精密微塑性成形技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)論文
引言
微塑性成形技術(shù)主要是采用塑性變形的方式進(jìn)行形成微型零件的工藝方法， 在多種復(fù)雜形狀微小零件作用下能夠達(dá)到微米量級(jí)，所以在微型零件的制造上較為適用。微塑性成形技術(shù)并非是傳統(tǒng)塑性成形工藝的簡(jiǎn)單等比例縮小，其作為新的研究領(lǐng)域?qū)?shí)際的發(fā)展有著重要促進(jìn)作用，故此加強(qiáng)這一領(lǐng)域的理論研究就有著實(shí)質(zhì)性意義。
1 精密微塑性成形原理特征及方法分析
1.1 精密微塑性成形原理特征分析
科技的發(fā)展帶來(lái)了生產(chǎn)的效率提升，在微塑性成形技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中經(jīng)歷了不同時(shí)期的進(jìn)步，傳統(tǒng)的成形工藝按照比例微縮到微觀領(lǐng)域在參數(shù)上的適應(yīng)性就失去了。而微塑性成形技術(shù)在現(xiàn)階段已經(jīng)成了多種學(xué)科交叉的邊緣技術(shù)，實(shí)際成形中的潤(rùn)滑以及摩擦也與此同時(shí)發(fā)生了一些變化，所以宏觀摩擦學(xué)當(dāng)中的摩擦理論就不能有效適應(yīng)。但由于微小尺度下秒面積與體積的增大，所以在摩擦力就對(duì)成形造成的影響逐漸擴(kuò)大，那么潤(rùn)滑就是比較關(guān)鍵的因素。從實(shí)際的成形原理來(lái)看，在工件進(jìn)行微縮化的過(guò)程中，此時(shí)在摩擦力上就會(huì)隨之加大，壓力的加大那么封閉潤(rùn)滑包中的潤(rùn)滑油壓強(qiáng)也隨之加大，這樣就支持以及對(duì)成形的載荷實(shí)現(xiàn)了傳遞，進(jìn)而對(duì)摩擦也減小了。在工件的尺寸不斷的微小化過(guò)程中，開(kāi)口潤(rùn)滑包面積減少幅度不是很大，但在封閉潤(rùn)滑包的面積減少幅度就相對(duì)比較大，采用固體潤(rùn)滑劑的過(guò)程中由于不存在潤(rùn)滑劑溢出的狀況所以就對(duì)摩擦系數(shù)的影響也較小。
1.2 精密微塑性成形方法分析
微塑性成形工藝及方法的相關(guān)研究主要是在微沖壓以及微體積成形方面，其中的微體積成形主要是進(jìn)行的微連接器以及頂桿和葉片等微型的期間精密形成。以螺釘為例，其最小的尺寸只有0.8 微米，而微成形胚料的最小直徑是0.3 微米，在模壓成形的微結(jié)構(gòu)構(gòu)建溝槽的最小寬度能夠達(dá)到二百納米。另外在微沖壓成形這一方法上最為重要的就是進(jìn)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術(shù)屬于新興的研究領(lǐng)域，在成形的方法上主要就是實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)的微型器件精密微成形，在微塑性成形技術(shù)的不斷發(fā)展下，這一技術(shù)會(huì)進(jìn)一步的優(yōu)化。
2 精密微塑性成形技術(shù)工藝發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
2.1 精密微塑成形技術(shù)工藝發(fā)展現(xiàn)狀分析
精密微塑成形技術(shù)在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中也面臨著一些問(wèn)題，在尺寸效應(yīng)問(wèn)題上體現(xiàn)的較為顯著。微塑性成形的發(fā)展領(lǐng)域中，試樣尺寸當(dāng)達(dá)到亞毫米或者四微米尺寸的時(shí)候，試樣的物理特征及內(nèi)部的結(jié)果就會(huì)發(fā)生變化，所以在性能參數(shù)與成形工藝參數(shù)就會(huì)存在不相協(xié)調(diào)的`狀況，這也就是尺寸效應(yīng)。而造成這一問(wèn)題的原因主要是材料的不均勻以及流動(dòng)應(yīng)力和延展性等，從微塑性成形的不均勻性來(lái)看，在成形件遲迅接近晶粒的尺寸過(guò)程中，那么在材料的微觀組織性能不均勻就對(duì)對(duì)胚料塑性變形產(chǎn)生影響。
從其技術(shù)工藝發(fā)展的情況來(lái)看，主要有微沖載以及微拉深和微彎曲、微擠壓。從微拉深這一層面來(lái)看，針對(duì)薄板成形主要是采取這一技術(shù)，這樣就能夠成形各種形狀杯體以及腔體零件，這一過(guò)程中會(huì)伴隨著摩擦以及各向異性等現(xiàn)象影響，故此從工藝的復(fù)雜上來(lái)說(shuō)相對(duì)加大。而在微彎曲這一技術(shù)工藝的發(fā)展上來(lái)看，這一技術(shù)工藝成形的產(chǎn)品在外形尺寸和板料厚度上就相對(duì)比較接近，在微彎曲件傳輸中比較容易發(fā)生變形，所以這一工藝技術(shù)的制件過(guò)程中，檢測(cè)就成了一個(gè)問(wèn)題。再者就是微沖載，這一技術(shù)工藝主要是生產(chǎn)微小零件工藝之一，實(shí)際技術(shù)實(shí)施過(guò)程中的晶粒尺度和局部尺度比率增加，就會(huì)造成局部的變形，微沖載當(dāng)中的凸凹模間隙控制和工模具間的磨損問(wèn)題也是解決的一個(gè)重要內(nèi)容。
在微成形工藝的研究上主要集中在體積成形和沖壓成形，其中的薄板材料成形主要是在拉深工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)施的，能夠制作成筒形和階梯形以及盒形等不規(guī)則形狀薄壁零件。和其它的沖壓成形工藝得到有效的配合還能夠制造出更為復(fù)雜的零件，故此微拉深的工藝技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中是相對(duì)比較突出的。而在微體積成形過(guò)程中，主要是對(duì)微齒輪以及螺釘?shù)奈⑿土慵芪⑺苄猿尚芜M(jìn)行的實(shí)際研究，通過(guò)擠壓以及局部鍛造等體積成形的方法能夠?qū)Χ喾N微型零件加以實(shí)現(xiàn)。精密微塑性成形技術(shù)對(duì)產(chǎn)品的精度以及縮短產(chǎn)品交貨期限等效率提升都有著較好的作用，從近些年這一層面的發(fā)展來(lái)看，已經(jīng)有著突出成果。
2.2 精密微塑成形技術(shù)工藝發(fā)展趨勢(shì)分析
精密微塑性成形技術(shù)工藝在不斷額發(fā)展中，隨著科技的進(jìn)步將會(huì)上升到新的發(fā)展階段，在精度上將越來(lái)越高，并在應(yīng)用熱流道技術(shù)上將會(huì)進(jìn)一步的擴(kuò)大。采取這一技術(shù)能夠?qū)⒅萍纳a(chǎn)率及質(zhì)量得到有效提升，同時(shí)也能大幅度節(jié)約部件原材料，而在技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化層面也將會(huì)進(jìn)一步的提升， 這樣就能有效的降低制造的成本，對(duì)質(zhì)量最大化的進(jìn)行提升。從我國(guó)的塑性成形技術(shù)和國(guó)外的相比較而言，還有著一定的差距，需要在多方面進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。微機(jī)電系統(tǒng)的提出以及技術(shù)上的實(shí)現(xiàn)，這對(duì)塑性微成形技術(shù)的發(fā)展就打開(kāi)了大門， 由于精密微塑性成形技術(shù)和傳統(tǒng)的理論有著一定的差異性，所以要能結(jié)合實(shí)際進(jìn)行改進(jìn)處理，這也是精密微塑性成形技術(shù)在當(dāng)前需要解決的問(wèn)題。
另外就是在新型的模具加工技術(shù)以及測(cè)量、分析方法等會(huì)使塑性微成形技術(shù)在未來(lái)發(fā)展的重要方向，而成形件在尺寸上上更小化以及精度高等將會(huì)在新型的成形設(shè)備作用下進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，這在自動(dòng)控制設(shè)備以及高精度測(cè)量方法層面將會(huì)得到有效實(shí)現(xiàn)。微成形作為是新興的多學(xué)科交叉工藝技術(shù)，在當(dāng)前人們對(duì)其的全面認(rèn)識(shí)還相對(duì)比較缺乏，這一問(wèn)題在不斷的發(fā)展過(guò)程中將會(huì)得到逐步的解決。隨著可持續(xù)發(fā)展觀理念的深化，無(wú)色熱鍛潤(rùn)滑劑以及拉深潤(rùn)滑劑等相關(guān)的環(huán)保技術(shù)在精密微塑性成形技術(shù)的結(jié)合上也會(huì)呈現(xiàn)新的發(fā)展局面。
3 結(jié)束語(yǔ)
總而言之，微塑性成形技術(shù)的發(fā)展和研究的持續(xù)推進(jìn)，將會(huì)在技術(shù)上得到進(jìn)一步的提升，但要想將精密微塑性成形技術(shù)得到更好的應(yīng)用， 就需要對(duì)技術(shù)應(yīng)用中的一些實(shí)際性問(wèn)題認(rèn)真分析并解決。在材料的開(kāi)發(fā)上進(jìn)一步的加強(qiáng)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)微成形技術(shù)的發(fā)展的一保障，只有全面考慮才能促進(jìn)微塑性成形技術(shù)的順利發(fā)展。
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