材料加工成形技术方法及新进展
激光选区熔化成形技术的发展现状及研究进展
一、激光选区熔化成形技术简介
激光选区熔化成形技术是一种将粉末材料逐层堆积成形的工艺方法。在加工 过程中，高能量密度的激光束对金属粉末进行扫描和熔化，并在短时间内快速冷 却凝固，逐层堆积成复杂的三维零件。该技术具有高精度、高速度和高效率等特 点，被广泛应用于航空航天、汽车、医疗等领域。
二、发展现状
3、铝合金选区激光熔化成形的 力学性能与显微组织
选区激光熔化成形的铝合金材料具有较高的强度和硬度，同时具有良好的耐 磨性和耐腐蚀性。研究者们通过研究不同工艺参数对铝合金显微组织和力学性能 的影响，揭示了显微组织和力学性能之间的内在。例如，通过优化工艺参数，可 以得到细小的晶粒和均匀的相分布，从而提高材料的力学性能。
1、铝合金粉末制备与特性
选区激光熔化成形铝合金的关键之一是制备高质量的铝合金粉末。目前，铝 合金粉末的制备方法主要包括雾化法、机械合金化法、化学法等。其中，雾化法 作为一种常用的制备方法，得到的粉末具有球形度高、粒径分布窄、成分均匀等 优点。然而，雾化法也存在一定的局限性，如设备成本高、生产效率低等。因此， 研究不同制备方法对铝合金粉末特性的影响，有助于优化选区激光熔化成形的材 料体系。
激光选区熔化成形技术的发展现状 及研究进展
目录
01 一、激光选区熔化成 形技术简介
02 二、发展现状
03 三、研究进展
04 四、结论
05 参考内容
激光选区熔化成形技术（Selective Laser Melting，SLM）是一种重要的 金属加工和增材制造技术。自20世纪90年代初问世以来，该技术在全球范围内得 到了广泛和研究。本次演示将介绍激光选区熔化成形技术的发展现状及研究进展。
参考内容
随着制造业的快速发展，选区激光熔化成形（Selective Laser Melting, SLM）技术作为一种先进的金属成形方法，在近年来得到了广泛和应用。该技术 主要利用高能量激光束对金属粉末进行逐层选择性熔化，实现复杂形状零件的近 净成形。铝合金作为一种轻质、高强、耐腐蚀的材料，在航空、航天、汽车等领 域具有广泛的应用前景。本次演示将综述近年来选区激光熔化成形铝合金材料体 系的研究进展，主要包括以下几个方面：
电火花成形加工技术的研究现状和发展趋势
电火花成形加工技术的研究现状和发展趋势电火花成形加工技术是一种常用的非传统加工方法，广泛应用于工业生产中。
本文将从研究现状和发展趋势两个方面来探讨电火花成形加工技术的最新进展。
电火花成形加工技术是利用电火花放电的高能量脉冲来加工材料的一种方法。
其原理是通过在工作电极和工件之间形成电火花放电，使工件表面受到高能量的冲击，从而实现材料的剥离和形状加工。
与传统加工方法相比，电火花成形具有高精度、高表面质量和可加工性广等优点，适用于加工硬质材料和复杂形状的工件。
电火花成形加工技术已经取得了一系列显著的研究进展。
首先是电火花加工装备的改进。
研究人员不断改进电火花加工装备的结构和性能，提高其放电能量和稳定性。
例如，采用先进的脉冲发生器和高频电源，可以实现更精细的放电控制，提高加工质量和效率。
其次是电火花加工参数的优化研究。
研究人员通过对电火花成形加工参数的优化，可以实现更高的加工效率和更好的加工质量。
例如，通过调整放电脉冲的幅值、频率和宽度等参数，可以控制放电过程中的能量传递和材料剥离，进而实现更精确的加工。
材料研究也是电火花成形加工技术的一个重要方向。
研究人员通过改变材料的化学成分和微观结构，提高其对电火花放电的响应性和加工性能。
例如，引入导电性增强剂或添加剂，可以提高材料的导电性和放电效果，从而改善加工质量和效率。
在电火花成形加工技术的发展趋势方面，可以预见以下几个方面的发展。
首先是加工精度的提高。
随着精密加工需求的增加，电火花成形加工技术将朝着更高的加工精度发展。
通过进一步优化装备和参数，提高加工精度和表面质量，满足更高精度加工的需求。
其次是加工效率的提高。
虽然电火花成形加工具有高精度的优点，但其加工效率相对较低。
因此，研究人员将继续改进加工装备和参数，提高加工效率，实现更快速的加工速度和更高的生产效率。
材料范围的扩展也是电火花成形加工技术的一个重要发展方向。
目前，电火花成形加工主要应用于金属和合金材料的加工，但也有研究人员开始尝试将其应用于其他材料，如陶瓷、复合材料等。
材料加工中的成型技术及其应用
材料加工中的成型技术及其应用材料加工是一门非常重要的工程学科，它涵盖了广泛的技术和方法，其中成型技术是其中最为基础和重要的一部分。
成型技术指的是利用各种设备和机器对材料进行加工，使其成为特定形状和尺寸的过程。
它广泛应用于制造行业，包括航空、汽车、电子、医疗、建筑等多个领域。
本文将针对材料加工中的成型技术进行探讨，其内容主要分为以下几个方面：1. 成型技术的分类及其原理成型技术根据其原理分类，可分为几类：挤压成型、模压成型、注塑成型、吹塑成型、冲压成型、旋压成型等。
这些成型技术各自都有其独特的原理和特点，下面进行简单介绍：挤压成型：挤出机将加热后的塑料材料挤出成型，成型材料为线状或型材状。
模压成型：指的是将加热后的树脂加入开模器内，通过机械压力将其压制成为成形品的过程。
注塑成型：技术使用注塑机将熔化的塑料材料注入模具内，根据零件的形状来进行模具的制作。
吹塑成型：是将加热后的塑料材料放入吹塑机中，然后将其吹成零件的形状。
冲压成型：通过模具在冲床上施加高压，使平板材料挤压成各种形状的零件。
旋压成型：由一台旋压机使用高速旋转和压力的组合将板材制成凸轮形板件。
2. 成型技术的应用成型技术在现代制造业中应用广泛，下面将列举一些常见的成型技术应用：a.汽车工业汽车工业中的零部件需要批量生产，需要进行模压成型和冲压成型等技术，以保证生产的效率和品质。
b.电子行业电子行业中制造的零件大多为塑料材料，使用注塑成型和吹塑成型等技术生产更为常见。
c.航空工业航空工业的制造需要高精度和高质量的零件制造，其常用的成型技术有旋压成型和注塑成型等。
3. 成型技术未来的发展趋势随着制造业的快速发展，成型技术也在不断地改进和创新。
未来成型技术的发展趋势主要有以下几个方面：a.自动化生产随着自动化技术的不断发展，成型制造行业也将更加智能化和自动化，以提高生产效率和产品品质。
b.3D打印技术应用3D打印技术是一种全新的材料成型技术，能够满足高定制的需求，并且具有快速、低成本和灵活的优点。
材料加工技术的创新与发展
材料加工技术的创新与发展一、引言材料加工技术是制造业中重要的一环，它直接决定着制品的质量和效率。
材料加工技术的创新与发展是制造业持续发展的关键，也是推进高质量发展的必然选择。
本文将围绕着材料加工技术的现状与面临的挑战，探讨其前沿技术的创新和发展情况，为读者提供更具参考性的分析与思考。
二、材料加工技术现状材料加工技术在当今的制造业中应用广泛，主要应用于机床、汽车、飞机、管道、电子等领域。
目前，中国制造业中的材料加工技术已经达到一定的水平，但是和国际先进水平还有一定的差距，特别是在创新方面还需要加倍努力。
在加工方式上，目前主要有数控加工、激光加工、喷射加工、超声波加工等多种方式。
其中，数控加工在汽车、飞机等高端设备中的应用较为广泛，激光加工则主要应用在电子、仪器仪表中，喷射加工应用在航空和船舶装备制造中，超声波加工则主要应用在精密材料加工中。
三、材料加工技术的挑战材料加工技术发展面临着多重挑战。
首先，随着市场需求和技术水平的提高，加工精度和效率的要求也越来越高。
其次，在加工过程中，材料会出现变形、裂缝等缺陷，严重降低了制品质量。
此外，环境问题也需要考虑，传统加工方式需要大量的能源和材料，破坏环境，这也需改进。
最后，目前成本控制也是一个重要问题，如何实现“价廉物美”更具有挑战性。
四、材料加工技术的创新为了解决这些挑战，材料加工技术的创新已经成为制造业的重点。
目前，国内外主流制造企业都在开展相关研发，推出了众多的新型材料加工设备和新工艺。
其中，数控加工技术已经成为一种趋势。
它不仅可以保证加工精度，还可以提高加工效率，降低成本。
绝大部分汽车、飞机等高端装备的制造，都采用数控加工技术。
激光加工技术是近年来快速兴起的一种加工技术，它具有非接触式加工、精度高等优点，广泛应用于电子、仪器仪表等领域。
激光加工技术的快速发展正在成为诸多高端制造业的重点。
超声波加工技术是一种新型的加工方法，它具有高精度、低成本和环保等优点，已经开始在精密材料加工和医疗人工器官制造等领域得到应用。
材料成型技术基础第一章第五节与液态成形相关的新工艺、新技术简介
第五节与液态成形相关的新工艺、新技术简介一、模具快速成形技术快速成形（Rapid Prototyping，简称RP）：利用材料堆积法制造实物产品的一项高新技术。
它能根据产品的三维模样数据，不借助其它工具设备，迅速而精确地制造出该产品，集中体现在计算机辅助设计、数控、激光加工、新材料开发等多学科、多技术的综合应用。
传统的零件制造过程往往需要车、钳、铣、刨、磨等多种机加工设备和各种工装、模具，成本高又费时间。
一个比较复杂的零件，其加工周期甚至以月计，很难适应低成本、高效率生产的要求。
快速成形技术是现代制造技术的一次重大变革。
（一）快速成形工艺快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成形机，将一层层的材料堆积成实体原型。
迄今为止，国内、外已开发成功了10多种成熟的快速成形工艺，其中比较常用的有以下几种：1．纸层叠法—薄形材料选择性切割（LOM法）计算机控制的CO２激光束按三维实体模样每个截面轮廓对薄形材料（如底面涂胶的卷状纸、或正在研制的金属薄形材料等）进行切割，逐步得到各个轮廓，并将其粘结快速形成原型。
用此法可以制作铸造母模或用于“失纸精密铸造”。
2．激光立体制模法—液态光敏树脂选择性固化（SLA法）液槽盛满液态光敏树脂，它在计算机控制的激光束照射下会很快固化形成一层轮廓，新固化的一层牢固地粘结在前一层上，如此重复直至成形完毕，即快速形成原型。
激光立体制模法可以用来制作消失模，在熔模精密铸造中替代蜡模。
3．烧结法—粉末材料选择性激光烧结（SLS法）粉末材料可以是塑料、蜡、陶瓷、金属或它们复合物的粉体、覆膜砂等。
粉末材料薄薄地铺一层在工作台上，按截面轮廓的信息，CO2激光束扫过之处，粉末烧结成一定厚度的实体片层，逐层扫描烧结最终形成快速原型。
用此法可以直接制作精铸蜡模、实型铸造用消失模、用陶瓷制作铸造型壳和型芯、用覆膜砂制作铸型、以及铸造用母模等。
4．熔化沉积法—丝状材料选择性熔覆（FDM法）加热喷头在计算机的控制下，根据截面轮廓信息作X-Y平面运动和高度Ｚ方向的运动，塑料、石腊质等丝材由供丝机构送至喷头，在喷头中加热、熔化，然后选择性地涂覆在工作台上，快速冷却后形成一层截面轮廓，层层叠加最终成为快速原型。
材料加工学中的新技术和新应用
材料加工学中的新技术和新应用近年来，随着科技的不断进步和工业化的快速发展，材料加工学也在不断创新，涌现出一些新技术和新应用，这些创新不仅促进了制造业的发展，也极大地拓展了人类利用材料的可能性。
本文将从几个角度分析介绍材料加工学中的新技术和新应用。
I. 现代数字化加工技术现代数字化加工技术是目前材料加工领域进行数控加工的重要工具之一。
数字化加工技术凭借着先进的数字化技术，使加工工艺更加精准高效，能够在极短时间内完成大批量的工件加工。
数字化加工技术在精密加工、雕刻、印刷等方面得到了广泛应用，如计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、光电子加工、电化学加工等。
其中，光电子加工技术应用广泛，其基本原理是利用能量较高的激光光束进行切割、打孔、微加工等操作，其优点是加工精度高、加工时间短、材料消耗少、加工质量优良。
目前光电子加工技术的应用已经广泛涉及到电工电子、光学仪器、精密加工领域、医疗保健等多个领域。
II. 3D 打印技术3D 打印在材料加工学中是一个相当重要而新兴的技术，它基于一系列先进的数字化技术，能够快速打印出3D模型，代替传统的制造工艺，将设计师的想象变成现实。
使用 3D 打印技术，既可以降低材料的浪费，节省成本，也可以增强一个产品的精细程度，生产效率和可控性。
3D 打印技术在研发和设计方面应用广泛，可以有效地进行产品原型开发、医疗生产制造、消费品量产、制定特定的工件等领域。
在航空工业中，使用 3D 打印技术制造轻型飞机零部件，不仅降低了成本，还大大提高了生产效率；在医疗领域，3D 打印技术已经成为医生的重要工具，可以快速制造人体模型，辅助医疗卫生工作者进行手术和治疗等操作。
III. 材料表面改性技术材料表面改性技术在材料加工学中的作用逐渐凸显，它可以对材料表面进行各种改性操作，如微处理、化学处理、物理处理等，来改变材料表面的性能和功能。
这样做可以提高材料的耐磨性、防腐性、高温性等，使其更具有实用价值。
材料加工成形技术方法及新进展
2）材料的其它分类：
根据性能特征分类
结构材料（structure materials）、功能材料（function materials）。 前者以力学性能为主，后者以物理、化学特性为主。
根据用途分类
建筑材料（building materials）、航空材料（aviation materials）、 电子材料（electronic materials）、半导体材料（semiconductor materials）
板料金属成形 熔 焊 （ 主 要 是 电 弧 焊 ） 压 焊 （ 电 阻 焊 、 摩 擦 焊 ） 钎 焊 、 粘 接 等
砂型铸造 金属型铸造 熔模铸造 消失模铸造
压力铸造 离心力铸造 挤压铸造 反重力铸造
自由锻 胎模锻 模锻（开式、 闭式、特种）
பைடு நூலகம்
冲裁 弯曲 拉深 特种成形
2）无机非金属材料的精确成形
YK34J-1600/C1250 数控多向精锻液压机
（8）精密冲裁
（9）板料成形
（10）快速成形
（11）搅拌摩擦焊
（12）焊接自动化
（12）机器人焊接
（13）等离子束焊接
1－钨极
等离子弧的类型 2－喷嘴 3－转移弧 4－非转移弧 6－冷却水 7－弧焰 8－离子气
5－工件
（14）激光焊接
（3）新一代材料加工成型技术在先进制造技术 中的地位
世界上，约 75% 的钢材需要经过塑性加工， 45% 的 钢材需要焊接成形。 据德国统计， 2000 年汽车重量的 65% 由钢材（约 45%）、铝合金（约13% ）、铸铁（约 7% ）通过冲压、 焊接、铸造成形。 据日本统计，铸造铝合金年产量的约75%、铸铁年 产量的约50%全部用在汽车制造及相关工业。 因此，新一代材料加工成型技术是机械制造业的 基础，也是先进制造技术发展的基础。
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。
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1、铜的熔炼； 2、铸造技术
1、自然资源加工技术； 2、器具、工具的发达； 3、农业和畜牧业的发展
1、铁的规模冶炼； 2、锻造技术
1、低熔点合金的钎焊； 2、武器的发达； 3、铸铁技术、大规模铸铁产品； 4、混凝土等
1、高炉技术的发展和成 熟； 2、纯金属的精炼与合金 化
.
（3）材料的成形方法分类 1）金属材料的加工成形：
金属材料 成形方法
液态金属 铸造成形
固态金属 塑性成形
重力下铸造
外力下铸造
体积金属成形
板料金属成形
砂型铸造 金属型铸造 熔模铸造 消失模铸造
压力铸造 离心力铸造 挤压铸造 反重力铸造
自由锻 胎模锻 模锻（开式、 闭式、特种）
冲裁 弯曲 拉深 特种成形
金属材料 焊接成形
熔
压
钎
焊
焊
焊
（
（
、
主
电
粘
要
阻
接
是
焊
等
电
、
弧
摩
焊
擦
）
焊
）
.
2）无机非金属材料的精确成形
陶瓷精确成形（塑性滚压成形法、注浆成形法、
粉料压力成形法和特种成形法四种）
玻璃精确成形（吹制法、拉制法、压制法和吹-压
制法四种）
.
瓶罐玻璃的成形---- “吹－吹法”成形
.
3）高分子材料的精确成形
1、钢结构（军舰、铁桥）； 2、蒸汽机、内燃机、机床； 3、电镀、电解铝； 4、不锈钢，铜、铝等有色合金等
1、酚醛树脂、尼龙等塑 料合成技术； 2、陶瓷材料合成制备技 术
1、“资源－材料－制品” 界限的弱化与消失； 2、性能设计与工艺设计
的一体化.要求
1、结构材料轻质化； 2、材料复合技术； 3、航空航天技术迅速发展； 4、陶瓷材料的发展与应用； 5、人造金刚石上； 6、超导材料与技术； 7、计算机技术和信息技术； 8、新材料大量涌现和应用 1、生物工程； 2、环境工程； 3、可持续发展； 4、太空时代
材料加工成形技术方法与新发展
报告人： 樊自田
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内容提要
1、材料的分类及其成形加工方法 2、材料加工成形新方法 3、“材料加工工程”学科研究的基本要求
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1、材料的分类及其成形加工方法
町田辉史等，将材料技术进步，概括为5次革命：
开始时间
时代特征
技术发展契机
对技术和产业的促进和带动作用举例
第一次 革命
复合材料根据其基体材料的不同，又可分为：聚合物基 复合材料（如树脂基复合材料）、金属基复合材料、 无机非金属基复合材料（陶瓷基复合材料）三种。
在复合材料中：以树脂基复合材料用量最大，占所有复 合材料用量的90% 。
.
2）材料的其它分类：
根据性能特征分类
结构材料（structure materials）、功能材料（function materials）。
前者以力学性能为主，后者以物理、化学特性为主。
根据用途分类
建筑材料（building materials）、航空材料（aviation materials）、 电子材料（electronic materials）、半导体材料（semiconductor materials）
根据状态分类
固体材料(solid materials)、液体材料(liquid materials)、粉末材料 (powder materials)
料。主要有：陶瓷、玻璃、胶凝材料（水泥、石灰和石 膏等）、混凝土、耐火材料、天然矿物材料等 。
.
复合材料：
由两个或两个以上独立的物理相，包括粘结材料（基 体）和粒料、纤维或片状材料所组成的一种固体产物。
复合材料的组成分为两大部分：基体与增强材料。基体 是构成复合材料连续相的单一材料，增强材料是复合 材料中不构成连续相的材料。
2).采用铸造方法可以生产各种类和大小的金属零件。铸件在一般机 器生产中占总质量的40~80%。
3).采用塑性成形方法，可以生产钢锻件、钢板冲压件、各类有色金 属的锻件和板冲压件，还可生产塑料件与橡胶制品。在仪表和家用电 器中,塑性成形占~90% .
4).焊接成形技术的应用也极为广泛，它在钢铁、汽车和铁路车辆、 船舶、航空航天飞行器，原子能反应堆及电站、石油化工设备等制造 行业,焊接或连接成形技术都占十分重要的地位。
1.1 材料种类及其成形方法概述
(1)材料的定义 材料（materials）一般是指可以用来制造有用的构件、
器件或其他物品的物质。
(2)材料的分类 1) 根据化学组成和显微结构特点分类：
金属材料（metal materials）、 无机非金属材料（inorganic non-metallic materials）、 有机高分子材料（polymeric materials）
.
（2）特点
与机械切削加工比较，材料成形加工有如下特点：
高分子材料成形方法
塑料成形
橡胶成形
注射成形 挤出成形 中空成形 压缩成形
压制成形 压铸成形 注压成形 压出成形
.
（2）根据材料被加工时所处的状态分类
1）液体材料成形（铸造、焊接） 2）固体（板、块）材料成形（锻造、冲压） 3）半固态成形（半固态铸造（流变和触变）、液态模锻 4）粉末材料成形（注射成形、喷射成形、粉末冶金）
.
1.2 材料加工成形的作用、特点及精确成形技术
（1）作用:
1).材料加工技术（Materials Processing Technology）通常是指 铸造、连接、塑性加工、粉末冶金等单元或复合技术的总称（热加 工），此外还有机械切削加工（冷加工） 。几乎所有的材料都要进行 加工后才能进行使用，不经加工的材料直接利用很少。
第二次 革命
第三次 革命
第四次 革命
第五次 革命
公元前4000年 （中国：公元前 2000年） 公元前1350~1400 年（中国：公元 前500~600年） 公元1500年
20世纪初期
20世纪末期
从漫长的石器 时代进入青铜 器时代
从青铜器时 代进入铁器时 代
从铁器时代 进入合金化时 代
合成材料时 代的到来
上述三种材料都有：天然材料和人造材料两种 复合材料 （复合材料是由前三者相互构成的 ）
.
材料分类框
有机高分子材料
天然材料
人造材料
天然材料
人造材料
天然材料
人造材料
复合材料 .
三种材料细分为：
金属材料：钢铁、铜合金、铝合金、镁合金等； 有机高分子材料：塑料、树脂、橡胶等； 无机非金属材料：除金属材料、高分子材料以外的所有材