識、技能及態(tài)度的要求，我們對湖南塑料行業(yè)校企聯(lián)盟企業(yè)進行了走訪調(diào)查，調(diào)查的主要企業(yè)有湖南路路通塑業(yè)有限公司、湖南神塑科技有限公司、南車集團時代工程塑料有限公司、湖南科天新材料有限公司、湖南省塑料研究所、湖南益達塑業(yè)有限公司、株洲三鑫塑膠科技有限公司、株洲創(chuàng)業(yè)塑料有限公司，另外還對25家塑料加工企業(yè)通過電子郵件發(fā)送調(diào)查表進行了調(diào)查，28家外省企業(yè)進行了電話訪問調(diào)查，調(diào)查塑料加工企業(yè)達到61家。調(diào)查結(jié)果表明我校高分子材料加工技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)主要有四大技術(shù)工作崗位，分別是塑料擠出技術(shù)員崗位、塑料注射技術(shù)員崗位、塑料配方技術(shù)員崗位、塑料測試技術(shù)員崗位。我們根據(jù)這四個主要技術(shù)崗位所需要的化學(xué)基礎(chǔ)知識進行了問卷調(diào)查，發(fā)出問卷調(diào)查表207份，回收調(diào)查表198份?！陡叻肿硬牧匣瘜W(xué)基礎(chǔ)》教學(xué)內(nèi)容需求調(diào)查表如表1所示。
從調(diào)查表中我們可以看出，《高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)》七個單元的內(nèi)容對我校畢業(yè)生主要就業(yè)崗位都是需要的，其中以塑料配方技術(shù)員對《高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)》知識要求最高，統(tǒng)計需要數(shù)據(jù)達到1247次，其它三個就業(yè)的主要崗位對《高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)》內(nèi)容要求相關(guān)不大，均超過了1100次，就業(yè)的其它崗位對本門課程的要求相對不高，只有934次。由此我們可以得出，《高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)》對本專業(yè)主要就業(yè)技術(shù)崗位來說非常重要，但對在其它崗位上就業(yè)的畢業(yè)生重要性相對降低。就各單元來說，以“碳鏈高聚物及其單體”單元最為重要，調(diào)查表中統(tǒng)計次數(shù)達964次，調(diào)查企業(yè)對象認為最不重要的內(nèi)容是“高聚物合成”單元，只有573次，其次不重要的是“高聚物化學(xué)反應(yīng)”單元，為707次，其它單元的統(tǒng)計次數(shù)多在800次左右，這幾個單元的內(nèi)容是可以認為是很重要的。
通過本次調(diào)查，我們知道了《高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)》哪些內(nèi)容對畢業(yè)生就業(yè)崗位是最重要及很重要的，哪些內(nèi)容相對不重要，為我們對《高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)內(nèi)容的選取找到了可靠的依據(jù)。
對于教學(xué)內(nèi)容的選取我們也不能完全采取實用主義的辦法，也就是說不是采用學(xué)生在企業(yè)的就業(yè)崗位用到那些知識我們就教授那些知識，高等職業(yè)教育屬于國民教育序列中的高等教育，還需要考慮學(xué)生職業(yè)生涯的發(fā)展，也就是說為學(xué)生提供能夠支撐其后續(xù)發(fā)展所必需的化學(xué)基礎(chǔ)知識。采取的措施是在學(xué)生高中化學(xué)知識的基礎(chǔ)上，將高等教育層次的化學(xué)基本的原理、理論融入各教學(xué)單元中，提高學(xué)生化學(xué)基本知識與技能，達到高分子材料加工技術(shù)專業(yè)大專層次所必需的化學(xué)基礎(chǔ)。
同時我們還要考慮目前高職生源的實際情況，目前高職生源一般來說對高中化學(xué)課程掌握的情況不理想，學(xué)習(xí)能力也有待提高，所以我們選取《高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)》內(nèi)容時也不能脫離生源基礎(chǔ)的實際情況，沒有必要將過深的化學(xué)理論納入教學(xué)內(nèi)容，不然學(xué)生無法掌握教學(xué)內(nèi)容，反而造成不利于提高教學(xué)質(zhì)量的影響，如結(jié)構(gòu)化學(xué)的內(nèi)容、化學(xué)反應(yīng)機理的動力學(xué)分析等內(nèi)容不必作為《高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)》的內(nèi)容，以往的教學(xué)實踐也證明過深的教學(xué)內(nèi)容對學(xué)生學(xué)習(xí)本門課程是不利的。容易造成學(xué)生失去學(xué)習(xí)的信心與興趣，從而從整體上影響課程教學(xué)效果。
二、教學(xué)內(nèi)容的整合
如前所述，目前《高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)》的內(nèi)容體系是無機化學(xué)、有機化學(xué)、物理化學(xué)、高分子化學(xué)等多門化學(xué)課的機械組合，每門課的教學(xué)課時在以往的教學(xué)中都在100個學(xué)時以上，即總課時在400學(xué)時以上，要在96學(xué)時的《高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)》這門課教授完原來400學(xué)時以上的內(nèi)容，顯然不對教學(xué)內(nèi)容進行整合是不可能教授完相關(guān)內(nèi)容，所以必須對高分子材料加工技術(shù)專業(yè)化學(xué)基礎(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容進行整合，整合的依據(jù)就有前面所述的三個考慮。在課程內(nèi)容的整合過程中，必須防止以前出現(xiàn)的幾大化學(xué)內(nèi)容簡單的機械的組合，為此要正確把握好這幾門化學(xué)基礎(chǔ)課中相關(guān)內(nèi)容的整合和優(yōu)化，按照高分子材料加工技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標對知識、技能及態(tài)度的要求，科學(xué)地進行“綜合”，嚴格地把握好對相關(guān)課程內(nèi)容“取”與“舍”的尺度。課程內(nèi)容整合是為了改變以往按單一學(xué)科系統(tǒng)分別設(shè)置課程，各課程自成一體，缺乏聯(lián)系，重理論而輕實踐的現(xiàn)象和課程與課程間的內(nèi)容重復(fù)，為此我們重新設(shè)計了《高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)》的內(nèi)容結(jié)構(gòu)體系，課程內(nèi)容體系如表3所示。
從《高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)》教學(xué)內(nèi)容新體系可以看出，新的內(nèi)容體系打破了原來的幾大化學(xué)課程內(nèi)容機械組合的學(xué)科體系，考慮課程的職業(yè)性，是根據(jù)本專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)崗位對本門課程知識、技能及態(tài)度的需要來設(shè)計內(nèi)容，沒有學(xué)科體系的影響。將無機化學(xué)、有機化學(xué)、物理化學(xué)、高分子化學(xué)這四門課的內(nèi)容根據(jù)職業(yè)崗位的需要進行了取舍，整合為一門課程，即《高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)》。需要調(diào)整課程結(jié)構(gòu)，重新優(yōu)化課程內(nèi)容，處理好相關(guān)內(nèi)容的銜接。高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)以高分子材料為主線，無機化學(xué)部分容入各教學(xué)單元中，有機化學(xué)與高分子化學(xué)知識密切結(jié)合，物理化學(xué)內(nèi)容也容入相關(guān)教學(xué)單元，舍去過深理論性教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容結(jié)合實際，提高學(xué)生學(xué)習(xí)本門課程的興趣，從而提高教學(xué)效果。課后最后一個單元是綜合訓(xùn)練，教學(xué)內(nèi)容有高分子溶液的配制、常用高分子材料的鑒別及聚乙烯醇涂料的制備實驗等，這些教學(xué)內(nèi)容結(jié)合生產(chǎn)及生活實際，很好地實現(xiàn)了課程教學(xué)目標，教學(xué)實踐證明，學(xué)生在學(xué)習(xí)這些內(nèi)容時興趣昂然，取得了較好的教學(xué)效果。
現(xiàn)階段，隨著我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，使得各個行業(yè)在材料使用過程中有了更高的要求，而高分子材料作為一種新型材料，具有較高的使用率，在各行各業(yè)中有著較高的價值[1]。基于此，本文就對高分子材料加工成型技術(shù)的原理進行探究，并闡述高分子材料加工成型技術(shù)的類型，以期提高高分子材料的使用效率。
1高分子材料成型的原理分析
高分子材料，又稱之為聚合物材料，主要是由高分子化合物和其他添加劑組成的一種新型材料，具有運輸方便、能量傳遞高等眾多優(yōu)點，所以在各行各業(yè)中被廣泛使用[2]。一般情況下，高分子材料的制作過程是由多種化工單元組成的，包含多個化工單元，只有各個化工單元操作流程規(guī)范，才可以將高分子材料加工而成。高分子材料在加工過程最重要的一個環(huán)節(jié)就是聚合過程，此過程中經(jīng)常會面臨傳熱和傳質(zhì)兩部分，且具有升溫速度快、反應(yīng)速度強等特點，所以相關(guān)人員在聚合反應(yīng)過程中就要對高分子材料進行降解和碳化工作，保證高分子材料的順利成型，并將聚合反應(yīng)中多余的熱量全部除去，從而實現(xiàn)高分子材料成型。
2高分子材料加工成型技術(shù)的主要類型分析
2.1高分子材料吹塑成型技術(shù)分析
高分子材料吹塑成型技術(shù)主要是指：相關(guān)人員將原本的熱熔型制品在氣體壓力作用下，加工成為具有中空形狀的產(chǎn)品，是我國高分子材料加工成型工作中最常使用的技術(shù)[3]。此種技術(shù)在使用過程中具有操作簡單、處理模式簡單、吹塑成型效果好等眾多優(yōu)點，具體主要體現(xiàn)在以下兩個方面：一方面，高分子材料吹塑成型技術(shù)具有較高的成型率，所以可以對各種材料進行加工，制作成所需產(chǎn)品。另一方面，高分子材料吹塑成型技術(shù)所使用的成本較低，相關(guān)人員在加工中只需要根據(jù)所需要加工的材料選擇出其所用使用的吹塑成型技術(shù)，所以即使是形狀較為復(fù)雜的產(chǎn)品，也可以進行加工。
2.2高分子材料注塑成型技術(shù)分析
注塑成型技術(shù)是高分子材料加工成型技術(shù)的一種，最常使用在一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的塑料產(chǎn)品加工中，此種加工方法具有使用范圍廣、產(chǎn)品精度高、生產(chǎn)品種多等眾多優(yōu)點，所有在高分子材料加工成型過程中經(jīng)常被使用，具有重要的意義[4]。
2.3高分子材料擠出成型技術(shù)分析
高分子材料擠出成型技術(shù)主要是指：相關(guān)人員在對高分子材料加工過程中借助螺桿，對高分子材料進行擠壓工作，具體主要包含高分子材料加料、高分子材料定性、高分子材料塑化等多個環(huán)節(jié)，通過此種加工方法所加工出的產(chǎn)品，具有整體美觀的優(yōu)點，從而提高成品質(zhì)量。
2.4高分子材料塑料激光加工成型技術(shù)分析
隨著我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，使得激光行業(yè)發(fā)展迅猛，在高分子材料加工中被廣泛應(yīng)用。高分子材料塑料激光加工成型技術(shù)主要是指：相關(guān)人員通過高聚光的激光燈，讓其垂直照射在地面的塑料模板上，進而加工出所需要產(chǎn)品。由于高分子材料本身不具有吸收激光能力，所以，相關(guān)人員在使用此種技術(shù)過程中，需要在高分子材料上涂抹一層特定材料，然后再進行加工，從而保證高分子材料能夠?qū)す獬浞治?，保證產(chǎn)品加工質(zhì)量。
2.5高分子材料半結(jié)晶狀態(tài)下的塑料激光成型技術(shù)
高分子材料半結(jié)晶狀態(tài)下的塑料激光成型技術(shù)與塑料激光加工成型技術(shù)有著一定的相似性，此種技術(shù)的主要原理是讓高分子材料對激光能量進行吸收，然后將材料改造成所需要的形狀，需要注意的是，相關(guān)人員在使用此種技術(shù)時需要將溫度控制在一個固定的范圍內(nèi)，保證高分子材料在結(jié)晶溶解過程中所產(chǎn)生的溫度低于原本高分子材料表面的溫度，并保證高分子材料的拉伸度、強度等方面性能符合要求，從而實現(xiàn)高分子材料產(chǎn)品加工目標。
2.6高分子材料激光燒結(jié)技術(shù)分析
高分子材料激光燒結(jié)技術(shù)是最近幾年發(fā)明出來的一項新技術(shù)，此技術(shù)在使用過程中需要借助CAD制圖軟件，相關(guān)人員需要通過CAD制圖軟件對高分子材料進行加工，并在高分子材料加工前對產(chǎn)品模具成本進行準確預(yù)算，保證模具成本合理。因此，高分子材料激光燒結(jié)技術(shù)具有節(jié)約成本、環(huán)保節(jié)能、加工效率高等優(yōu)點，是目前高分子材料加工中最常使用的技術(shù)，并具有廣泛的前景。
3總結(jié)語
總而言之，在高分子材料應(yīng)用范圍不斷擴大的情況，對高分子材料加工成型技術(shù)有了更高的需求。因此，在此種情況下，相關(guān)人員就需要提高對高分子材料的重視，并對高分子加工成型技術(shù)進行總結(jié)，選擇針對性的加工成型技術(shù)方法進行高分子材料加工作業(yè)，從而保證高分子材料使用效率，促進高分子材料行業(yè)快速發(fā)展。
參考文獻：
[1]瞿金平，張桂珍.高分子材料加工成型技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展[C].2014：1-1.
[2]梁潔珍.高分子材料加工成型技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展[J].化工設(shè)計通訊，2017，43（5）：65，74.
一、前言
近些年來，國防尖端工業(yè)和航空工業(yè)等特殊領(lǐng)域的發(fā)展要求更高性能的聚合物材料，開發(fā)研制滿足特定要求的高聚合物迫在眉睫[1]。在此背景下，理清高分子材料加工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，探討高分子材料的加工成型的方法，對促進我國高新技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。
二、高分子材料成型成型加工技術(shù)的相關(guān)定義
1.高分子材料
高分子材料是指由相對分子質(zhì)量較高的化合物為基礎(chǔ)構(gòu)成的材料，其一般基本成分是聚合物或以含有聚合物的性質(zhì)為主要性能特征的材料；主要是橡膠、塑料、纖維、涂料、膠黏劑和高分子基復(fù)合材料。高分子材料獨特的結(jié)構(gòu)和易改性與易加工特點，使它具有其他材料不可取代與不可比擬的優(yōu)異性能，從而廣泛運用到科學(xué)技術(shù)、國防建設(shè)和國民經(jīng)濟等領(lǐng)域，并已成為現(xiàn)代社會生活中衣食住行用等各方面不可缺少的材料。
2.高分子材料成型加工技術(shù)
在高分子工業(yè)的生產(chǎn)中分為高分子材料的制備與加工成型兩個過程。高分子材料的成型加工技術(shù)就是運用各種加工方法對高分子材料賦予形狀，使其成為具有使用價值的各種制品。高分子材料加工主要目的是高性能、高生產(chǎn)率、快捷交貨和低成本；向小尺寸、輕質(zhì)與薄壁方向發(fā)展是高分子材料成型技術(shù)制品方面的目標；成型加工方向是全回收、零排放、低能耗，從大規(guī)模向較短研發(fā)周期的多品種轉(zhuǎn)變。判斷高分子材料的成型加工技術(shù)的質(zhì)量因素是加工后制品的外觀性、尺寸精度、技能性中的耐化學(xué)性、耐熱性等等。
三、高分子材料成型加工技術(shù)的方法
高分子材料的的成型方法有擠出成型、吹塑成型、注塑成型、壓延成型、激光成型等。以下介紹的是現(xiàn)今高分子材料成型加工的主要技術(shù)方法。
1.擠出成型技術(shù)
擠出成型技術(shù)是指物料通過擠出機料筒和螺桿間的作用，邊受熱塑化，邊被螺桿向前推送，連續(xù)通過機頭而制成各種截面制品或半制品的一種加工方法。它的具體原理是高分子原材料自料斗進入料筒，在螺桿旋轉(zhuǎn)作用下，通過料筒內(nèi)壁和螺桿表面摩擦剪切作用向前輸送到加料段，在此松散固體向前輸送同時被壓實；在壓縮段，螺槽深度變淺，進一步壓實，同時在料筒外加熱和螺桿與料筒內(nèi)壁摩擦剪切作用，料溫升高開始熔融，壓縮段結(jié)束；均化段使物料均勻，定溫、定量、定壓擠出熔體，到機頭后成型，經(jīng)定型得到制品。擠出成型又有共擠出技術(shù)、擠出注射組合技術(shù)、成型技術(shù)、反應(yīng)擠出工藝與固態(tài)擠出工藝等。
2.注塑成型技術(shù)
注射成型技術(shù)是目前塑料加工中最普遍的采用的方法之一，可用來生產(chǎn)空間幾何形狀非常復(fù)雜的塑料制件[2]。注射成型技術(shù)根據(jù)組合材料的特征，又有以組合惰性氣體為特征的氣體輔助注射成型，以組合組成化學(xué)反應(yīng)過程為特征的反應(yīng)注射成型，以組合混合混配為特征的直接注射成型，以組合不同材料為特征的夾心成型等多種方法。
3.吹塑成型技術(shù)
吹塑技術(shù)一種發(fā)展迅速的塑料加工方法。熱塑性樹脂經(jīng)擠出或注射成型得到的管狀塑料型坯，趁熱或加熱到軟化狀態(tài)，置于對開模中，閉模后立即在型坯內(nèi)通入壓縮空氣，使塑料型坯吹脹而緊貼在模具內(nèi)壁上，經(jīng)冷卻脫模，即得到各種中空制品。根據(jù)型坯制作方法，吹塑可分為擠出吹塑和注射吹塑，新發(fā)展起來的有拉伸吹塑和多層吹塑。
四、高分子材料成型加工技術(shù)的發(fā)展新趨勢
目前，高分子加工成型技術(shù)正在快速地進步，它的發(fā)展總方向是高度集成化、高度產(chǎn)量、高度精密化，不斷實現(xiàn)對加工制品材料的聚集態(tài)、組織形態(tài)與相形態(tài)等的控制，最大程度地達到制品高性能的目的。具體的創(chuàng)新技術(shù)之處主要體現(xiàn)在以下幾項新技術(shù)上。
1.聚合物動態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)
聚合物動態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)及設(shè)備與傳統(tǒng)技術(shù)無論是在反應(yīng)加工原理還是設(shè)備的結(jié)構(gòu)上都完全不同，該技術(shù)是將電磁場引起的機械振動場引入聚合物反應(yīng)擠出全過程，達到控制化學(xué)反應(yīng)過程、反應(yīng)生成物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)和反應(yīng)制品的物理化學(xué)性能的目的[3]。這項技術(shù)解決振動力場下聚合反應(yīng)加工過程中質(zhì)量、動量和能量傳遞與平衡的難點，從技術(shù)上解決了設(shè)備結(jié)構(gòu)集化的問題。
2.熱塑性彈性體動態(tài)全硫化制備技術(shù)
這項技術(shù)引入振動立場到混煉擠出的全過程，實現(xiàn)混煉過程中橡膠相動態(tài)全硫化，控制硫化反直的進程，防止共混加工過程共混物相態(tài)發(fā)生發(fā)轉(zhuǎn)。此技術(shù)非常有意義，研制發(fā)明出新的熱塑性彈性體動態(tài)硫化技術(shù)與設(shè)備，能有效地提高我國TPV技術(shù)的水平。
3.信息存儲光盤盤基直接合成反應(yīng)成型技術(shù)
此技術(shù)是將盤級PC樹脂生產(chǎn)、中間儲運與光盤盤基成型三個過程融合為一體，聯(lián)系動態(tài)連續(xù)反應(yīng)成型技術(shù)，研制開發(fā)精密光盤注射成型裝備，達到有效提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源，降低消耗的目的。該技術(shù)避免了傳統(tǒng)方式中間環(huán)節(jié)多、能耗大、周期時間長、成型前處理復(fù)雜、儲運過程易受污染等缺陷。
五、結(jié)語
綜上所述，我國在新時期要把握高分子成型加工技術(shù)的前沿，注重培育自主的知識產(chǎn)權(quán)，努力打破國外技術(shù)的壟斷，實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)界的良好結(jié)合的目的。這能有效地將科學(xué)研究成果轉(zhuǎn)化為實際的生產(chǎn)力，有效地加快我國高分子材料成型加工技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
參考文獻
伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國對復(fù)合材料的使用量呈現(xiàn)逐年增長的態(tài)勢，在這些復(fù)合材料當中，纖維增強復(fù)合材料便是較為常見的一種復(fù)合材料，它擁有抗磨損能力強、密度較低等諸多優(yōu)點，因此在我國，纖維增強復(fù)合材料正在被廣泛運用。但是需要關(guān)注的是，這些材料在機械化生產(chǎn)加工的過程中，有著很高的技術(shù)含量，因此如何針對機械化加工過程當中的細節(jié)進行處理，是該行業(yè)相關(guān)從業(yè)人員必須要思考的一個重要問題。這個問題的解決質(zhì)量也會關(guān)系到纖維復(fù)合增強材料在我國今后的推廣和普及效果。
一、纖維復(fù)合增強材料的特征分析
簡單地說，纖維增強復(fù)合材料擁有質(zhì)量輕、強度大的特征，而上述兩個特征正是中國材料行業(yè)未來重要的指導(dǎo)方向，所以針對增強復(fù)合材料的研究有著極為深遠的意義。拿我國最為常用的增強復(fù)合材料芳綸纖維材料進行分析，其拉伸強度可以達到2701兆帕，拉伸模量可以達到84.4/GPa、延伸率達到了3.2%，密度僅為1.44克每立方厘米。在針對增強復(fù)合材料進行機械加工的過程當中，一旦沒有進行正確的操作，常常就會出現(xiàn)余熱較大、材料在開展切割的過程當中溫度過大、切割作業(yè)的過程中對刀具產(chǎn)生極大損耗和材料在進行切割過程當中發(fā)生分層現(xiàn)象等諸多問題。因此增強復(fù)合材料的機械加工對于操作技術(shù)和鎖使用的機械設(shè)備上都有著很高的要求，在開展增強復(fù)合材料切割的過程當中，溫度不能夠太高，因為纖維增強復(fù)合材料與基體材料在受熱之后，所發(fā)生的膨脹幅度是存在差異的。在材料加工的過程中，若溫度太高，就會在材料制作和切割的過程出產(chǎn)生大量的預(yù)熱，導(dǎo)致纖維增強復(fù)合材料出現(xiàn)分層現(xiàn)象。出現(xiàn)這種現(xiàn)象之后，材料自身的強度和性能都會嚴重下降。
二、不同類型纖維增強復(fù)合材料機械加工中的技術(shù)要點
1.玻璃纖維增強復(fù)合材料的機械加工技術(shù)要點。實驗研究表明，玻璃纖維增強復(fù)合材料在使用的過程中能夠顯示出較好的抗高溫性和腐蝕耐受性，盡管玻璃纖維增強復(fù)合材料的硬度較大，并且容易發(fā)生脆裂現(xiàn)象，但是它卻擁有極佳的透明度，所以在中國地區(qū)，玻璃纖維增強復(fù)合材料有著較廣的運用。在針對這一材料進行機械加工的過程中，需要注意下列技術(shù)要點。在對玻璃纖維增強復(fù)合材料進行切削的過程當中，技術(shù)人員必須要使用金剛石材質(zhì)的刀具或者氮化硼刀具，因為采用這些材料的刀具之后，不但能夠顯著提升玻璃纖維增強復(fù)合材料切割效率，而且還能夠?qū)Σ牧系恼w切割質(zhì)量做出有效的保障。反觀在對玻璃纖維增強復(fù)合材料的機械生產(chǎn)當中，如果使用高速鋼刀刀具進行切割，不僅切割質(zhì)量無法得到有效的保障，同時還會對刀具產(chǎn)生極為嚴重的磨損現(xiàn)象，在增加生產(chǎn)企業(yè)的成本投入的同時，產(chǎn)品質(zhì)量還無法得到有效的保障。
2.熱塑性樹脂基復(fù)合材料的機械加工技術(shù)要點。所謂熱塑性樹脂基復(fù)合材料即為把熱塑性樹脂作為基體纖維的纖維增強復(fù)合材料。在針對該種材料進行機械加工的過程當中，對于溫度有著很高的要求，在我國對這種材料進行機械加工的過程當中，往往會使用到冷卻劑來降低加工過程中的環(huán)境溫度。因為該種材料在機械加工的過程中，若出現(xiàn)溫度較高的狀況，其硬度便會大幅度降低，嚴重時可能還會出現(xiàn)材料被燒焦的情況。而在針對該材料進行切割作業(yè)的過程當中，必須要在切割道具上預(yù)留足夠的排屑槽。同時需要選擇使用高速刀具來完成熱塑性樹脂基復(fù)合材料的切割作業(yè)，而且所選擇的道具需要較為鋒利，目前國內(nèi)在針對該材料進行機械加工的過程當中，使用刀具材料最為常見的是碳化鎢道具與金剛石道具。伴隨著中國科學(xué)技術(shù)的不斷進步，還有部分特殊材質(zhì)的刀具也在針對熱塑性樹脂基復(fù)合材料進行切割作業(yè)當中進行使用。在開展切割作業(yè)的過程當中，技術(shù)人員需要將車刀磨出對應(yīng)的傾斜角，這樣可以顯著提升對熱塑性樹脂基復(fù)合材料的切割效果。若需要針對熱塑性樹脂基復(fù)合材料進行鉆孔作業(yè)，麻花鉆頭往往是最佳的選擇，因為麻花鉆頭不容易使其產(chǎn)生分層現(xiàn)象。
3.金屬基復(fù)合材料的機械加工技術(shù)要點。金屬基復(fù)合材料就是使用金屬或者金屬合金作為載體，再在這種材料當中摻入纖維材料由此而構(gòu)成的一種復(fù)合材料。同其他類型的纖維增強復(fù)合材料進行對比，金屬基復(fù)合材料擁有極強的抗切割能力，并且該材料還擁有很強的抗疲勞能力，同時還是電和熱的良導(dǎo)體。除此之外金屬基復(fù)合材料材料對于環(huán)境所造成的污染相對較低，所以在中國，該種纖維增強復(fù)合材料正在被廣泛開發(fā)和運用。針對這一材料的機械加工，對于刀具來講，要求是很高的，當下針對金屬基復(fù)合材料的切削作業(yè)，最常使用的是金剛石刀具，并且根據(jù)金屬或者合金材料的不同，對于該材料進行切割作業(yè)的速度和在進行切割過程中的溫度也有著不一樣的要求。
三、纖維增強復(fù)合材料在進行機械加工的過程中需要關(guān)注的問題
綜合上文內(nèi)容，不難發(fā)現(xiàn)，在進行纖維增強復(fù)合材料機械加工的過程當中，由于材料種類的不同，其加工方式存在有很大的差異性。因此在對于此類材料進行機械加工的過程中，相關(guān)技術(shù)人員一定要注重對加工技術(shù)的不斷改良，轉(zhuǎn)變自身一次加工完成的固有觀念，使用多次加工的辦法來對加工技術(shù)進行優(yōu)化調(diào)整，這樣方能讓纖維增強復(fù)合材料的機械加工質(zhì)量得到大幅度提升。另外，技術(shù)人員需要逐漸提升針對纖維增強復(fù)合材料的切割速度，因為針對這一類型材料的機械加工質(zhì)量，往往同切割速度之間存在著極為密切的關(guān)聯(lián)性，隨著切割速度的提升，能夠顯著減低在切割作業(yè)過程當中材料的供給量，由此降低在機械加工過程當中對切割力的使用，讓纖維增強復(fù)合材料的表面質(zhì)量得到明顯的提升。若在進行切割作業(yè)的過程當中，對速度進行合理的控制，還能夠明顯降低在切割作業(yè)當中，材料出現(xiàn)分層現(xiàn)象的可能性，提升加工效率。最后，刀具的質(zhì)量是決定纖維增強復(fù)合材料機械加工質(zhì)量的關(guān)鍵，在原來的機械加工過程當中，常常會發(fā)生因為刀具質(zhì)量不合格而使得機械加工質(zhì)量受到影響的狀況，高速運轉(zhuǎn)的鋼制鉆頭在玻璃纖維增強復(fù)合材料的機械加工過程當中往往只可以鉆4-5個孔，這在很大程度上增加了材料的加工成本，并降低的加工效率。但是在進行技術(shù)改革之后，采用硬度更高的合金鉆頭能夠鉆取更多的鉆孔（平均數(shù)量超過100個）。一些先進發(fā)達國家所研制的鉆石材質(zhì)鉆頭，不但能對鉆孔的整體質(zhì)量進行保障，并且在鉆孔的使用壽命上，也得到了巨大的提升。
四、結(jié)語
纖維增強復(fù)合材料因為其優(yōu)越的特性，在我國各行各業(yè)當中，都得到了較為廣泛的使用，但是這些性能材料進行推廣普及的過程中，技術(shù)難度較高的機械加工成為了阻礙這些材料在我國使用的重要問題?；诖朔N現(xiàn)狀，本文提出了一些較為常見的纖維增強復(fù)合材料的加工技術(shù)和刀具選擇技術(shù)重點，希望能夠為我國纖維增強復(fù)合材料的推廣和普及做出自己應(yīng)有的貢獻。
作者:王帥強 單位:西京學(xué)院萬鈞書院
參考文獻：
[1]李志強,樊銳,陳五一等.纖維增強復(fù)合材料的機械加工技術(shù)[J].航空制造技術(shù),2003,12:34-37.
[2]李樹俠.國外纖維增強復(fù)合材料的切削加工技術(shù)[J].飛航導(dǎo)彈,2010,06:91-94.
[3]于長有.纖維增強復(fù)合材料的機械加工技術(shù)研究[J].科技與創(chuàng)新,2015,24:149+151.
近年來，某些特殊領(lǐng)域如航空工業(yè)、國防尖端工業(yè)等領(lǐng)域的發(fā)展對聚合物材料的性能提出了更高的要求，如高強度、高模量、輕質(zhì)等，各種特定要求的高強度聚合物的開發(fā)研制越來越顯迫切。
一、高分子材料成型加工技術(shù)發(fā)展概況
近50年來，高分子合成工業(yè)取得了很大的進展。例如，造粒用擠出機的結(jié)構(gòu)有了很大的改進，產(chǎn)量有了極（大的提高。20世紀60年代主要采用單螺桿擠出機造粒，產(chǎn)量約為3t/h；70年代至80年代中期，采用連續(xù)混煉機+單螺桿擠出機造粒，產(chǎn)量約為10t/h；80年代中期以來。采用雙螺桿擠出機+齒輪泵造粒，產(chǎn)量可以達到40-45t/h，今后的發(fā)展方向是產(chǎn)量可高達60t/h。在l950年，全世界塑料的年產(chǎn)量為200萬t。20世紀90年代。塑料產(chǎn)量的年均增長率為5.8%，2000年增加至1.8億t至2010年，全世界塑料產(chǎn)量將達3億t，此外。合成工業(yè)的新近避震使得易于璃確控制樹脂的分子結(jié)構(gòu)，加速采用大規(guī)模進行低成本的生產(chǎn)。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，節(jié)能、高速、美觀、環(huán)保、乘坐舒適及安全可靠等要求對汽車越來越重要.汽車規(guī)模的不斷擴大和性能的提高帶動了零部件及相關(guān)材料工業(yè)的發(fā)展。為降低整車成本及其自身增加汽車的有效載荷，提高塑料類材料在汽車中的使用量便成為關(guān)鍵。
據(jù)悉，目前汽車上100kg的塑料件可取代原先需要100-300kg的傳統(tǒng)汽車材料（如鋼鐵等）。因此，汽車中越來越多的金屬件由塑料件代替。此外，汽車中約90%的零部件均需依靠模具成型，例如制造一款普通轎車就需要制造1200多套模具，在美國、日本等汽車制造業(yè)發(fā)達的國家，模具產(chǎn)業(yè)超過50%的產(chǎn)品是汽車用模具。目前，高分子材料加工的主要目標是高生產(chǎn)率、高性能、低成本和快捷交貨。制品方面向小尺寸、薄壁、輕質(zhì)方向發(fā)展；成型加工方面，從大規(guī)模向較短研發(fā)周期的多品種轉(zhuǎn)變，并向低能耗、全回收、零排放等方向發(fā)展。
二、現(xiàn)今高分子材料成型加工技術(shù)的創(chuàng)新研究
（一）聚合物動態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)及設(shè)備
聚合物反應(yīng)加工技術(shù)是以現(xiàn)雙螺桿擠出機為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。國外的Berstart公司已開發(fā)出作為連續(xù)反應(yīng)和混煉的十螺桿擠出機，可以解決其它擠出機（包括雙螺桿和四螺桿擠出機）作為反應(yīng)器所存在的問題。國內(nèi)反應(yīng)成型加工技術(shù)的研究開發(fā)還處于起步階段，但我國的經(jīng)濟發(fā)展強烈要求聚合物反應(yīng)成型加工技術(shù)要有大的發(fā)展。指交換法聚碳酸酯（PC）連續(xù)化生產(chǎn)和尼龍生產(chǎn)中的比較關(guān)鍵的技術(shù)是縮聚反應(yīng)器的反應(yīng)擠出設(shè)備，我國每年還有數(shù)以千萬噸計的改性聚合物及其合金材料的生產(chǎn)。關(guān)鍵技術(shù)也是反應(yīng)擠出技術(shù)及設(shè)備。
目前國內(nèi)外使用的反應(yīng)加工設(shè)備從原理上看都是傳統(tǒng)混合、混煉設(shè)備的改造產(chǎn)品，都存在傳熱、傳質(zhì)過程、混煉過程、化學(xué)反應(yīng)過程難以控制、反應(yīng)產(chǎn)物分子量及其分布不可控等問題.另外設(shè)備投資費用大、能耗高、噪音大、密封困難等也都是傳統(tǒng)反應(yīng)加工設(shè)備的缺陷。聚合物動態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)及設(shè)備與傳統(tǒng)技術(shù)無論是在反應(yīng)加工原理還是設(shè)備的結(jié)構(gòu)上都完全不同，該技術(shù)是將電磁場引起的機械振動場引入聚合物反應(yīng)擠出全過程，達到控制化學(xué)反應(yīng)過程、反應(yīng)生成物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)和反應(yīng)制品的物理化學(xué)性能的目的。該技術(shù)首先從理論上突破了控制聚合物單體或預(yù)聚物混合混煉過程及停留時間分布不可控制的難點，解決了振動力場作用下聚合物反應(yīng)加工過程中的質(zhì)量、動量及能量傳遞及平衡問題，同時從技術(shù)上解決了設(shè)備結(jié)構(gòu)集成化問題。新設(shè)備具有體積重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、適應(yīng)性好、可靠性高等優(yōu)點，這些優(yōu)點是傳統(tǒng)技術(shù)與設(shè)備無法比擬或是根本沒有的。該項新技術(shù)使我國聚合物反應(yīng)加工技術(shù)直接切人世界技術(shù)前沿，并在該領(lǐng)域處于技術(shù)領(lǐng)先地位。
（二）以動態(tài)反應(yīng)加工設(shè)備為基礎(chǔ)的新材料制備新技術(shù)
1.信息存儲光盤盤基直接合成反應(yīng)成型技術(shù)。此技術(shù)克服傳統(tǒng)方式的中間環(huán)節(jié)多、周期長、能耗大、儲運過程易受污染、成型前處理復(fù)雜等問題，將光盤級PC樹脂生產(chǎn)、中間儲運和光盤盤基成型三個過程整合為一體，結(jié)合動態(tài)連續(xù)反應(yīng)成型技術(shù)，研究酯交換連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)，研制開發(fā)精密光盤注射成型裝備，達到節(jié)能降耗、有效控制產(chǎn)品質(zhì)量的目的。
2.聚合物/無機物復(fù)合材料物理場強化制備新技術(shù)。此技術(shù)在強振動剪切力場作用下對無機粒子表面特性及其功能設(shè)計（粒子設(shè)計），在設(shè)計好的連續(xù)加工環(huán)境和不加或少加其它化學(xué)改性劑的情況下，利用聚合物使無機粒子進行原位表面改性、原位包覆、強制分散，實現(xiàn)連續(xù)化制備聚合物/無機物復(fù)合材料。
3.熱塑性彈性體動態(tài)全硫化制備技術(shù)。此技術(shù)將振動力場引入混煉擠出全過程，控制硫化反直進程，實現(xiàn)混煉過程中橡膠相動態(tài)全硫化.解決共混加工過程共混物相態(tài)反轉(zhuǎn)問題。研制開發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的熱塑性彈性體動態(tài)硫化技術(shù)與設(shè)備，提高我國TPV技術(shù)水平。
三、高分子材料成型加工技術(shù)的發(fā)展趨勢
近年來，各個新型成型裝備國家工程研究中心在出色完成了國家級火炬計劃預(yù)備項目和國家“八五”、“九五”重點科技計劃（攻關(guān)）等項目同時，非常注重科技成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化，完成產(chǎn)業(yè)化工程配套項目20多項，創(chuàng)辦了廣州華新科機械有限公司和北京華新科塑料機械有限公司，使其有自主知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)與裝備在國內(nèi)外推廣應(yīng)用。塑料電磁動態(tài)塑化擠出設(shè)備已形成了7個規(guī)格系列，近兩年在國內(nèi)20多個省、市、自治區(qū)推廣應(yīng)用近800臺（套）。銷售額超過1.5億元，還有部分新設(shè)備銷往荷蘭、泰國、孟加拉等國家.產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。例如PE電磁動態(tài)發(fā)泡片材生產(chǎn)線2000年和2001年僅在廣東即為國家節(jié)約外匯近1600萬美元，每條生產(chǎn)線一年可為制品廠節(jié)約21萬k的電費。塑料電磁動態(tài)注塑機已開發(fā)完善5個規(guī)格系列，投入批量生產(chǎn)并推向市場；塑料電磁動態(tài)混煉擠出機的中試及產(chǎn)業(yè)化工作已完成，目前開發(fā)完善的4個規(guī)格正在生產(chǎn)試用。并逐步推向市場目前新設(shè)備的市場需求情況很好，聚合物新型成型裝備國家工程研究中心正在對廣州華新科機械有限公司進行重組。將技術(shù)與資本結(jié)合，引入新的管理、市場等機制，爭取在兩三年內(nèi)實現(xiàn)新設(shè)備年銷售額超億。我國已加入WTO，各個行業(yè)都將面臨嚴峻挑戰(zhàn)。
綜上所述，我國必須走具有中國特色的發(fā)展高分子材料成型加工技技術(shù)與裝備的道路，打破國外的技術(shù)封鎖，實現(xiàn)由跟蹤向跨越的轉(zhuǎn)變；把握技術(shù)前沿，培育自主知識產(chǎn)權(quán)。促進科學(xué)研究與產(chǎn)業(yè)界的結(jié)合，加快成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的進程，加快我國高分子材料成型加工高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是必由之路。
參考文獻：
近年來,某些特殊領(lǐng)域如航空工業(yè)、國防尖端工業(yè)等領(lǐng)域的發(fā)展對聚合物材料的性能提出了更高的要求,如高強度、高模量、輕質(zhì)等,各種特定要求的高強度聚合物的開發(fā)研制越來越顯迫切。
一、高分子材料成型加工技術(shù)發(fā)展概況
近50年來,高分子合成工業(yè)取得了很大的進展。例如,造粒用擠出機的結(jié)構(gòu)有了很大的改進,產(chǎn)量有了極大的提高。20世紀60年代主要采用單螺桿擠出機造粒,產(chǎn)量約為3t/h;70年代至80年代中期,采用連續(xù)混煉機+單螺桿擠出機造粒,產(chǎn)量約為10t/h;80年代中期以來。采用雙螺桿擠出機+齒輪泵造粒,產(chǎn)量可以達到40-45t/h,今后的發(fā)展方向是產(chǎn)量可高達60t/h。在l950年,全世界塑料的年產(chǎn)量為200萬t。20世紀90年代。塑料產(chǎn)量的年均增長率為5.8%,2000年增加至1.8億t至2010年,全世界塑料產(chǎn)量將達3億t,此外。合成工業(yè)的新近避震使得易于璃確控制樹脂的分子結(jié)構(gòu),加速采用大規(guī)模進行低成本的生產(chǎn)。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,節(jié)能、高速、美觀、環(huán)保、乘坐舒適及安全可靠等要求對汽車越來越重要.汽車規(guī)模的不斷擴大和性能的提高帶動了零部件及相關(guān)材料工業(yè)的發(fā)展。為降低整車成本及其自身增加汽車的有效載荷,提高塑料類材料在汽車中的使用量便成為關(guān)鍵。
據(jù)悉,目前汽車上100kg的塑料件可取代原先需要100-300kg的傳統(tǒng)汽車材料(如鋼鐵等)。因此,汽車中越來越多的金屬件由塑料件代替。此外,汽車中約90%的零部件均需依靠模具成型,例如制造一款普通轎車就需要制造1200多套模具,在美國、日本等汽車制造業(yè)發(fā)達的國家,模具產(chǎn)業(yè)超過50%的產(chǎn)品是汽車用模具。目前,高分子材料加工的主要目標是高生產(chǎn)率、高性能、低成本和快捷交貨。制品方面向小尺寸、薄壁、輕質(zhì)方向發(fā)展;成型加工方面,從大規(guī)模向較短研發(fā)周期的多品種轉(zhuǎn)變,并向低能耗、全回收、零排放等方向發(fā)展。
二、現(xiàn)今高分子材料成型加工技術(shù)的創(chuàng)新研究
(一)聚合物動態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)及設(shè)備
聚合物反應(yīng)加工技術(shù)是以現(xiàn)雙螺桿擠出機為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。國外的Berstart公司已開發(fā)出作為連續(xù)反應(yīng)和混煉的十螺桿擠出機,可以解決其它擠出機(包括雙螺桿和四螺桿擠出機)作為反應(yīng)器所存在的問題。國內(nèi)反應(yīng)成型加工技術(shù)的研究開發(fā)還處于起步階段,但我國的經(jīng)濟發(fā)展強烈要求聚合物反應(yīng)成型加工技術(shù)要有大的發(fā)展。指交換法聚碳酸酯(PC)連續(xù)化生產(chǎn)和尼龍生產(chǎn)中的比較關(guān)鍵的技術(shù)是縮聚反應(yīng)器的反應(yīng)擠出設(shè)備,我國每年還有數(shù)以千萬噸計的改性聚合物及其合金材料的生產(chǎn)。關(guān)鍵技術(shù)也是反應(yīng)擠出技術(shù)及設(shè)備。
目前國內(nèi)外使用的反應(yīng)加工設(shè)備從原理上看都是傳統(tǒng)混合、混煉設(shè)備的改造產(chǎn)品,都存在傳熱、傳質(zhì)過程、混煉過程、化學(xué)反應(yīng)過程難以控制、反應(yīng)產(chǎn)物分子量及其分布不可控等問題.另外設(shè)備投資費用大、能耗高、噪音大、密封困難等也都是傳統(tǒng)反應(yīng)加工設(shè)備的缺陷。聚合物動態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)及設(shè)備與傳統(tǒng)技術(shù)無論是在反應(yīng)加工原理還是設(shè)備的結(jié)構(gòu)上都完全不同,該技術(shù)是將電磁場引起的機械振動場引入聚合物反應(yīng)擠出全過程,達到控制化學(xué)反應(yīng)過程、反應(yīng)生成物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)和反應(yīng)制品的物理化學(xué)性能的目的。該技術(shù)首先從理論上突破了控制聚合物單體或預(yù)聚物混合混煉過程及停留時間分布不可控制的難點,解決了振動力場作用下聚合物反應(yīng)加工過程中的質(zhì)量、動量及能量傳遞及平衡問題,同時從技術(shù)上解決了設(shè)備結(jié)構(gòu)集成化問題。新設(shè)備具有體積重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、適應(yīng)性好、可靠性高等優(yōu)點,這些優(yōu)點是傳統(tǒng)技術(shù)與設(shè)備無法比擬或是根本沒有的。該項新技術(shù)使我國聚合物反應(yīng)加工技術(shù)直接切人世界技術(shù)前沿,并在該領(lǐng)域處于技術(shù)領(lǐng)先地位。
(二)以動態(tài)反應(yīng)加工設(shè)備為基礎(chǔ)的新材料制備新技術(shù)
1.信息存儲光盤盤基直接合成反應(yīng)成型技術(shù)。此技術(shù)克服傳統(tǒng)方式的中間環(huán)節(jié)多、周期長、能耗大、儲運過程易受污染、成型前處理復(fù)雜等問題,將光盤級PC樹脂生產(chǎn)、中間儲運和光盤盤基成型三個過程整合為一體,結(jié)合動態(tài)連續(xù)反應(yīng)成型技術(shù),研究酯交換連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù),研制開發(fā)精密光盤注射成型裝備,達到節(jié)能降耗、有效控制產(chǎn)品質(zhì)量的目的。
2.聚合物/無機物復(fù)合材料物理場強化制備新技術(shù)。此技術(shù)在強振動剪切力場作用下對無機粒子表面特性及其功能設(shè)計(粒子設(shè)計),在設(shè)計好的連續(xù)加工環(huán)境和不加或少加其它化學(xué)改性劑的情況下,利用聚合物使無機粒子進行原位表面改性、原位包覆、強制分散,實現(xiàn)連續(xù)化制備聚合物/無機物復(fù)合材料。
3.熱塑性彈性體動態(tài)全硫化制備技術(shù)。此技術(shù)將振動力場引入混煉擠出全過程,控制硫化反直進程,實現(xiàn)混煉過程中橡膠相動態(tài)全硫化.解決共混加工過程共混物相態(tài)反轉(zhuǎn)問題。研制開發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的熱塑性彈性體動態(tài)硫化技術(shù)與設(shè)備,提高我國TPV技術(shù)水平。
三、高分子材料成型加工技術(shù)的發(fā)展趨勢
近年來,各個新型成型裝備國家工程研究中心在出色完成了國家級火炬計劃預(yù)備項目和國家“八五”、“九五”重點科技計劃(攻關(guān))等項目同時,非常注重科技成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化,完成產(chǎn)業(yè)化工程配套項目20多項,創(chuàng)辦了廣州華新科機械有限公司和北京華新科塑料機械有限公司,使其有自主知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)與裝備在國內(nèi)外推廣應(yīng)用。塑料電磁動態(tài)塑化擠出設(shè)備已形成了7個規(guī)格系列,近兩年在國內(nèi)20多個省、市、自治區(qū)推廣應(yīng)用近800臺(套)。銷售額超過1.5億元,還有部分新設(shè)備銷往荷蘭、泰國、孟加拉等國家.產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。例如PE電磁動態(tài)發(fā)泡片材生產(chǎn)線2000年和2001年僅在廣東即為國家節(jié)約外匯近1600萬美元,每條生產(chǎn)線一年可為制品廠節(jié)約21萬k的電費。塑料電磁動態(tài)注塑機已開發(fā)完善5個規(guī)格系列,投入批量生產(chǎn)并推向市場;塑料電磁動態(tài)混煉擠出機的中試及產(chǎn)業(yè)化工作已完成,目前開發(fā)完善的4個規(guī)格正在生產(chǎn)試用。并逐步推向市場目前新設(shè)備的市場需求情況很好,聚合物新型成型裝備國家工程研究中心正在對廣州華新科機械有限公司進行重組。將技術(shù)與資本結(jié)合,引入新的管理、市場等機制,爭取在兩三年內(nèi)實現(xiàn)新設(shè)備年銷售額超億。我國已加入WTO,各個行業(yè)都將面臨嚴峻挑戰(zhàn)。
綜上所述,我國必須走具有中國特色的發(fā)展高分子材料成型加工技技術(shù)與裝備的道路,打破國外的技術(shù)封鎖,實現(xiàn)由跟蹤向跨越的轉(zhuǎn)變;把握技術(shù)前沿,培育自主知識產(chǎn)權(quán)。促進科學(xué)研究與產(chǎn)業(yè)界的結(jié)合,加快成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的進程,加快我國高分子材料成型加工高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是必由之路。
參考文獻:
[1]Chris Rauwendaal,Polymer Extrusion,Carl Hanser Verlag,Munich/FkG,l999.
當前，新型的金屬復(fù)合材料已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，復(fù)合型材料雖然成本與技術(shù)要求都較高，但其所具有的材料特性相較于普通的金屬材料具有更高的性能優(yōu)勢，成為工程建設(shè)的重要材料。除此之外，更多的零部件制作采用新型金屬材料，也催生了很多先進的成型加工技術(shù)。那么在新時代背景下，究竟如何才能進一步存進新型金屬材料成型加工技術(shù)的發(fā)展與完善，是當前的材料工程師應(yīng)該重點關(guān)注的問題。
1 關(guān)于新型金屬材料的綜述
1.1 新型金屬材料的固有特性
新型金屬材料的種類繁多，都涵蓋在合金的范疇之內(nèi)，金屬材料的固有特性包括以下幾點：新型金屬材料具有更好的延展性；新型金屬的化學(xué)性較為活潑；新型金屬具有特有的光澤與色彩等。當前應(yīng)用廣泛的新型金屬材料包括形狀記憶合金、高溫合金、貯氫合金以及非晶態(tài)合金等。
1.2 新型金屬材料的加工特性
1.2.1 焊接性
焊接性是金屬成型加工的基礎(chǔ)特性之一，所指是金屬材料通過焊接來完成二次成型并滿足設(shè)計要求。新型金屬材料的焊接性良好，在焊接時可以保證沒有氣孔、沒有裂縫等。新型金屬材料具有好的焊接性通常收縮小、導(dǎo)熱性能好。
1.2.2 鍛壓性
鍛壓性對于金屬的成型加工的關(guān)鍵因素，金屬具有的鍛壓性能夠使金屬在鍛壓的過程中承受塑性變形，并有效緩解沖壓。除此之外，金屬的鍛壓性還會受到加工條件的影響。
1.2.3 鑄造性
金屬所具有的鑄造性包括收縮性、流動性、偏析以及裂紋敏感性等具有相關(guān)性，由于新型金屬材料均為合金，因此其中含有的高熔點元素會金屬的流動性降低，給材料成型加工增加了一定的難度。
2 新型金屬材料成型加工的原則分析
應(yīng)用于工程施工以及企業(yè)產(chǎn)品中的新型金屬材料通常具備耐磨性良好、硬度高的特性，具備這些特性的新型金屬材料能夠滿足工程及產(chǎn)品的成型與質(zhì)量要求，卻也為成型加工帶來了一定的難度。通常情況下，為了保障金屬材料成型加工的質(zhì)量，針對不同的金屬會采用不同的加工技術(shù)。例如有些特殊的金屬復(fù)合金屬材料只有通過金屬基復(fù)合材料的纖維性增強，才能實現(xiàn)成型加工。而其他特殊的新型金屬材料在進行成型加工時需要更加復(fù)雜的技術(shù)，因此，在進行二次加工時要做到因材料的不同而采取有針對性的技術(shù)，做到具體問題具體分析，從而切實推進新型金屬材料成型加工的實踐進程。
當前，新型金屬材料的成型加工通常會涉及到焊接、擠壓、鑄造、超塑成型以及切削加工等加工技術(shù)，筆者通在實際的工作中發(fā)現(xiàn)，加工過程中的任何一個小的失誤或者紕漏，都會對材料的成型造成一定的影響，因此，在加工之前，一定要對金屬材料的物理及化學(xué)屬性進行深入的、透徹的了解，從而能夠基于其可塑性實現(xiàn)成型加工，這也是當前選擇復(fù)合材料的重要原則與指標之一。
3 新型金屬材料成型加工的技術(shù)
3.1 粉末冶金成型加工技術(shù)
粉末冶金法是應(yīng)用于新型金屬材料成型加工中的最早的技術(shù)之一，主要用于制造復(fù)合材料零件、顆粒制造以及金屬基復(fù)合材料中的晶須增強等，且以上成型加工可以通過這一方法直接完成。粉末冶金加工技術(shù)的適用范圍主要是針對尺寸較小、形狀不復(fù)雜以及較為精密的零件，因為粉末冶金技術(shù)的優(yōu)勢在于成型制作過程中能夠根據(jù)實際中的需求來進行增強相含量的調(diào)節(jié)，即顆粒含量在半數(shù)以上；制作中的增強相較為精密，且組織更加細密，除此之外，粉末冶金法還具有界面反應(yīng)少的優(yōu)勢，有效提升了工作效率。例如，美國的DWA公司在設(shè)備支撐架以及自行車架等的制作方面就充分應(yīng)用了這一方法。
3.2 鑄造成型技術(shù)法
鑄造成型技術(shù)法已經(jīng)經(jīng)過了實踐的檢驗，成為當前最為成熟的鑄造技術(shù)。鑄造成型法能夠滿足筆者在上文中所提及的加工原則，還被廣泛應(yīng)用于復(fù)合材料零件的生產(chǎn)與制作之中。當前，隨著實際加工情況復(fù)雜性的增加，使得鑄造成型法滯后性明顯，具體的參數(shù)設(shè)置以及工藝方法選擇等都必須進行改進，在成型加工的過程中，流動性的增加以及熔體的粘度等都會受到材料中顆粒增加的影響，除此之外，高溫也會使材料的化學(xué)屬性發(fā)生變化。針對以上出現(xiàn)的問題，具體有效的解決方法在于針對不同的材料成型加工采取熔模鑄造、壓鑄、金屬型鑄造以及砂型鑄造等方法。
3.3 機械加工鑄造法
機械加工鑄造法通常利用銑、車、以及鉆等方法進行金屬基復(fù)合材料的加工，與其他金屬的加工相同的是在精加工鋁基復(fù)合材料中采用金剛石道具來進行成型加工。具體的方法有以下幾種：首先是銑削的方法，具體的材料包括l5%～20%的粘結(jié)劑、聚金剛石刀具以及端面銑刀，在進行銑削時需要先利用切削液來實現(xiàn)冷卻，并增加銑削顆粒；其次是車削的方法，利用乳化液進行冷卻，刀具為硬質(zhì)合金刀具；最后則是鉆削的方法，利用外切削液進行冷卻，通常采用PCD鑲片麻花鉆頭。
3.4 電切割技術(shù)法
電切割法是指在成型加工過程中根據(jù)零件形狀的負極來決定采取怎樣的幾何切割形狀，在材料切割時利用正極溶解的基本方式來實現(xiàn)材料的切割。對于零件成型加工中存在的殘屑以及未溶解的纖維等，可以利用零件與負極之間的間隙來實現(xiàn)清洗。與傳統(tǒng)的放電加工法相比，顯著優(yōu)勢在于在介電流液中浸入移動的電極線，從而能夠通過液體壓力沖刷以及局部高溫實現(xiàn)對零件的成型加工。利用電切割法進行成型加工時，非導(dǎo)體復(fù)合材料通常會由于放電效果差而產(chǎn)生一定的影響。如在鋁基復(fù)合材料加工時，由于切割速度慢以及切口粗糙等問題，就不能沿用傳統(tǒng)的切割參數(shù)。
3.5 焊接技術(shù)法
焊接技術(shù)法作為成型加工的重要方法之一，通常被應(yīng)用于金屬及復(fù)合材料成型構(gòu)建中，例如航天飛機、汽車傳動軸以及自行車等。焊接熔池的流動性以及粘度等易發(fā)生變化，并受到增加物的影響。成型加工中，金屬的化學(xué)反應(yīng)通常發(fā)生在基體金屬與增強物之間，對焊接速度造成了一定的限制，面對這一問題，通常的解決辦法有以下幾種：首先是基于慣性摩擦，將其中一個部件進行軸對稱旋轉(zhuǎn)；其次是熔化焊的基本處理方法；除此之外，還可以利用擴散焊的方法進行焊接。
3.6 模鍛塑性成型法
模鍛塑性成型法在鎂基復(fù)合材料與鋁基礎(chǔ)復(fù)合材料中有廣泛的應(yīng)用，成型法涉及到超速成型、模鍛以及擠壓等方法。利用此方法生產(chǎn)出來的零器件性能好、組織更加細密。但是在應(yīng)用的過程中需要注意以下幾方面：第一方面是通過擠壓溫度的適度提高，可以對應(yīng)提高金屬材料的塑性；第二方面是在模具表面進行涂層或者使用劑等實現(xiàn)摩擦條件的改善，降低材料成型的難度；第三方面則是擠壓速度受到增加物的影響，為了防止零件產(chǎn)生橫向裂紋，一定要控制好擠壓速度。
4 結(jié)語
新型金屬材料作為一種現(xiàn)代化的先進材料，擁有更為廣泛的實際應(yīng)用價值，而其所具有的高模量、高韌性以及高強度的特性使其更具生命力。成型加工作為二次加工，涵蓋了金屬學(xué)、物理學(xué)、傳熱學(xué)等多個學(xué)科，這就使得在在成型加工時需要進行更加深入的、廣泛的探究。筆者相信，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的今天，通過對新型金屬材料成型加工技術(shù)的探究，能夠為金屬材料的廣泛應(yīng)用提供可能，同時為金屬產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整與優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。
現(xiàn)代社會中，科學(xué)技術(shù)成為了推動經(jīng)濟發(fā)展，促進社會進步的重要力量，也正是由于科技是第一生產(chǎn)力的這一理念，各個國家的科技都達到了前所未有的發(fā)展速度。高分子技術(shù)應(yīng)運而生，隨著人類對高分子技術(shù)的深入了解，在應(yīng)用過程中遇到的很多問題有待探討，本文中就高分子材料成型加工技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新進行了深入的討論，也希望能夠為我國的高分子技術(shù)貢獻一份力量。
一、簡述高分子材料成型加工術(shù)的發(fā)展歷程
在對一項科學(xué)技術(shù)進行深入探討之前，很有必要對其的產(chǎn)生、發(fā)展到應(yīng)用的過程有所了解。由于新型高分子材料的發(fā)現(xiàn)較早，但是由于觀念上的落后以及設(shè)備上的落后，導(dǎo)致高分子材料從發(fā)現(xiàn)到大規(guī)模的應(yīng)用于工業(yè)流程中所耗費的時間較為漫長。近年來，隨著關(guān)于高分子技術(shù)的一系列難題攻破，到更多、更加優(yōu)良的高分子材料被發(fā)現(xiàn)，高分子技術(shù)開始進入飛速發(fā)展的時代。20世紀90年代塑料的平均增長率有了很大的提升，隨之而來的塑料產(chǎn)量也有很大幅度的提升。不管是在塑料的產(chǎn)量上有了大幅度的提升，在塑料的種類上，材質(zhì)上，應(yīng)用范圍上都有了很大的優(yōu)化與發(fā)展。舉個例子來說，之前制造一批汽車可能需要三百噸鋼鐵，而現(xiàn)在可能只需要三百噸的塑料就能達到相同的效果，甚至更好的效果。在鋼材日益減少的現(xiàn)在，這些高分子材料的發(fā)明給了人類在發(fā)展道路上無限種可能。在汽車行業(yè)中，由傳統(tǒng)純鋼鐵制造的汽車可能已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代人類的需要了，而對于高分子材料制造而成的汽車，不僅在強度上不輸于鋼鐵，在造價，環(huán)保方面更是勝于鋼鐵一籌。而在其他方面也會有很多改變，規(guī)模上要更小一些，周期要相對更短一些，能量的消耗要更低一些，回收率要更高一些，對空氣的污染程度和對資源的消耗要更小一些。
二、創(chuàng)新型高分子材料成型加工技術(shù)
1.聚合物動態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)及設(shè)備
聚合物反應(yīng)加工技術(shù)是以現(xiàn)雙螺桿擠出機為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。目前國外已經(jīng)對這一個項目進行了深入的研究，并且已經(jīng)研制出了連續(xù)反應(yīng)和混煉的桿螺桿擠出機，這一項研究的產(chǎn)生，有效地解決了雙螺桿擠出問題，還有這其他類似的反應(yīng)器所不具有的優(yōu)點。
在這些設(shè)備的發(fā)展過程中，技術(shù)是至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)，在技術(shù)上必須要有所突破。指交換法聚碳酸醞（PC）連續(xù)化生產(chǎn)和尼龍生產(chǎn)中的比較關(guān)鍵的技術(shù)是縮聚反應(yīng)器的反應(yīng)擠出設(shè)備，而在現(xiàn)在世界上所使用的反應(yīng)加工設(shè)備上來看，大多數(shù)都是利用傳統(tǒng)的混合、混煉技術(shù)，有些國外的企業(yè)也只是對傳統(tǒng)的反應(yīng)器進行了小范圍的優(yōu)化。但是根本上都存在傳熱、傳質(zhì)過程、混煉過程、化學(xué)反應(yīng)過程難以控制、反應(yīng)產(chǎn)物分子量及其分布不可控等問題。另外設(shè)備投資費用大、能耗高、噪音大、密封困難等也都是傳統(tǒng)反應(yīng)加工設(shè)備的缺陷。聚合物動態(tài)反應(yīng)加工技術(shù)及設(shè)備與傳統(tǒng)技術(shù)無論是在反應(yīng)加工原理還是設(shè)備的結(jié)構(gòu)上都完全不同，該技術(shù)是將電磁場引起的機械振動場引入聚合物反應(yīng)擠出全過程，達到控制化學(xué)反應(yīng)過程、反應(yīng)生成物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)和反應(yīng)制品的物理化學(xué)性能的目的。這一項技術(shù)實現(xiàn)了聚合物單體或預(yù)聚物混合混煉過程中的理論的突破，有了新的理論作為指導(dǎo)，新型的加工反應(yīng)器才能夠制作出來。新的技術(shù)從理論上解決了聚合物單體或預(yù)聚物混合混煉過程及停留時間分布不可控制的難點，同時從技術(shù)上解決了設(shè)備結(jié)構(gòu)集成化問題。新設(shè)備具有體積重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、適應(yīng)性好、可靠性高等優(yōu)點，這此優(yōu)點是傳統(tǒng)技術(shù)與設(shè)備無法比擬或是根本沒有的。
2.新材料制備動態(tài)反應(yīng)加工設(shè)備技術(shù)的革新
這一項技術(shù)的革新主要是指信息存儲光盤直接合成反應(yīng)成型技術(shù)的發(fā)明，這項技術(shù)具有當代新技術(shù)所需要的大多數(shù)優(yōu)點，由于采取了全然不同的理論指導(dǎo)和流程，這項技術(shù)具有周期短，操作建議，對環(huán)境污染小，節(jié)約資源的優(yōu)點。正是由于這些優(yōu)點的存在，這項技術(shù)打破了原有傳統(tǒng)技術(shù)的局限性，避免了很多問題的出現(xiàn)。而且隨著光盤存儲技術(shù)的發(fā)展，這項技術(shù)還有無限的提升空間。它的主要工作機理是把光盤級的PC樹脂化，將中間存儲和盤基成型融合在一個流程當中，再借鑒動態(tài)連續(xù)反應(yīng)成型技術(shù)對交換連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)進行研究和發(fā)展。
3、復(fù)合材料物理場強化制備技術(shù)
此技術(shù)在強振動剪切力場作用下對無機粒子表而特性及其功能設(shè)計，整個流程都是在設(shè)計好的連續(xù)的加工環(huán)境中進行，省去了其他化學(xué)催化劑或者改性劑的參與，有效地實現(xiàn)了資源的節(jié)約。利用聚合物使無機粒子進行原位表面性、原位包覆、強制分散，實現(xiàn)連續(xù)化制備聚合物/無機物復(fù)合材料熱塑性彈性體動態(tài)全硫化制各技術(shù)：此技術(shù)將振動力場引入混煉擠出全過程，控制硫化反直進程，實現(xiàn)混煉過程中橡膠相動態(tài)全硫化。解決共混加工過程共混物相態(tài)反轉(zhuǎn)問題。
三、展望高分子材料成型加工技術(shù)未來的發(fā)展方向
近年來，在世界上的高分子材料成型技術(shù)的發(fā)展熱潮的影響下，我國的各省各地也加快了高分子材料成型技術(shù)的發(fā)展，相關(guān)部門也加大了政策上的支持。這一做法是完全符合我國改革開放以來的經(jīng)濟發(fā)展路線，因此這一技術(shù)已經(jīng)具備了發(fā)展的一切有利因素。
我國的各個城市陸續(xù)展開這項技術(shù)的推廣，已經(jīng)有超過一半的地區(qū)在推廣和使用這一技術(shù)，這一技術(shù)所創(chuàng)造的經(jīng)濟利益也是不容忽視的，很多地區(qū)已經(jīng)將這一技術(shù)變成一個產(chǎn)業(yè)，工業(yè)制成品大量出口到歐洲和亞洲的很多國家和地區(qū)，在國際貿(mào)易方面有非常顯的成效，不但提高了出口的多樣性，而且拉動了社會效益和經(jīng)濟效益的增長。在未來的時間里，這項技術(shù)還具有非常大的發(fā)展空間，新型高分子材料成型技術(shù)還可以應(yīng)用在更多的領(lǐng)域，相信會有一天高分子材料會成為我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚臇|西。希望以后有更多的人才投入到這項技術(shù)中去，這樣我國的高分子成型材料加工技術(shù)才能夠趕超發(fā)達國家，為我國的外貿(mào)的發(fā)展。
四、結(jié)語
綜合上文所陳述的，我國要想在高分子材料的道路上走的更遠，必須牢記科技史第一生產(chǎn)力的這一原則。并且只有隨著高分子材料的不斷深入應(yīng)用，我國才能夠更好地建設(shè)資源節(jié)約型環(huán)境友好型社會，才能讓世界看到中國的發(fā)展不是以犧牲環(huán)境，大量消耗資源為代價的。推動高分子加工合成技術(shù)勢在必行。
材料采購環(huán)節(jié)在材料價格定價過程中占據(jù)著很大的比重，采購關(guān)乎著企業(yè)與多方面的溝通與合作，在這個過程中企業(yè)的信譽也會就此體現(xiàn)出來，更會影響著整個工程的運轉(zhuǎn)和企業(yè)以后的發(fā)展。因此企業(yè)的材料采購項目順利進行關(guān)乎著整個工程的順利進行。而在采購環(huán)節(jié)中，主要反映出以下幾個問題。第一是采購之前，對材料各個方面信息的預(yù)算和期望沒有形成一個完好規(guī)范的程序，預(yù)算的缺漏從而導(dǎo)致材料應(yīng)用得不合實際需求，施工中材料缺乏或者材料浪費的現(xiàn)象比比皆是。在采購?fù)暌院蟮牟牧鲜褂蒙希牧线\用在確切位置的消息沒有及時傳達，導(dǎo)致執(zhí)行力的滯后，工程耽誤，施工人員時間和精力的損耗，導(dǎo)致了他們積極性地下降。對于這樣的問題，企業(yè)的相關(guān)部門應(yīng)該做好確切的材料采購計劃，每種材料應(yīng)該明細地列出，而后針對各個材料的要求，制定出相應(yīng)的預(yù)算，形成一個完好有序的材料分析體系，最后執(zhí)行采購計劃。在采購過程中，與商家擬訂合同不嚴謹，會給信譽較低的商家可乘之機，這種后果則會給企業(yè)造成不必要的損失。所以為了防止此種事故的發(fā)生，不要急于與商家協(xié)商，而更多的是首先要注重材料的質(zhì)量，多層進行篩選，最后定奪最合適商家。與商家協(xié)商也一定要嚴格簽署合同，尤其是在采購大宗材料例如:鋼筋、砂石、水泥等材料時。對于材料的檢查驗收也是十分必要的，采購時一定要挑選質(zhì)量優(yōu)的材料，購買時要確定好材料的質(zhì)量，在材料運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場時，也要做好驗收的工作，避免劣質(zhì)產(chǎn)品在施工或者使用過程中出現(xiàn)安全問題。最后，企業(yè)對采購的經(jīng)費要給予一定的定價標準，因為在采購過程中有可能會出現(xiàn)采購人員的私下交易行為，由此導(dǎo)致的報銷費用不符實后果，增大企業(yè)工程成本。
1．2材料儲存問題
材料采購與材料儲備是相輔相成的。在儲備環(huán)節(jié)，涉及價格規(guī)律對材料采購的影響，從而反應(yīng)儲備環(huán)節(jié)的必要性;儲備地點的定位也是一個繁雜的問題;儲備地點的看管人員勞工成本仍然是企業(yè)施工成本的重要內(nèi)同。材料的儲存和管理，與市場經(jīng)濟的發(fā)展密切相關(guān)。市場經(jīng)濟中所存在的市場規(guī)律，使材料價格波動不穩(wěn)。材料的價格受著天氣氣候、季節(jié)、災(zāi)害等因素的影響，會引起價格的偏差，例如暴雨天氣，通常上材料價格會上升。而此種情況下，材料儲備不夠，又由于天氣原因價格上漲，重新采購會提高企業(yè)施工成本，是不明智的選擇。所以企業(yè)要充分運用互聯(lián)網(wǎng)，時刻把握著市場經(jīng)濟形態(tài)下的市場動態(tài)狀況，關(guān)注著價格走向，及時選購物資材料，進行儲備。儲備的問題，又體現(xiàn)在儲備場地的租賃費用上。每個儲備場地的大小和價格是不一致的，所以在儲備時，選擇場地應(yīng)該根據(jù)材料數(shù)量和單件大小來確定儲備地，充分利用場地，不要在花費較多的情況下儲備著少量小件的材料。另外也要同商家進行協(xié)商和合作，盡可能的來降低儲備費用。材料的運輸也是工程的一筆費用，材料的采購地與施工地距離遙遠則會增大運輸費用。在某一段工程完工的時候，剩余材料則需要轉(zhuǎn)移到下一個工程地點繼續(xù)后面的施工使用，如果前期儲備地點與后期工程的地點相隔甚遠，期間大量的運輸轉(zhuǎn)移費用會增大成本。因此，首先在選購材料時就應(yīng)該選擇離施工地點相距較近的采購點，盡量減少其中的運輸費用。在儲備地點的選擇上，也盡量選擇與施工地點較近的位置，同樣也是減少運輸費用。企業(yè)的施工，涉及儲備地點看管人員的工資和各項保險費用，其中可能因為內(nèi)部人員的私人關(guān)系而導(dǎo)致員工勞動成本增加。對于這樣的問題，企業(yè)首先得要對企業(yè)內(nèi)部人員進行核查和登記，做好相應(yīng)的管理工作。企業(yè)員工和施工人員的工資應(yīng)該嚴格定期發(fā)放，且在有必要的情況下進行相應(yīng)地真實性核實，杜絕企業(yè)內(nèi)部私人權(quán)利的濫用，無形地加大企業(yè)對工程成本。
2定價過程中如何最大限度降低成本
2．1材料計劃管理措施的落實
在材料采購計劃中，采購人員要注意到材料的名稱、型號、規(guī)格、保質(zhì)時間、構(gòu)成原料……這樣做的目的，一是可以核對所需要材料的信息是否有誤;二是能在采購的同時加強對材料的熟悉度，等到下段工程使用時能夠較快地掌握材料信息，提高工作效率。在進行采購前，企業(yè)最好派相關(guān)人員進行市場考察和調(diào)研，結(jié)合施工實際問題再來進入有關(guān)市場進行材料挑選、儲備地地篩選等，以施工的實際情況來進行各項施工前期工作的預(yù)算和規(guī)劃。
2．2材料的供應(yīng)與使用
材料供應(yīng)問題上，結(jié)合企業(yè)成本，其供應(yīng)和使用也要結(jié)合實際情況來做相應(yīng)的更改，前文提到的市場經(jīng)濟的調(diào)節(jié)作用導(dǎo)致材料價格的波動，公路工程怎樣做到最少的成本來擁有所需要的材料呢。儲備材料是有必有的，但不會針對所有的材料。例如特殊材料，在雨季或者寒冷的冬季難以購買，或者需要高價購買，對于這樣的材料則應(yīng)該結(jié)合施工進度來提前購買，如果工程從開始到結(jié)束很多段都需要使用這種特殊材料，不妨在價格低廉的時候?qū)ζ涠嗔坎少忂M行儲備。而對于普通材料來說，則儲備顯得多余了。因為不管在何種時間和天氣，只要不出現(xiàn)災(zāi)難，都是隨時可以購選到的，如果對其大量儲存，不僅需要承擔運輸費用還有承擔高昂的儲蓄費用，對企業(yè)成本的降低時非常不利的。
2．3材料貨源的穩(wěn)定
企業(yè)成本降低還需要考慮到與貨源供應(yīng)商之前的關(guān)系合作上。對市場充分調(diào)研和考察后，尋找到近距點。除此之外，還應(yīng)該找到合適的供應(yīng)商，包括對商品或者需求材料的熟悉度，即其對工程有一定的了解度。這樣能減少與供應(yīng)商之間溝通的障礙，而且供應(yīng)商對材料了解，這樣的優(yōu)勢也能給施工的開展提供一些合理的意見，促進工程地順利開展。在與供應(yīng)商搭建好這樣基礎(chǔ)后，與其保持好合作關(guān)系也是非常理智的做法，當施工出現(xiàn)不正常的現(xiàn)象或者意外時，供應(yīng)商的幫助是一個及時有效的措施。
