精密微塑性成形技术的现状及发展趋势
微塑性成形技术的现状及研究进展
微塑性成形技术的现状及研究进展摘要：目前我国伴随科技的发展对微小型化的需求越来越大，这也促进了时代的进步和人民生活水平的提高。
微塑性成形技术占有很重要的地位。
文章主要介绍了微塑性成形技术的背景和意义，并综述了微塑性成形技术的尺度效应和摩擦尺度效应现象，阐明了其技术的研究领域。
关键词：微塑性成形；尺度效应；摩擦随着科技的飞速发展及人们对多功能电子产品小型化的需求，微细加工的技术迅速成为当前的研究和应用热点。
微塑性成形（Micro-forming）技术[1]，是指利用材料的塑性变形来生产至少在两维方向上尺寸处于几mm以下零件的技术。
这一技术继承了传统塑性加工技术的高生产率、最小或零材料损失、产品力学性能优秀和误差小的特点，可批量成形各种复杂形状的微小零件。
微制造技术的发展来源于产品微细化的要求，越来越多的用户希望随身用的多功能电子器件体积小型化、功能集成化[2]，而在医疗器械、传感器及电子器械等医疗、工业控制等行业也需要制造出更微小的零件[3]，以期得到更高的功能要求。
因此，微塑性成形技术有很强的在短时间内得到快速的发展。
一、微塑性成形的尺度效应在成形工艺中，描述材料变形行为的主要参数是流动应力和变形曲线（即应力应变变化关系），因为这些参数直接影响到成形力、工具载荷、局部变形行为以及充模情况等。
根据相似原理将标准样件等比缩小设计，进行的拉伸和镦粗试验表明：由于尺度效应的影响，随着样件尺度的减小，流动应力也呈现减小的趋势。
晶粒尺度对材料应力应变关系已经在宏观成形工艺中得到充分的研究，为了研究微细成形中特有的尺度效应现象，在这些试验中，不同尺度样件的晶粒尺度保持相同的，所以可以肯定实验中观测到的流动应力减小现象与晶粒尺度的变化无关，主要是由尺度微小化引起的。
对于流动应力减小的现象，通常可以用表面层模型解释对于流动应力减小的现象，通常可以用表面层模型解释，如图1所示。
表面层模型认为在小尺度的情况下，材料变形已经不符合各向同性连续体的变化规律，在小尺度情况下（根据晶粒尺度与制件局部变形尺度的比率判断），表面晶粒增多，表面层变厚。
精密锻造成形技术的应用及其发展
精密锻造成形技术的应用及其发展导言精密锻造成形技术是一种宏观加工方法，它是通过锻造工艺将金属材料一步一步地用压力变形，最终实现工件的成形。
这种工艺有很多优点，如精度高、表面质量好、材料利用率高等。
在制造业中应用非常广泛，尤其在航空、航天、汽车等高端制造领域，成为生产高精度零部件的重要工艺之一。
本文将探讨精密锻造成形技术的应用以及其未来的发展趋势。
精密锻造成形技术的应用航空、航天领域精密锻造成形技术在航空、航天领域中的应用非常广泛，主要用于生产复杂的金属材料构件，如强制润滑轴承、涡轮叶片、变形块等。
这些零部件在飞行过程中需要经受住极端的温度、压力和负载等环境的考验，要求零部件精度高、重量轻，以确保飞行器的正确运行。
由于精密锻造成形技术具有加工精度高、表面质量好、强度高等优点，所以被广泛应用于飞行器的生产中。
汽车制造随着汽车行业的不断发展和普及，对汽车制造的要求也越来越高。
精密锻造成形技术在汽车制造中的应用越来越广泛，主要用于生产发动机、转向系统、悬挂系统等重要部件。
比起传统的铸造工艺，精密锻造成形技术可以生产出更加精密、高强度、轻量的零部件，使汽车性能更加卓越，受到了汽车制造企业的广泛认可。
其他领域除了航空、航天和汽车制造领域外，精密锻造成形技术还在其他领域得到了广泛的应用。
例如，在医疗设备制造中，精密锻造成形技术可以生产出高精度的医疗器械；在工业机器人设备制造中，精密锻造成形技术可以生产出高精度的零部件，提高了工业机器人的精度和稳定性。
精密锻造成形技术的未来发展随着经济的不断发展和工业技术的不断进步，精密锻造成形技术的应用将会更加广泛。
其中，主要有以下几个方面的发展趋势：数字化加工随着人工智能、云计算、大数据等新技术的出现和发展，数字化加工技术将逐渐取代传统的机械加工。
数字化加工具有高效、节能、精度高等优点，可以提高生产效率，降低生产成本。
精密锻造成形技术的数字化加工技术在未来将更加广泛应用，提高生产自动化水平，实现工艺的数字化控制。
塑性微成形技术的发展
铸 、 塑 ３个词 的缩 写 ） 注 和激光 加工 的非 硅加 工技 术 已经难 以满足 微型 零 件 批 量 生产 的需 求 ， 是 人 们 于
纷纷 探索 新 的 ＭＥ ＭＳ制 造技 术 ， 极 大地促 进 了塑 这
性 微成形 技术 的发 展 。 在 当前 的 国际形 势下 ， 性 微 成形 技 术 面 临着 塑 前 所未有 的发 展机 遇 。正 是 由于这一 技术 诸多 的优 势（ 如生 产 率高 、 成本 低 、 环境 污染 少 、 对 材料损 失 少 等） 和广 泛 的应 用 领域 （ 如航 空 航 天 、 医疗 器 械 、 生 物、 军事 ， 至渗 透到 人们 的 日常生 活 中来 ）世 界 上 甚 ， 许 多 工业发 达 的 国家 ， 如美 国 、 日本 及欧 洲各 国都 投 入 了大量 资金 进 行 研 究 ］ 。美 国 国会 已把 微 电 子 机械 和纳 米 技 术 列 为 ２ １世 纪 重 点 发 展 学 科 之 一 。 日本 政府从 １ ９ ９ １年起 也把 微 机 械 研 究 作 为 国家 重 大科 研项 目。英 国政府 在财 政 困难情况 下极 力 支持
微机 械研 究 。德 国研究 技术 部也将 微 型机 械 系统 工
程列 为新 开发 的重 点项 目。我 国塑性 微成 形 的研究
ｌｙｒｍｏ ｅ） 解释 这种 “ 寸效 应” 象 ： ａ ｅ ｄ １来 尺 现 材料 在 塑
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维普资讯
塑性微 成形 技 术 的 发展 ＊
张 庆 丰 ， 旭 东 ， 涤 心 周 杨
（ 南科 技 大 学 材 料 科 学 与 Ｘ 程 学 院 ， 南 洛 阳 ４ １ ０ ） 河 － 河 ７ ０ ３
微成型的研究现状与展望
微成型的研究现状与展望摘要：综述了近年来微成型在微热压成型、微挤出成型、微注射成型三个领域的发展及现状，概述了三种成型模具的设计方式，对微成型的发展进行了总结和建议，并对微成型的发展趋势进行了展望。
关键词：微热压成型; 微挤出成型; 微注射成型; 模具设计Research Status and Prospect of MicroformingAbstract: This paper summarizes the development and current situation of microform in Micro-hot forming, Micro-extrusion Molding and Micro-injection molding in recent years. The design methods of three molds are summarized, and the development of microforming is summarized and summarized. The development trend of microforming is prospectedKey words:Micro-hot forming; Micro-extrusion Molding; Micro-injection molding; Mold design0 引言微机电系统(MEMS)技术经过十几年的发展,现已取得了长足的进步,并在流体、医疗、光学和电信等领域得到了广泛的应用。
为了进一步拓展微机电系统的应用领域,微型部件或构件的批量生产具有重要的意义。
虽然现有的生产方法可以生产三维的单晶硅、纯金属和一些二元合金等微型部件,然而多数情况下生产成本是非常高的,且难以做到批量生产。
与其他工业领域一样,塑料在微机电系统中也是一种不可或缺的原料,因为其可以通过注射成型技术进行批量生产,于是微成型技术应运而生。
精密成形技术发展前沿
精密成形技术发展前沿李敏贤闵乃燕安桂华陈世兴1 精密成形技术的内涵及作用1.1 内涵精密成形技术是指零件成形后，仅需少量加工或不再加工（近净成形技术，near net shape technique；或净成形技术，net shape technique），就可用作机械构件的成形技术。
它是建立在新材料、新能源、信息技术、自动化技术等多学科高新技术成果的基础上，改造了传统的毛坯成形技术，使之由粗糙成形变为优质、高效、高精度、轻量化、低成本、无公害的成形。
它使得成形的机械构件具有精确的外形、高的尺寸精度和形位精度、好的表面粗糙度。
该项技术包括近净形铸造成形、精确塑性成形、精确连接、精密热处理、表面改性等专业领域，是新工艺、新材料、新装备以及各项新技术成果的综合集成技术。
精密成形技术具有以下特点：①近净成形体尺寸及形位精度高，为后续采用高效、高精加工提供了理想的毛坯；②高效、低消耗、低成本，为缩短产品开发周期、降低产品成本提供了有利条件；③可方便、快捷地做出过去很难做出的结构件，为新产品开发提供有力技术支撑；④较传统成形产品改善生产条件、减少对环境污染，成为一种清洁生产技术，为可持续发展创造有利条件。
1.2 作用精密成形技术是先进制造技术的一个重要内容，几乎所有的机械零部件都要通过成形与改性才能具有所需的形状及实用功能。
据统计，全世界约有75%的钢材要经过塑性加工，有45%以上的钢材采用焊接技术得以成形。
以汽车为例，据德国预测，到2000年，汽车总重量的65% 仍将由钢材（约45%）、铝合金（约13%）及铸铁（约7%）通过锻压、焊接或铸造成形，并通过热处理及表面改性获得最终所需的实用性能［1］。
在工业发达国家精密成形铸件已占铸件总产量的25%～30%，而其产值达到铸件总产值的50%左右。
精密成形技术的发展对提高一个国家的工业竞争力有重大影响。
美国竞争委员会在1991年向美国总统提交的美国未来技术优先权的研究报告中，把精密成形与加工技术列为美国处于柔弱地位的技术，建议政府予以重视与支持。
精密加工技术的发展现状与趋势
精密加工技术的发展现状与趋势回顾过去的20世纪，人类取得的每一项重大科技成果，无不与制造技术，尤其与超精密加工技术密切相关。
在某种意义上，超精密加工担负着支持最新科学发现和发明的重要使命。
可以说，没有高水平的超精密加工技术，就不会有真正强大的国防。
另外，在航天、航空工业中，人造卫星、航天飞机、民用客机等，在制造中都有大量的精密和超精密加工的需求。
当前，微型卫星、微型飞机、超大规模集成电路的发展十分迅猛，涉及微细加工技术、纳米加工技术等，已形成微型机械制造。
这些技术都在精密和超精密加工范畴内，与计算机工业、国防工业的发展直接相关。
超精密加工就是在超精密机床设备上，利用零件与刀具之间产生的具有严格约束的相对运动，对材料进行微量切削，以获得极高形状精度和表面光洁度的加工过程。
其精度从微米到亚微米，乃至纳米，其应用范围日趋广泛，在高技术领域和军用工业以及民用工业中都有广泛应用，尤其是电气自动化领域，如超大规模集成电路、高密度磁盘、精密雷达、导弹火控系统、精密机床、精密仪器、录像机磁头、复印机磁鼓、煤气灶转阀等都要采用超精密加工技术。
它与当代一些主要科学技术的发展有密切的关系，是当代科学发展的一个重要环节；而且，超精密加工技术的发展也促进了机械、液压、电子、半导体、光学、传感器和测量技术以及材料科学的发展。
通常，按加工精度划分，机械加工可分为一般加工、精密加工、超精密加工三个阶段。
由于生产技术的不断发展，划分的界限将逐渐向前推移，过去的精密加工对今天来说已是普通加工,因此，其划分的界限是相对的，且在具体数值上至今没有固定。
二、几种常用的精密加工方法及特点传统的精密加工方法有布轮抛光、砂带磨削、超精细切削、精细磨削、珩磨、研磨、超精研抛技术、磁粒光整等。
①抛光是利用机械、化学、电化学的方法对工件表面进行的一种微细加工，主要用来降低工件表面粗糙度，常用的方法有：手工或机械抛光、超声波抛光、化学抛光、电化学抛光及电化学机械复合加工等。
塑性成形技术的现状及发展趋势
塑性成形技术的现状及发展趋势塑性成形技术具有高产、优质、低耗等显著特点,已成为当今先进制造技术的重要发展方向。
据国际生产技术协会预测,21 世纪,机械制造工业零件粗加工的75 %和精加工的50 %都采用塑性成形的方式实现。
工业部门的广泛需求为塑性成形新工艺新设备的发展提供了强大的原动力和空前的机遇。
金属及非金属材料的塑性成形过程都是在模具型腔中来完成的。
因此,模具工业已成为国民经济的重要基础工业。
新世纪,科学技术面临着巨大的变革。
通过与计算机的紧密结合,数控加工、激光成型、人工智能、材料科学和集成制造等一系列与塑性成形相关联的技术发展速度之快,学科领域交叉之广泛是过去任何时代无法比拟的,塑性成形新工艺和新设备不断地涌现,掌握塑性成形技术的现状和发展趋势,有助于及时研究、推广和应用高新技术,推动塑性成形技术的持续发展。
实施塑性成形技术的最终形式就是模具产品,而模具工业发展的关键是模具技术进步,模具技术又涉及到多学科的交叉。
模具作为一种高附加值产品和技术密集型产品,其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一。
1 塑性成形技术的现状精密成形技术对于提高产品精度、缩短产品交货期、减少切削加工和降低生产成本均有着重要意义。
近10年来,精密成形技术都取得了突飞猛进的发展。
精冲技术、冷挤压技术、无飞边热模锻技术、温锻技术、超塑性成形技术、成形轧制、液态模锻、多向模锻技术发展很快。
例如电机定转子双回转叠片硬质合金级进模的步距精度可达2μm ,寿命达到1亿次以上。
集成电路引线框架的20～30工位的级进模,工位数最多已达160个。
自动冲切、叠压、铆合、计数、分组、转子铁芯扭斜和安全保护等功能的铁芯精密自动叠片多功能模具。
新型轿车的大尺寸覆盖件成形、大功率汽车的六拐曲轴成形。
700mm汽轮机叶片精密辊锻和精整复合工艺,楔横轧汽车、拖拉机精密轴类锻件。
除传统的锻造工艺外,近年来半固态金属成形技术也日趋成熟,引起工业界的普遍关注。
塑料成型技术现状与发展
塑料成型技术现状与发展
随着全球工业化的快速发展，塑料制品在现代生活中扮演着越来越重要的角色。
塑料成型技术作为塑料制品生产的核心技术之一，也在不断地发展和创新。
本文将探讨当前塑料成型技术的现状和未来的发展趋势。
塑料成型技术，简单来说是将塑料材料通过一定的工艺方法加工成需要的形状和尺寸的过程。
目前常用的塑料成型技术包括注塑成型、吹塑成型、挤塑成型、压塑成型等。
这些技术各自有其适用的领域和特点。
注塑成型是最常用的一种塑料成型技术，其优点在于可生产出高精度、高质量的塑料制品。
吹塑成型适用于生产中空制品，如瓶子、桶等。
挤塑成型适用于生产管道、线缆等长形制品。
压塑成型适用于生产复杂的塑料制品，如汽车内饰、电子产品外壳等。
随着科技的不断进步，塑料成型技术也在不断地发展和创新。
现在的塑料成型技术越来越注重环保和可持续发展。
在材料方面，环保材料的应用越来越广泛，如生物降解塑料、可回收塑料等。
在工艺方面，数字化、智能化生产的趋势也越来越明显，如3D打印技术在塑
料成型中的应用等。
未来，塑料成型技术的发展将更加注重生产效率和产品质量。
同时，环保、可持续发展也将是塑料成型技术发展的重要方向。
未来还有一些新技术和新工艺将会应用和推广，如光固化技术、自适应控制技术等。
总之，塑料成型技术是塑料制品生产的重要技术之一。
随着环保和可持续发展理念的不断深入人心，塑料成型技术也将更多地关注环保和可持续性。
未来，塑料成型技术将更加先进、高效、环保。
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引言
微塑性成形技术主要是采用塑性变形的方式进行形成微型零件的工艺方法，在多种复杂形状微小零件作用下能够达到微米量级，所以在微型零件的制造上较为适用。
微塑性成形技术并非是传统塑性成形工艺的简单等比例缩小，其作为新的研究领域对实际的发展有着重要促进作用，故此加强这一领域的理论研究就有着实质性意义。
1 精密微塑性成形原理特征及方法分析
精密微塑性成形原理特征分析
科技的发展带来了生产的效率提升，在微塑性成形技术的发展过程中经历了不同时期的进步，传统的成形工艺按照比例微缩到微观领域在参数上的适应性就失去了。
而微塑性成形技术在现阶段已经成了多种学科交叉的边缘技术，实际成形中的润滑以及摩擦也与此同时发生了一些变化，所以宏观摩擦学当中的摩擦理论就不能有效适应。
但由于微小尺度下秒面积与体积的增大，所以在摩擦力就对成形造成的影响逐渐
扩大，那么润滑就是比较关键的因素。
从实际的成形原理来看，在工件进行微缩化的过程中，此时在摩擦力上就会随之加大，压力的加大那么封闭润滑包中的润滑油压强也随之加大，这样就支持以及对成形的载荷实现了传递，进而对摩擦也减小了。
在工件的尺寸不断的微小化过程中，开口润滑包面积减少幅度不是很大，但在封闭润滑包的面积减少幅度就相对比较大，采用固体润滑剂的过程中由于不存在润滑剂溢出的状况所以就对摩擦系数的影响也较小。
精密微塑性成形方法分析
微塑性成形工艺及方法的相关研究主要是在微冲压以及微体积成形方面，其中的微体积成形主要是进行的微连接器以及顶杆和叶片等微型的期间精密形成。
以螺钉为例，其最小的尺寸只有微米，而微成形胚料的最小直径是微米，在模压成形的微结构构建沟槽的最小宽度能够达到二百纳米。
另外在微冲压成形这一方法上最为重要的就是进行的薄板微深拉伸以及增量成形等方法。
微型器件的微塑性成形技术属于新兴的研究领域，在成形的方法上主要就是实现毫米级的微型器件精密微成形，在微塑性成形技术的不断发展下，这一技术会进一步的优化。
2 精密微塑性成形技术工艺发展现状及发展趋势
精密微塑成形技术工艺发展现状分析
精密微塑成形技术在实际的发展过程中也面临着一些问题，在尺寸效应问题上体现的较为显著。
微塑性成形的发展领域中，试样尺寸当达到亚毫米或者四微米尺寸的时候，试样的物理特征及内部的结果就会发生变化，所以在性能参数与成形工艺参数就会存在不相协调的状况，这也就是尺寸效应。
而造成这一问题的原因主要是材料的不均匀以及流动应力和延展性等，从微塑性成形的不均匀性来看，在成形件迟迅接近晶粒的尺寸过程中，那么在材料的微观组织性能不均匀就对对胚料塑性变形产生影响。
从其技术工艺发展的情况来看，主要有微冲载以及微拉深和微弯曲、微挤压。
从微拉深这一层面来看，针对薄板成形主要是采取这一技术，这样就能够成形各种形状杯体以及腔体零件，这一过程中会伴随着摩擦以及各向异性等现象影响，故此从工艺的复杂上来说相对加大。
而在微弯曲这一技术工艺的发展上来看，这一技术工艺成形的产品在外形尺寸和板料厚度上就相对比较接近，在微弯曲件传输中比较容易发生变形，所以这一工艺技术的制件过程中，检测就成了一个问题。
再者就是微冲载，这一技术工艺主要是生产微小零件工艺之一，实际技术实施过程中的晶粒尺度和局
部尺度比率增加，就会造成局部的变形，微冲载当中的凸凹模间隙控制和工模具间的磨损问题也是解决的一个重要内容。
在微成形工艺的研究上主要集中在体积成形和冲压成形，其中的薄板材料成形主要是在拉深工艺基础上进行实施的，能够制作成筒形和阶梯形以及盒形等不规则形状薄壁零件。
和其它的冲压成形工艺得到有效的配合还能够制造出更为复杂的零件，故此微拉深的工艺技术在实际的应用中是相对比较突出的。
而在微体积成形过程中，主要是对微齿轮以及螺钉的微型零件精密微塑性成形进行的实际研究，通过挤压以及局部锻造等体积成形的方法能够对多种微型零件加以实现。
精密微塑性成形技术对产品的精度以及缩短产品交货期限等效率提升都有着较好的作用，从近些年这一层面的发展来看，已经有着突出成果。
精密微塑成形技术工艺发展趋势分析
精密微塑性成形技术工艺在不断额发展中，随着科技的进步将会上升到新的发展阶段，在精度上将越来越高，并在应用热流道技术上将会进一步的扩大。
采取这一技术能够将制件的生产率及质量得到有效提升，同时也能大幅度节约部件原材料，而在技术的标准化层面也将会进一步的提升，这样就能有效的降低
制造的成本，对质量最大化的进行提升。
从我国的塑性成形技术和国外的相比较而言，还有着一定的差距，需要在多方面进行优化改进。
微机电系统的提出以及技术上的实现，这对塑性微成形技术的发展就打开了大门，由于精密微塑性成形技术和传统的理论有着一定的差异性，所以要能结合实际进行改进处理，这也是精密微塑性成形技术在当前需要解决的问题。
另外就是在新型的模具加工技术以及测量、分析方法等会使塑性微成形技术在未来发展的重要方向，而成形件在尺寸上上更小化以及精度高等将会在新型的成形设备作用下进行实现，这在自动控制设备以及高精度测量方法层面将会得到有效实现。
微成形作为是新兴的多学科交叉工艺技术，在当前人们对其的全面认识还相对比较缺乏，这一问题在不断的发展过程中将会得到逐步的解决。
随着可持续发展观理念的深化，无色热锻润滑剂以及拉深润滑剂等相关的环保技术在精密微塑性成形技术的结合上也会呈现新的发展局面。
3 结束语
总而言之，微塑性成形技术的发展和研究的持续推进，将会在技术上得到进一步的提升，但要想将精密微塑性成形技术得到更好的应用，就需要对技术应
用中的一些实际性问题认真分析并解决。
在材料的开发上进一步的加强，通过实验进行对微成形技术的发展的一保障，只有全面考虑才能促进微塑性成形技术的顺利发展。
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