材料成型及控制技术

开设此专业的学校：

材料成型及控制技术专业（大专）主要涉及材料的加工成型过程以及相关工艺的控制。以下是关于这个专业具体内容的介绍：

一、专业概述

材料成型及控制技术是一门综合性较强的专业，它以材料科学与工程、机械工程等学科为基础，研究如何将材料通过各种成型方法制成具有一定形状、尺寸和性能的零部件或产品，并对成型过程进行精确控制。该专业注重理论与实践相结合，培养掌握材料成型基本原理、成型工艺及设备操作技能的高素质技术技能型人才。

二、主要学习内容

材料学基础
- 学习材料的基本性质，如金属材料、高分子材料、陶瓷材料等的物理和化学性质。例如，金属材料的导电性、导热性、密度、晶体结构等知识。这有助于理解不同材料在成型过程中的行为。
- 材料的力学性能也是重点内容，包括材料的强度、硬度、韧性、塑性等。学生需要掌握这些性能指标是如何通过实验测试获得的，以及它们在材料成型过程中的变化规律。
成型工艺
- 铸造工艺是常见的成型方法之一。学生要学习砂型铸造、熔模铸造、压铸等不同铸造方法的原理、工艺流程和适用范围。以砂型铸造为例，需要了解如何制作砂型、如何进行浇注以及浇注后的落砂清理等工序，并且要知道铸造过程中可能出现的缺陷（如气孔、缩孔等）及其防止措施。
- 锻造工艺包括自由锻造和模锻。在学习过程中，要掌握锻造设备（如空气锤、摩擦压力机等）的操作原理，以及锻造过程中金属的流动规律。例如，通过合理设计锻造模具和锻造工艺参数，可以使金属材料在模具中按照预期的形状进行变形，从而得到高质量的锻件。
- 冲压工艺主要用于加工薄板金属材料。学生要学习冲裁、弯曲、拉伸等冲压基本工序的原理和计算方法。比如，在设计冲压模具时，需要根据零件的形状和尺寸要求，计算冲压力、模具间隙等参数，以确保冲压件的质量和精度。
- 焊接工艺也是材料成型的重要手段。包括手工电弧焊、气体保护焊、埋弧焊等多种焊接方法。要学习焊接接头的组织与性能、焊接应力与变形的产生原因及控制方法。例如，在焊接厚板材料时，如何采用合理的焊接顺序来减少焊接变形是焊接工艺控制的关键内容。
成型设备
- 熟悉各种成型设备的结构、工作原理和操作方法。例如，对于铸造设备中的冲天炉、感应电炉等熔炼设备，要了解其加热原理、炉衬材料的选择以及熔炼过程中的温度控制等。
- 对于锻造设备，如液压机、机械压力机等，学生要掌握设备的主要参数（如公称压力、行程等）以及设备的维护保养知识。在操作这些设备时，能够根据成型工艺要求进行正确的参数设置和操作，保证设备的安全运行。
模具设计与制造
- 学习模具的基本结构和设计原理。以注塑模具为例，要了解模具的浇注系统、冷却系统、脱模机构等组成部分的设计要点。在设计模具时，需要考虑塑料材料的流动特性、制品的形状和尺寸精度要求等因素。
- 掌握模具制造的基本工艺，包括模具零件的机械加工、电火花加工、线切割加工等。了解如何根据模具的精度要求选择合适的加工方法和加工设备，并且能够对模具进行装配和调试。
计算机辅助工程（CAE）与数控技术
- 利用计算机辅助设计（CAD）软件进行产品的三维建模和模具设计。例如，使用 Pro/E、UG 等软件进行零件的造型设计和模具型腔的设计，并且能够生成二维工程图纸。
- 计算机辅助工程分析（CAE）在材料成型过程中的应用越来越广泛。学生要学习利用有限元分析软件对成型过程进行模拟，如模拟铸造过程中的充型和凝固过程、锻造过程中的金属流动和应力分布等。通过 CAE 分析，可以优化成型工艺参数，预测和避免成型缺陷。
- 数控技术方面，要掌握数控成型设备（如数控车床、数控铣床、数控冲压机等）的编程和操作。能够将 CAD/CAM 软件生成的数控程序传输到数控设备中，实现自动化加工，提高成型加工的精度和效率。

三、就业方向

制造业企业
- 生产操作岗位：在铸造厂、锻造厂、冲压厂、焊接车间等从事材料成型设备的操作工作。例如，操作压铸机进行铝合金压铸件的生产，或者操作焊接机器人进行汽车零部件的焊接。
- 工艺控制岗位：负责成型工艺的制定和工艺参数的控制。根据产品的要求，选择合适的成型工艺，并且对成型过程中的温度、压力、速度等参数进行监控和调整。例如，在注塑成型过程中，控制注塑机的注射速度、保压压力和冷却时间，以确保塑料制品的质量。
- 质量检测岗位：对成型后的产品进行质量检测。运用各种检测工具和设备（如三坐标测量仪、无损检测设备等），检查产品的尺寸精度、外观质量、内部缺陷等。如对焊接件进行超声波探伤检测，确保焊接质量符合标准。
模具制造企业
- 模具设计岗位：根据客户提供的产品图纸，设计模具的结构和尺寸。利用 CAD/CAM 软件进行模具的三维建模和详细设计，并且与客户和制造部门沟通，确保模具设计方案的可行性和经济性。
- 模具制造岗位：按照模具设计图纸，进行模具零件的加工制造。操作数控加工设备、电火花加工设备等进行模具型腔、型芯等零件的加工，并且对加工后的零件进行装配和调试，保证模具的精度和性能。
产品研发企业
- 新材料成型工艺研发岗位：参与新材料的成型工艺研究和开发。例如，对于新型复合材料，探索合适的成型方法，如采用热压罐成型工艺对碳纤维增强复合材料进行成型，研究工艺参数对材料性能的影响，为新产品的开发提供技术支持。