金属立体成型技术
金属塑性成形
02
金属塑性成形的原理
金属塑性变形的物理基础
01
金属塑性变形的基本概念
金属塑性成形是通过外力作用使金属材料发生塑性变形，从而获得所需
形状和性能的过程。
02
金属的晶体结构与塑性变形
金属的晶体结构是影响其塑性变形行为的重要因素。金属的晶体结构决
定了其塑性变形的机制和特点。
03
温度对金属塑性变形的影响
塑性成形过程中的缺陷与控制
在塑性成形过程中，由于各种因素的影响，可能会出现裂纹、折叠、夹杂等缺陷。为了获得高质量的产 品，需要了解这些缺陷的形成原因，并采取相应的措施进行控制和预防。
03
金属塑性成形的方法
自由锻成形
总结词
自由锻成形是一种金属塑性加工方法，通过锤击或压力机等 工具对金属坯料施加外力，使其发生塑性变形，从而获得所 需形状和尺寸的金属制品。
随着科技的发展，精密金属塑性成形技术逐渐兴起，如精密锻造、精密轧制、精密冲压等 ，这些技术能够制造出更高精度、更复杂形状的金属零件。
数值模拟与智能化技术
近年来，数值模拟与智能化技术在金属塑性成形领域得到了广泛应用，通过计算机模拟技 术可以对金属塑性成形过程进行模拟分析，优化工艺参数，提高产品质量和生产效率。同 时，智能化技术的应用使得金属塑性成形过程更加自动化和智能化。
详细描述
挤压成形适用于生产各种复杂形状的管材、棒材和异型材等。由于其能够实现连续生产，因此具有较 高的生产效率。但挤压成形对设备和操作技术要求较高，且对原材料的表面质量、尺寸精度和化学成 分等要求严格。
拉拔成形
总结词
拉拔成形是一种金属塑性加工方法，通 过拉拔机对金属坯料施加拉力，使其发 生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸 的金属制品。
面向高端装备制造的金属成形技术
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wwei材料成形技术(塑性)1
二、金属塑性成形的基本生产方式 1、轧制：金属毛坯在两个轧辊之间受压变形而形成各 种产品的成形工艺，图6-1。 2、挤压：金属毛坯在挤压模内受压被挤出模孔而变形 的成形工艺，图6-3。 3、拉拔：将金属坯料拉过拉拔模的模孔而变形的成形 工艺，图6-5。 4、自由锻：金属毛坯在上下砥铁间受冲击或压力而变 形的成形工艺，图6-7（a）。 5、模锻：金属坯料在既有一定形状的锻模模膛内受击 力或压力而变形的成形工艺，图6-7（b） 。
塑性愈大、变形抗力愈小，材料的可锻性愈好
4、可锻性的影响因素
（1）化学成分 A、碳钢中碳和杂质元素的影响
C、H、P（冷脆）、S （热脆） B、合金元素的影响
塑性降低，变形抗力提高。
（2）内部组织
单相组织（纯金属或者固溶体）比多相组织塑性好。 细晶组织比粗晶组织好； 等轴晶比柱状晶好。 面心立方结构的可锻性最好，体心立方结构次之， 而密排六方结构可锻性最差。
冲击力和压力
锻压是锻造与冲压的总称。
★锻造：在加压设备及工（模）具作用下，使坯料、铸锭产生局 部或全部的塑性变形，以获得一定几何尺寸、形状和质量的锻件 的加工方法。锻造通常是在高温（再结晶温度以上）下成形的，
因此也称为金属热变形或热锻。
★锻造特点：1、压密或焊合铸态金属组 织中的缩孔、缩松、空隙、气泡和裂纹。 2、细化晶粒和破碎夹杂物，从而获得一 定的锻造流线组织。因此，与铸态金属 相比，其性能得到了极大的改善。 3、主要用于生产各种重要的、承受重载荷的机器零件或毛坯。 如机床的主轴和齿轮、内燃机的连杆、起重机的吊钩等。 4、高温下金属表面的氧化和冷却收缩等各方面的原因，锻件精度 不高、表面质量不好，加之锻件结构工艺性的制约。
2、晶粒和分布在晶界上的非金属夹杂物ห้องสมุดไป่ตู้沿变形方向被拉长， 但是拉长的晶粒可经再结晶又变成等轴细粒状，而这些夹杂物不能 改变，就以细长线条状保留下来，形成了所谓的纤维组织。 纤维组织的化学稳定性很高，只有经过锻压才能改变其分布方向， 用热处理是不能消除或改变纤维组织形态的。 纤维组织使金属的力学性能具有明显的方向性。
金属制坯技术中的金属体积成形工艺
文章编号 ｏ —０３ —０
Ｔ ｅＢｕ ｋ ｆ ｒ ｎ ｒ ｆ ｒ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｅａ ｈ ｌ ｏ ｍｉ ｇ ｉ Ｐ ｅ ｏ ｍｉ ｇ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｆＭ ｔｌ ｎ
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第 ２ 卷 第 ３ １ 期
３ Ｖ０ ． １ Ｎｏ． １２
重 庆 工 学 院 学 报（ 然科学版） 自 Ｊ ｒ ｌｆ１ｎｑ ｇ ｎｉｔｏＴｄ ｏ ｇ（ ａｒ ｉｃ ｄｉ ） ｏ ｎ （ｏ ｉ ｓｕ ｅｍ ｌ ｙＮｔａＳ ｅ ｅ ｉ ｎ ｕａｏ ａｇｎ Ｉｔ ｅｆ ｔ ｏ ｕｌｃｎ Ｅ ｔ ｏ
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重 庆 工 学 院 学 报
３ 可精化锻件 尺寸 ， ） 实现少 甚至无 切削加工 ． 因而可
１ 等温模锻［ ］
１１ 等温模锻的定义及类型 ．
・
收稿 日期 ： ０ — ２ ２ ２ ６ １— ７ ０ 基金项 目： 底职业技术 院院级课题 （４ ０Ｂ ． 娄 Ｏ ２ ） 作者简介 ： 张海筹 （９６ 。 ， １６ 一）男 湖南涟源人 ， 硕士 ， 副教授 ， 主要从事机械 、 模具设计 与制造 的研究 和教学
金属塑性成形课件
2023-11-06•金属塑性成形概述•金属塑性成形工艺•金属塑性成形设备•金属塑性成形技术的发展趋势•金属塑性成形过程中的缺陷与质量控制目•金属塑性成形实例分析录01金属塑性成形概述金属塑性成形是一种使金属材料发生塑性变形，以获得所需形状、尺寸和性能的加工方法。
金属塑性成形广泛应用于机械制造、航空航天、汽车、电子等领域，是一种重要的材料加工技术。
金属塑性成形的定义金属塑性成形可以制造出复杂形状的零件，并且能够获得较高的精度和表面质量。
与切削加工相比，金属塑性成形具有更高的材料利用率和更低的能耗。
金属塑性成形过程中材料的变形是均匀的，因此可以避免应力集中和裂纹等缺陷。
金属塑性成形的特点03金属塑性成形的基本原理包括应力状态、屈服准则、塑性流动规律等。
金属塑性成形的基本原理01金属塑性成形的原理是基于金属的塑性变形规律，即在外力作用下，金属材料会发生形状和尺寸的变化。
02在金属塑性成形过程中，材料的变形受到应力状态、变形温度、变形速度等因素的影响。
02金属塑性成形工艺自由锻工艺自由锻是利用冲击力或静压力使金属坯料变形，并施加外力将其锻造成所需形状和尺寸的锻造方法。
定义特点流程应用自由锻具有较大的灵活性，可以生产形状各异的锻件，但生产效率较低，适用于单件或小批量生产。
自由锻的流程包括坯料准备、加热、变形和锻后冷却。
自由锻主要用于大型锻件和难变形材料的加工，如轴、轮毂、法兰等。
模锻工艺模锻是利用模具使金属坯料变形，并施加外力将其锻造成所需形状和尺寸的锻造方法。
定义模锻具有较高的生产效率，且能获得较为精确的形状和尺寸，但模具制造成本较高。
特点模锻的流程包括坯料准备、加热、放入模具、变形、锻后冷却和修整。
流程模锻广泛应用于中小型锻件的生产，如齿轮、轴套、法兰等。
应用板料冲压工艺板料冲压是利用冲压机将金属板料变形，并施加外力将其冲制成所需形状和尺寸的加工方法。
定义板料冲压具有较高的生产效率，且能获得较为精确的形状和尺寸，但模具对材料的厚度和硬度有一定要求。
先进金属复合材料成形技术
先进金属复合材料成形技术
先进金属复合材料成形技术是指利用先进的工艺和设备对金属复合材料进行成形加工的技术。
金属复合材料是由金属基体和增强材料（如纤维增强材料）组成的复合材料。
相比于传统的单一金属材料，金属复合材料具有更高的强度、刚度和耐热性能。
然而，由于其复杂的结构和成分，金属复合材料的成形加工相对困难。
先进金属复合材料成形技术主要包括以下几个方面：
1. 粉末冶金成形技术：通过将金属粉末与增强材料混合，然后经过高温和高压的成形过程，使其熔合并固化成型。
这种成形技术适用于复杂形状和大尺寸的金属复合材料制品。
2. 金属复合材料锻造技术：利用锻机对金属复合材料进行锻造成型。
锻造可以改变材料的内部组织结构和形状，从而提高其力学性能和耐热性能。
3. 金属复合材料挤压技术：通过在金属复合材料中施加高压，使其通过模具的通道流动并成形。
挤压成形技术适用于长条形的金属复合材料制品。
4. 金属复合材料注射成型技术：利用注射机将金属复合材料融化后注入模具中进行成型。
注射成型技术可以制造出高精度和复杂形状的金属复合材料制品。
以上是几种常见的先进金属复合材料成形技术，通过这些技术的应用，可以制造出更高性能、更复杂的金属复合材料制品，满足不同领域对于材料强度和耐热性能的要求。
材料成形技术_金属材料成形基本原理
材料成形技术_金属材料成形基本原理金属材料成形是指通过外力对金属材料进行塑性变形，改变其形状和尺寸的过程。
这是一种广泛应用于制造业的加工技术，包括锻造、压力加工、剪切、折弯、旋压、挤压等多种方法。
下面将介绍金属材料成形的基本原理。
金属材料成形的基本原理可以归结为三个参数：应力、变形和温度。
这三个参数相互作用，影响金属的成形过程和结果。
首先是应力。
应力是指施加在金属材料上的力。
成形过程中，应力会使金属材料内部的晶粒沿着位移方向产生塑性滑移，从而发生变形。
应力的大小和方向会影响金属材料的变形方式和形态。
接下来是变形。
变形是指金属材料在外力作用下发生的形状和尺寸变化。
变形包括弹性变形和塑性变形两种形式。
弹性变形是指金属材料受到外力作用后，恢复到起初形状的一种变形方式。
而塑性变形是指金属材料受到外力作用后，改变形状和尺寸，不会恢复到起初形状的一种变形方式。
金属材料的塑性变形是成形加工中的主要目标。
最后是温度。
温度是指金属材料在成形过程中的温度变化。
温度的变化会影响金属材料的变形行为。
一般来说，金属在高温下更容易发生塑性变形。
高温有助于降低金属的屈服强度和粘滞阻力，使其更易于变形。
但是温度过高会引起金属的晶粒长大，从而降低了材料的性能。
金属材料成形技术的具体方法包括锻造、压力加工、剪切、折弯、旋压、挤压等。
这些方法中，锻造是最常用的一种成形方法。
锻造是通过对金属材料施加冲击或压力，使其产生塑性变形，从而得到所需的形状和尺寸。
锻造包括自由锻、模锻和挤压锻等多种方式。
总之，金属材料成形是一种重要的制造技术，通过对金属材料施加力和温度的控制，可以对材料进行塑性变形，从而得到所需的形状和尺寸。
了解金属材料成形的基本原理对于选择适当的成形方法和实现高质量的产品具有重要意义。
金属工艺及材料成形技术
形和制造的一系列技术和工艺。
这涵盖了从原材料到最终成品的整个生产链，包括金属的选材、切割、成形、焊接、表面处理等方面。
下面将详细介绍金属工艺及材料成形技术的各个方面。
1. 金属工艺概述金属工艺是指对金属材料进行各种物理和化学处理，使其达到预定形状、尺寸、性能和表面状态的技术。
金属工艺的主要步骤包括原材料准备、熔炼、成型、加工、焊接、表面处理等。
在整个金属工艺过程中，材料的性能、工艺的精密性和效率都是关键因素。
2. 金属材料成形技术a. 锻造（Forging）锻造是一种通过对金属施加压力，使其发生塑性变形，从而改变其形状的成形工艺。
这可以通过冷锻和热锻两种方式进行。
锻造可用于制造各种零部件，如飞机零件、汽车零件和工业设备。
b. 拉伸成形（Stretch Forming）拉伸成形是一种通过对金属板材施加拉力，使其在一定的模具上拉伸成所需形状的成形工艺。
这在航空航天领域中广泛应用，制造复杂曲面的零部件。
c. 冲压成形（Stamping）冲压成形是将金属板或带料通过冲裁模、弯曲模、拉伸模等多个工序，使其发生塑性变形，形成零部件的工艺。
这是大规模生产金属零部件的一种有效方式。
d. 旋转成形（Spinning）旋转成形是通过将金属板材固定在旋转工具上，通过压力使其沿轴线旋转，从而形成圆筒状或锥形状的零部件的工艺。
常见的应用包括制造锅、盘子等器皿。
e. 挤压（Extrusion）挤压是将金属通过模具压出所需形状的工艺。
这广泛应用于制造铝型材、管道等。
通过挤压，可以生产复杂截面的产品。
f. 注塑成形（Injection Molding）虽然常用于塑料，但注塑成形也可用于金属粉末，通过在高温高压下使金属粉末熔化，并注射到模具中成形。
这是制造小型零部件的一种方法。
3. 金属加工技术a. 数控加工（CNC Machining）加工具有高精度、高效率和灵活性的优势，广泛应用于定制零部件制造。
b. 电火花加工（EDM）电火花加工是通过电脉冲放电的方式在金属工件上形成微小的放电坑，从而实现零部件的精密加工。
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我们所了解到的金属3D打印
一般而言，激光快速成型需要用高功率的激光照射试件表面，融化金属粉末，形成液态的熔池，然 后移动激光束，熔化前方的粉末而让后方的金属液冷却凝固。周边需要有送粉装臵、惰性气体保护、 喷头控制等来配套。
金属材料的3D打印制造技术之所以难度大，是因为金属的熔点比较高，涉及到了金属的固液相变、 表面扩散以及热传导等多种物理过程。需要考虑的问题还包括，生成的晶体组织是否良好、整个试 件是否均匀、内部杂质和孔隙的大小等等。另外，快速的加热和冷却还将引起试件内较大的残余应 力。为了解决这些问题，一般需要在多种制造参数配合，例如激光的功率和能量分布、激光聚焦点 的移动速度和路径、加料速度、保护气压、外部温度等等。 在所有金属合金中，钛合金尤其受到重视。因为钛合金密度低、强度高、耐腐蚀、熔点高，所以是 理想的航天航空材料。但是由于钛合金硬而且脆，所以不宜用切割和铸造的方式来成型。反而是由 于它导热率低，在加热时热量不会发散引起局部变形，比较适合利用激光快速成型技术。最后，钛 合金材料价格高，利用3D打印技术能够在减轻飞行器重量的同时节省原材料的成本。
金属需要更高的能量进行相变，并要以适当的形式被塑造 成预期的形状。SO........ 我们的想法是：用激光按固定的模型融化金属粉末，采取 层铺的方式堆叠。
我们所了解到的金属3D打印
激光立体成型技术，是将“快速原型”制造技术与激光熔 覆技术相结合，所形成的制造高性能致密金属零件的快速 成型技术。
后期设想
（2）.联合液晶电视显示的原理，把激光喷头的移动取消，可以做把 激光头和金属喷头简化，做成显示屏的感觉，一小块一小块的激光源， 每块激光源中间是喷口，其实就是一个小孔就够了，这样就可以解决 它的速度问题了，至于精度中间问题不是特别大，但是边缘可能由于 拼块打印的，需要后续精加工，但是如果机械的方面能再简化简化， 就像电视上的分块越多，分辨率越高一样，他的精度就能大大提高，
焊接技术制作与创新设计
——金属3D打印精度与速度
目录
我们的实践过程
我们的初期想法 我们所了解到的金属3D打印 我们的设想 ......
组员： 1408202 张梓孝 140820221 汤 耀 1408202 王
实践过程
将工作分为 前期查阅资料——>中期资料整理——>后期 组织总结想法 三部分，各组员分工进行。
后期设想
激光立体成型机就是现在金属立体成型机的基础上解决其金属打印速 度的问题，核心机械设备就是激光和金属粉末喷头，但是前面想的如 果做两个头，同时进行打印提高速度会对于图形的分配和机械的位置 产生不良影响。 所以我们最初的想法是：
（1）.将点光源置换成类似于镁光灯一样的条状光源通过对发光部分 做调控来完成制造过程。
通过询问参加过焊赛学长与相关老师确定了资料来源：中 国知网与焊接学报相关论文，图书馆相关书籍。
结合前期的焊接创新设计课程的简单了解与查阅所得相关 资料确立了课题——金属3D打印精度与速度 通过前期总结想法——提升金属3D打印与速度 将资料再次进行整理总结，
初期想法
最初接触3D打印是在焊创课程上，学长用自主研发的设备 为我们演示了塑料3D的过程，极大地激发了我们的好奇心。 在此期间老师提到，在焊接中，堆焊实际上是金属3D的一 种形式，所以我们是否能通过一定的改动，设计并改进现 有金属3D打印的设备？
我们所了解到的金属3D打印
（5）实现多种材料以任意方式复合的零件制造技术，制 造过程中可对不同的条件实时控制，极具意义。
（ 6 ）茶品尺寸和复杂程度对加工难度影响很小，节约成 本。 （ 7 ）激光立体成型技术是一种优越的金属零件立体修复 技术。由于激光立体成型技术兼具零件制造和修复特点， 制造工艺和修复工艺可以最大限度地一致，其成型的零件 具有比其他技术制造的零件更好的修复性。
特点：
（1）制造过程柔化程度高。限制少，制造不同零件时硬 件基本不变或变化很少。
（2）产品周期短，成型速度快.
（3）真正实现制造的数字化，智能化，无纸化和并行化， 时机和制造过程均在计算机中完成。
（4)所制造的零件有很高的力学性能和化学性能，强度高， 塑形好，耐腐蚀性突出。（可以考虑设计专用金属材料粉 末，以进一步提高性能。）