材料成型实验-四个
材料成型原理课程实验
学院:机械与汽车工学院
班级:材控
姓名:
学号: 认识激光快速成型砂型/芯设备及工作原理
实验目的以及要求:
认识3D打印技术在砂型及砂芯制备领域的应用,
目前,3D打印主要用在3个方面:大众消费(桌面级):用于工业设计、工艺设计、珠宝、玩具、文化创意等领域。工业级又有两个方面:一是原型制造,主要用于模具、模型等行业。二是产品制造,包括大型金属结构件和小型金属零部件的直接制造。生物工程级,如打印器官、骨骼、牙齿、细胞、软组织等
3D打印不可能,至少不可能完全,取代传统制造业。传统制造业经过数千年的积累和发展,已经非常完善和成熟,无论是工艺特点,还是成本因素、材料因素,3D打印技术都是无法比拟的。3D打印技术的真正奥秘所在,不是什么都能做,而应该是传统制造业不能做或很难做的领域,利用3D打印技术可以轻松实现。
3D打印技术原理快速制造砂型的几种技术:
激光烧结SLS。用覆膜砂,逐层铺粉,用激光对粉末加以固化。
中国的无模铸型制造技术PCM。三维打印头喷射粘结剂,按照界面轮廓信息利用双喷头同时将粘结剂和催化剂喷射而出,通过两者的
交联,制造的砂型涂上涂料即可浇注。
美国的基于三维打印的直接壳型铸造DSPC。选用陶瓷颗粒、硅酸盐水溶液打印壳型。浇注前需进行焙烧。Zcorp公司。三维打印制造有色合金的砂型。型壳厚度可达到12mm。ExOne公司的3DP技术ProMetalRCT。选用树脂砂作为成形材料。打印速度可达到59400-108000cm3/h。Generis公司的GS工艺。将树脂通过多通道喷头均匀向砂床喷射,根据砂型轮廓喷射催化剂形成砂型。
了解设备的成型的原理
基于液态光敏树脂的光聚合原理工作。液态材料在一定波长和强度的紫外光照射下能迅速发生光聚合反应,分子量急剧增大,材料也就从液态转变成固态。液槽中盛满液态光固化树脂,激光束在偏转镜作用下,能在液态表面上扫描,扫描的轨迹及光线的有无均有计算机控制,光点打到的地方,液体就固化。成型开始时,工作平台在液面下一个确定的深度,聚焦后的光斑在液面上按计算机的指令逐点扫描,即逐点固化。当一层扫描完成后,未被照射的地方仍是液态树脂。然后升降台带动平台下降一层高度,已成型的层面上又布满一层树脂,刮板将粘度较大的树脂液面刮平,然后再进行下一层的扫描,新固化的一层牢固地粘在前一层上,如此重复直到整个零件制造完毕,得到一个三维实体模型。
材料成型及控制工程-焊接性实验
斜Y形坡口对接裂纹实验。
主要用于评定低合金结构钢焊接及热影响区的冷裂纹敏感性,在实际生产中应用很广泛,通常称为“小铁研”试验
1)试件制备2)试验条件
3)检测与裂纹率计算
1表面裂纹率2根部裂纹率3断面裂纹率
一般认为低合金钢“小铁研”试验表面裂纹率小于20%时,用于一般焊接结构生产是安全的。
如果试验用的焊接参数不变,用于不同预热温度进行试验就可以测定出防止冷裂纹产生的临界预热温度,作为评定钢材冷裂纹敏感性的指标。
低碳调制钢。
一,特点:含碳量低基体组织是强度和韧性都比较高的低碳马氏体+下贝氏体,对焊接有利。
二,焊接时需要注意的两个基本问题:1要求马氏体转变时冷却速度不要太快,使马氏体有一“自回火”的作用,以防止冷裂纹的产生。2要求在800~500℃直接的冷却速度打五产生脆性混合组织的临界速度。
三,要解决的问题:1防止裂纹。2是要保证满足高强度的要求的同时,提高焊接金属及热影响区的韧性。一般采用熔化极气体保护焊或活性气体保护焊
热裂纹
奥氏体钢焊接时,在焊缝及近缝区都有产生裂纹的可能性,主要是热裂纹。最常见的是焊缝凝固裂纹。热影响区近缝区的热裂纹太多是所谓液化裂纹。在大厚度焊接中也有时见到焊道下裂纹。
一,产因:1奥氏体钢的热导率小和线胀系数大
2奥氏体钢易于联生结晶形成方向性强的柱状晶的焊缝组织
3奥氏体钢及焊缝的合金组成较复杂。
二,凝固模式对热裂纹的影响:凝固裂纹与凝固模式有直接关系。所谓凝固模式,首先是指以何种初生相开始结晶进行凝固过程,其次是指以何种相何种相完成凝固模式。
晶粒润湿理论指出偏析液膜能够润湿y—y、 界面,不能润湿 异相界面。以FA模式形成的 铁素体呈蠕虫状,妨碍 枝晶支脉发展,构成理想的 界面,因而不会有热裂倾向。
气孔。
气孔是铜及其合金焊接时的一个主要问题。纯铜、黄铜及铝青铜埋弧焊时只有氢及水蒸气易使铜及其合金焊缝出现气孔
有氢引起的气孔称为扩散气孔。 纯铜敏感性比低碳钢高的原因:
粉末成形实验的实验报告
一、实验目的
1. 理解粉末成形的基本原理和工艺过程;
2. 掌握粉末成形的方法和设备;
3. 学习粉末成形过程中可能出现的缺陷及解决方法;
4. 培养实验操作能力和数据分析能力。
二、实验原理
粉末成形是将金属粉末或金属粉末与其他添加剂均匀混合后,通过一定的压力和温度使其具有一定形状和尺寸的工艺过程。粉末成形主要包括压制成型和无压制成型两大类。
压制成型:将粉末与添加剂混合均匀后,在一定压力下,粉末颗粒相互压紧,形成具有一定形状和尺寸的坯体。
无压制成型:将粉末与添加剂混合均匀后,通过物理或化学方法,使粉末颗粒相互粘结,形成具有一定形状和尺寸的坯体。
三、实验设备与材料
1. 实验设备:粉末冶金实验台、压制成型设备、无压制成型设备、高温烧结炉、显微镜、万能试验机等;
2. 实验材料:金属粉末、添加剂、模具、烧结剂等。
四、实验步骤
1. 原料粉末的制备和准备:将金属粉末与添加剂按一定比例混合,搅拌均匀;
2. 压制成型:将混合好的粉末放入模具中,采用不同的压力和保压时间,使粉末颗粒相互压紧,形成坯体;
3. 无压制成型:将混合好的粉末放入模具中,采用物理或化学方法,使粉末颗粒相互粘结,形成坯体;
4. 烧结:将压制成型或无压制成型的坯体放入高温烧结炉中,在一定温度下进行烧结,使坯体具有一定的物理、化学和力学性能;
5. 性能测试:对烧结后的样品进行力学性能、组织结构等方面的测试。 五、实验现象
1. 压制成型:在压力作用下,粉末颗粒相互压紧,形成具有一定形状和尺寸的坯体;
2. 无压制成型:在物理或化学作用下,粉末颗粒相互粘结,形成具有一定形状和尺寸的坯体;
3. 烧结:烧结过程中,坯体逐渐变硬,颜色变深,体积缩小;
4. 性能测试:力学性能测试时,样品断裂,断裂面光滑;组织结构测试时,显微镜下观察到晶粒、孔隙等。
六、实验结果与分析
1. 压制成型:在一定的压力和保压时间下,粉末颗粒相互压紧,形成具有一定形状和尺寸的坯体。通过调整压力和保压时间,可以控制坯体的密度和强度;
塑料成型加工与模具实验报告
《非金属材料成型工艺及模具设计》
实 验 报 告
姓名:
班级:
学号:
实验一 注射机操作实验
一、实验目的
了解注塑机的工作原理与组成部分及注射机注塑的工作过程
掌握注射机的基本操作
掌握注塑工艺参数选择与调整的基本方法;
二、实验设备及用具
SZ250/1200注塑机一台
注射模具一副
扳手、垫块等安装调整工具
塑料原料
三、实验步骤
1、了解注射机的工作原理
注射成型时注射模具安装在注塑机的动模板和定模板上,由锁紧装置合模并锁紧,塑料在料筒内加热呈熔融状态,由注射装置将塑料熔体注入型腔内,塑料制品固化冷却后,由锁模装置开模,并由推出装置将制品推出。
2、了解注射机的基本组成:
(1)注射装置:
包括加料装置、料筒、螺杆、喷嘴、加压和驱动装置。
(2)锁模装置:
常见的锁模装置有机械式、液压式和液压-机械组合式三种型式,本实验用注射机采用的是液压-机械组合式,这种型式是由液压操纵连杆机构来达到启闭和锁合模具的,这种机构的优点是有增力作用,当伸直时又有自锁作用,而且锁模比较可靠;其缺点是机构容易磨损和调模比较麻烦。
(3)液压传动系统:
液压传动系统是注射机的动力系统。
(4)电器控制系统:
电器控制系统与液压传动系统配合,正确无误的实现注射机的工艺过程(压力、
温度、时间)和各种程序动作。
3、SZ250/1200注射机外形结构图(见图1):
图1 SZ250/1200注塑机外形结构图
1—锁模液压缸2—锁模机铰,3—顶出液压缸4—动模板5—定模板6—射
移油缸7—料筒及加热器8—料斗9-注射油缸10—机身11—油马达
四、注塑过程(见图3)
图3 注射机工作循环框图
五、注射机操作前准备
1、检查安全联动的电气安全行程开关盒机械安全闸块的动作是否灵敏;
材料成型CAE实验报告
1
1、新建工程项目——导入产品模型(网格划分类型选择“表面网格”,点击确定并输入工程名称)
2、点击“划分网格”进入对话框并修改网格边长,然后点击“立即划分网格”等待完成
3、进入网格菜单栏点击“网格统计”按钮进行划分结果的查看
4、诊断并修复网格缺陷,点击网格菜单栏下的“网格诊断”,“纵横比诊断”,利用“网格工具”中的节点工具修复并改变纵横比。 2
5、点击“网格统计”查看结果,重复第3、4步骤直至符合要求为止。
6、选择分析项目,选择“浇口位置”分析,然后点击“立即分析”按钮并查看分析日志
7、复制工程项目并修改名称,在复制的项目中重新选择分析项目“冷却+填充+保压+翘曲”,然后选择“分析材料”为PC 3
8、利用“创建柱体单元”功能手动设置注射位置并对其划分网格且边长为10
9、利用“网格诊断”中的“连通性诊断”对连通性进行查看 4
10、双击“创建冷却系统”进入“冷却回路向导”设置相关的参数 5
11、设定成型工艺参数,并点击“立即分析”进行分析
12、查看分析日志,同时对分析结果的各分析项目进行查看与判读,也可以进行分析结果报告制作
挤出成型 实验报告
挤出成型 实验报告
挤出成型 实验报告
引言:
挤出成型是一种常见的塑料加工技术,通过将熔融塑料材料通过模具挤压出来,形成所需的产品形状。本实验旨在探究挤出成型的原理、工艺参数对成型品质量的影响,并通过实验数据进行分析和总结。
一、实验目的
本实验的主要目的是探究挤出成型的工艺参数对成型品质量的影响,包括挤压温度、挤压速度和模具温度等因素。通过实验数据的测量和分析,总结出最佳的挤出成型工艺参数,为实际生产提供参考。
二、实验装置与材料
1. 实验装置:挤出机、模具、温度控制系统、压力传感器、位移传感器等。
2. 实验材料:塑料颗粒。
三、实验步骤
1. 准备工作:将所需的模具安装在挤出机上,调整好温度控制系统,并将塑料颗粒装入挤出机的进料口。
2. 开始挤出:启动挤出机,设置挤压温度、挤压速度和模具温度等工艺参数,并记录下来。
3. 数据采集:通过压力传感器和位移传感器等设备,实时记录挤出过程中的压力、位移等数据。
4. 成型品质量检测:将挤出成型的产品取出,进行外观检查、尺寸测量等,记录下来。 5. 参数调整:根据实验结果,逐步调整挤压温度、挤压速度和模具温度等参数,进行多次实验。
四、实验结果与分析
1. 挤压温度对成型品质量的影响:实验中我们分别调整了挤压温度为低温、中温和高温,发现低温下成型品表面粗糙、容易开裂,高温下成型品表面光滑、无开裂现象。因此,适宜的挤压温度应该在中高温范围内。
2. 挤压速度对成型品质量的影响:实验中我们调整了挤压速度为低速、中速和高速,发现低速下成型品表面质量较好,中速下成型品表面质量一般,高速下成型品表面存在瑕疵。因此,适宜的挤压速度应该在低速范围内。
3. 模具温度对成型品质量的影响:实验中我们调整了模具温度为低温、中温和高温,发现低温下成型品收缩较大,尺寸不稳定,高温下成型品收缩较小,尺寸稳定。因此,适宜的模具温度应该在中高温范围内。
五、实验结论
通过实验数据的分析和总结,我们得出以下结论:
工程材料及成型工艺实验指导书
《工程材料及成型工艺》
实验指导书
二零一零年九月
实验须知
1. 实验前应仔细阅读实验指导书和有关教材,认真做好预习。教师发现无充分准备者,可停止其进行实验。
2. 学生应准时进入实验室,在教师讲解实验内容之前不得擅自操作实验仪器等。各项实验内容应有始有终独立完成。
3. 实验过程保持严肃、安静、整洁、遵守操作规程、注意安全、例行节约。若发现故障,应立即报告教师酌情处理,不要擅自拆修。
4. 实验用的一切物品(如试样、图片、试剂和工具等)不准带出实验室。
5. 实验完毕将仪器物品收拾整齐,恢复原状并作好室内外卫生工作。
6. 每次实验后须完成书面实验报告,于下次实验前交给老师,实验报告成绩作为课程考核总评成绩的一部分。
7. 实验报告统一用报告纸撰写,字迹清楚。
8. 进入实验室应遵守实验室的一切规章制度。
实验一 硬度计的结构原理及使用方法
一、实验目的
1、了解布氏硬度计、洛氏硬度计及维氏硬度计的基本原理及其结构;
2、熟悉并掌握洛氏硬度计的使用方法;
二、实验原理概述
金属材料的硬度可以认为是金属材料表面在接触应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念。由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同;因而硬度值可以综合地反映压痕附近局部体积内金属的弹性,微量塑变抗力,形变强化能力以及大量形变抗力。由于硬度试验简单易行,又无损于零件,而且可以近似的推算出材料的其它机械性能,因此在生产和科研中应用广泛。硬度试验方法很多,机械工业普遍采用压入法来测定硬度,压入法又分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。
(一)、布氏硬度
1、基本原理及结构
根据
GB231-84规定,布氏硬度试验法是用直径为D的淬火钢球(或硬质合金球),以相应的试验力F压入被测材料的表面,保持规定的时间后,卸掉试验力,用读数显微镜测出材料表面的压痕直径d。计算压痕单位面积上所受的力,即为被测金属的布氏硬度值HBS(或HBW)。HB=)(222dDDDP,式中P为通过钢球施加在试样表面上的负荷(公斤),D为钢球的直径(mm),d为压痕的直径(mm)。但实验时,是根据d值查表求硬度值。
多孔材料压制成型过程的仿真实验研究
104 华北水利水 电学 院学报 2013年l0月
雪
一 奁一
0 04 08 1 2 1 6 20 24 2 8 32 3.6 40 时间/s (a)闭式模法 雪 垒 ×
蛰
0 0.4 0.8 1.2 1.6 20 24 2 8 3.2 3,6 40 时阃,s (b)自由锻压法
图6相同变形量时的变形力曲线
3压制模强度校核
由于模套的存在,坯料在压制过程中阴模除了
承受坯料产生的侧压力外,还有外模套过盈装配压
力P装的作用.这在组合装置中所起的合力即为模
壁所承受的压应力,模套的装配压力可以抵消一部
分模壁所承受的压应力,装配压力越大,抵消的越 多,凹模的寿命就越长,通常情况下强度满足稳定性
要求即可,而对于起关键载荷承受能力的上凸模,其
主要有凸模基体和合金冲头组成,其受力作用较其
他模具零件更为重要.
D 根据应力公式or=}≤[or](P为压制作用 I’mi“ 力;F 为冲头最小截面积;[or]为装置钢许用应
力.)代入相关参数,计算可得
: :Z :37.3 MP<235 MPor / a M a.=——————-=.j < . 0.048‘1『
由计算结果可知,当压下量达到极限50%时, 所产生的压力对于凸模远没有达到屈服,满足所需
的强度要求,故设计达标.
4 结语
1)自由锻压时,大变形区域主要集中在中心区 域和孔隙边缘处,孔隙的纵向应变要远大于其横向
应变.随压下量和孔隙率的增加,横向变形量减小程
度较大,显然是受到不同比例的轴向拉应力和轴向
压应力所致,不利于材料的均匀受力变形. 2)在设备载荷承载能力范围内,压下量达到极
限50%时,采用闭式模压制更有利于孔隙的弥合,
从而实现致密化成型.
参 考 文 献
[1]邵冲,刘慧渊,李俊涛,等.热等静压在铸造高温合金领 域的应用[J].材料导报,2012,26(1O):121—124,135. [2]王勖成.有限单元法[M].北京:清华大学出版社,2003. [3]王鑫,麦云飞.有限元分析中单元类型的选择[J].机械 研究与应用,2009,22(6):43—46. [4]Khoei A R,Lewis R W.Adaptive finite element remeshing in a large deformation analysis of metal powder forming [J].International Journal for Numerical Methods in Engi. neering,1999(45):801—820. [5]Toshio Sano.Kensuke kato and dedormation mechanisms in powder metals[J].Journal of Materials Processing Technol- ogy,1995(48):391—397. [6]李尚健.金属塑性成形过程模拟[M].北京:机械工业 出版社。2002.
混凝土成型实验总结与反思
1
混凝土成型实验总结与反思
混凝土作为一种常见的建筑材料,具有优越的力学性能和耐久性,因此在建筑工程中得到广泛应用。为了更好地了解混凝土的配合比设计和成型工艺,我们进行了混凝土成型实验,通过实践总结与反思,掌握了实验过程中的经验教训,提高了对混凝土材料特性的认识。
在实验过程中,我们首先准备了水泥、骨料、砂和水等原材料,按照设计的配合比进行称量和混合。通过搅拌、浇注和振实等步骤,最终得到了成型的混凝土试块。在试块养护的过程中,我们及时对试块进行标号管理,并对试块的硬化过程进行监测和记录。
在实验中,我们遇到了一些问题和挑战。首先是原材料的选择和配比工作,需要准确计算和稳定的操作技巧。其次是在混凝土成型的过程中,需要掌握好水灰比和搅拌时间,以确保试块的密实性和强度。最后是养护过程的管理,温度和湿度的控制对混凝土的早期强度发展至关重要。
通过本次实验,我们对混凝土的成型工艺和试块质量控制有了更深入的了解。在实践中,我们深刻体会到了细节决定成败的道理,需要认真对待每一个操作步骤,严格控制每一个环节。同时,对于实验中遇到的问题,我们要及时总结经验教训,不断改进和完善自己的实验技能。
在今后的学习和工作中,我们将继续加强对混凝土材料性能和工艺的学习,提高自己的实验技能和分析能力。只有不断地学习和实践,我们才能在建筑材料领域取得更好的成就,为建设更安全、更耐用的建筑贡献自己的力量。
通过本次混凝土成型实验的总结与反思,我们更加深刻地认识到了混凝土作为一种重要的建筑材料的重要性,也意识到了自身在实验中的不足之处。希望在未来的学习和工作中能够不断提升自己,成为一名优秀的建筑材料工程师,为建筑行业的发展贡献自己的力量。
哈工大研究生板材成型性能实验报告
Harbin Institute of Technology
实践环节实验报告
课程名称: 金属板材成型性能测试与评价
院 系: 材料科学与工程学院
学 生: 孙巍
学 号:哈尔滨工业大学
实践环节-杯突实验报告
一、 实验目的
1、学习确定板材胀形性能的实验方法;
2、了解金属薄板试验机的构造及操作。
二、实验内容
将板材用模具压好,冲头以一定的速度冲压板材,直至板材出现裂缝为止
三、实验原理
板材的冲压性能是指板材对各种冲压加工方法的适应能力。目前,有关板材冲压性能的试验方法,概括起来可分为直接试验和间接试验两类。而直接试验法又包括实物冲压试验和模拟试验两种。模拟试验,即把生产实际存在的冲压成形方法进行归纳与简化处理,消除许多过于复杂的因素,利用轴对称的简化了的成形方法,在保证实验中板材的变形性质与应力状态都与实际冲压成形相同的条件下进行的冲压性能的评定工作。为了保证模拟试验结果的可靠性与通用性,规定了十分具体的关于实验用工具的几何形状与尺寸、毛坯的尺寸、实验条件。杯突实验是目前应用较多,而且具有普遍意义的模拟试验方法之一。
杯突实验时,借助杯金属薄板试验机进行。用一规定的球状冲头向夹紧于规定球形凹模内的试样施加压力,直至试样产生微细裂纹为止,此时冲头的压入深度称为材料的杯突深度值。板材的杯突深度值反映板材对胀形的适应性,可作为衡量板材胀形、曲面零件拉深的冲
压性能指标。
四、实验设备及用具
试验机一台、杯突实验模具 、游标卡尺、深度尺等。
五、实验步骤
1、 先了解金属薄板试验机的结构、原理和操作方法,了解各按钮的作用;
2、 装好模具;
3、 把试样清洗干净,在试样与冲头接触的一面和冲头球面上涂上润滑油,把试样放在下模上。
4、 将下模向上提起,压好试样。按下压边按钮,设定压边力。
5、 按中心活塞上行按钮,注意观察试样。当试样圆顶附近出现有能够透光的裂缝时,迅速停止。
注塑粘度实验报告
一、实验目的
1. 了解注塑过程中粘度对成型质量的影响。
2. 掌握注塑粘度测量的基本原理和方法。
3. 通过实验,分析不同温度、不同材料对注塑粘度的影响。
4. 探讨如何优化注塑工艺参数,提高成型质量。
二、实验原理
注塑粘度是指塑料熔体在注塑过程中流动时所表现出的内摩擦力。粘度的大小直接影响注塑成型过程,包括熔体的流动性能、冷却速度、成型缺陷等。注塑粘度与温度、材料、剪切速率等因素有关。
本实验采用毛细管粘度计测量注塑粘度,通过改变温度、材料等参数,观察粘度变化,分析其影响。
三、实验材料与设备
1. 实验材料:聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等不同材料的塑料颗粒。
2. 实验设备:注塑机、毛细管粘度计、温度控制器、电子天平、计时器等。
四、实验步骤
1. 准备实验材料:将不同材料的塑料颗粒干燥、称重,制备成一定浓度的塑料熔体。
2. 设置实验参数:设定不同的温度(如150℃、160℃、170℃等)和剪切速率(如1000s^-1、2000s^-1、3000s^-1等)。
3. 测量注塑粘度:将制备好的塑料熔体注入毛细管粘度计,记录毛细管中液柱高度变化,计算粘度。
4. 数据分析:分析不同温度、不同材料对注塑粘度的影响,探讨优化注塑工艺参数的方法。
五、实验结果与分析 1. 温度对注塑粘度的影响:实验结果表明,随着温度升高,注塑粘度逐渐降低。这是因为温度升高,塑料分子运动加剧,内摩擦力减小,从而降低粘度。
2. 材料对注塑粘度的影响:不同材料的塑料具有不同的粘度。实验结果表明,聚丙烯(PP)的粘度较高,聚乙烯(PE)的粘度较低。这是由于不同材料的分子结构和分子量差异导致的。
3. 剪切速率对注塑粘度的影响:实验结果表明,随着剪切速率的增加,注塑粘度逐渐降低。这是因为剪切速率增加,塑料分子链发生取向和断裂,从而降低粘度。
六、结论
1. 温度、材料、剪切速率等因素对注塑粘度有显著影响。
