淺談精密微塑性成形技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

摘 要：處在新的發(fā)展階段，我國的科學(xué)技術(shù)有了很大程度的進(jìn)步，微納米技術(shù)和科學(xué)的發(fā)展受到眾人的關(guān)注，并逐漸在生產(chǎn)生活當(dāng)中得到了廣泛應(yīng)用。其中的精密微塑性成形技術(shù)在這一過程中的實際應(yīng)用對實際起到了重要作用，微系統(tǒng)技術(shù)和微機電系統(tǒng)具有著節(jié)約能源以及節(jié)省空間等優(yōu)點，隨著市場對精密微塑成形技術(shù)的需求增大，對其理論研究就顯得非常重要。文章則主要就精密微塑成形技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)分析，并就其發(fā)展的趨勢加以研究，希望借此對這一領(lǐng)域的實際發(fā)展有所裨益。

關(guān)鍵詞：精密微塑成形技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

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，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)塑性成形工藝的簡單等比例縮小，其作為新的研究領(lǐng)域?qū)嶋H的發(fā)展有著重要促進(jìn)作用，故此加強這一領(lǐng)域的理論研究就有著實質(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)展帶來了生產(chǎn)的效率提升，在微塑性成形技術(shù)的發(fā)展過程中經(jīng)歷了不同時期的進(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)，實際成形中的潤滑以及摩擦也與此同時發(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，所以在摩擦力就對成形造成的影響逐漸擴大，那么潤滑就是比較關(guān)鍵的因素[1]。

從實際的成形原理來看，在工件進(jìn)行微縮化的過程中，此時在摩擦力上就會隨之加大，壓力的加大那么封閉潤滑包中的潤滑油壓強也隨之加大，這樣就支持以及對成形的載荷實現(xiàn)了傳遞，進(jìn)而對摩擦也減小了。在工件的尺寸不斷的微小化過程中，開口潤滑包面積減少幅度不是很大，但在封閉潤滑包的面積減少幅度就相對比較大，采用固體潤滑劑的過程中由于不存在潤滑劑溢出的狀況所以就對摩擦系數(shù)的影響也較小[2]。

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現(xiàn)毫米級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

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)在實際的發(fā)展過程中也面臨著一些問題，在尺寸效應(yīng)問題上體現(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候，試樣的物理特征及內(nèi)部的結(jié)果就會發(fā)生變化，所以在性能參數(shù)與成形工藝參數(shù)就會存在不相協(xié)調(diào)的狀況，這也就是尺寸效應(yīng)。而造成這一問題的原因主要是材料的不均勻以及流動應(yīng)力和延展性等，從微塑性成形的不均勻性來看，在成形件遲迅接近晶粒的尺寸過程中，那么在材料的微觀組織性能不均勻就對對胚料塑性變形產(chǎn)生影響[3]。

從其技術(shù)工藝發(fā)展的情況來看，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看，針對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，這一過程中會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)雜上來說相對加大。而在微彎曲這一技術(shù)工藝的發(fā)展上來看，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)的制件過程中，檢測就成了一個問題。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，實際技術(shù)實施過程中的晶粒尺度和局部尺度比率增加，就會造成局部的變形，微沖載當(dāng)中的凸凹模間隙控制和工模具間的磨損問題也是解決的一個重要內(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)在實際的應(yīng)用中是相對比較突出的。而在微體積成形過程中，主要是對微齒輪以及螺釘?shù)奈⑿土慵芪⑺苄猿尚芜M(jìn)行的實際研究，通過擠壓以及局部鍛造等體積成形的方法能夠?qū)Χ喾N微型零件加以實現(xiàn)[4]。精密微塑性成形技術(shù)對產(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)步將會上升到新的發(fā)展階段，在精度上將越來越高，并在應(yīng)用熱流道技術(shù)上將會進(jìn)一步的擴大。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)化層面也將會進(jìn)一步的提升，這樣就能有效的降低制造的成本，對質(zhì)量最大化的進(jìn)行提升。從我國的塑性成形技術(shù)和國外的相比較而言，還有著一定的差距，需要在多方面進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)[5]。微機電系統(tǒng)的提出以及技術(shù)上的實現(xiàn)，這對塑性微成形技術(shù)的發(fā)展就打開了大門，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)前需要解決的問題。

另外就是在新型的模具加工技術(shù)以及測量、分析方法等會使塑性微成形技術(shù)在未來發(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在新型的成形設(shè)備作用下進(jìn)行實現(xiàn)，這在自動控制設(shè)備以及高精度測量方法層面將會得到有效實現(xiàn)。微成形作為是新興的多學(xué)科交叉工藝技術(shù)，在當(dāng)前人們對其的全面認(rèn)識還相對比較缺乏，這一問題在不斷的發(fā)展過程中將會得到逐步的解決[6]。隨著可持續(xù)發(fā)展觀理念的深化，無色熱鍛潤滑劑以及拉深潤滑劑等相關(guān)的環(huán)保技術(shù)在精密微塑性成形技術(shù)的結(jié)合上也會呈現(xiàn)新的發(fā)展局面。

3 結(jié)束語

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，就需要對技術(shù)應(yīng)用中的一些實際性問題認(rèn)真分析并解決。在材料的開發(fā)上進(jìn)一步的加強，通過實驗進(jìn)行對微成形技術(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。

參考文獻(xiàn)

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[2]洪慎章.熱作模具鋼的影響因素及應(yīng)用[J].模具制造，2014（5）.

[3]曹紅錦，陳毅挺.國外軍工生產(chǎn)精密成形技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].四川兵工學(xué)報，2014（3）.

[4]單德彬，袁林，郭斌.精密微塑性成形技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].塑性工程學(xué)報，2013（2）.

[5]崔冰艷，陳麗文，白葉飛.材料加工中塑性成形領(lǐng)域研究新進(jìn)展[J].中國水運（學(xué)術(shù)版），2013（2）.

[6]謝談，賈德偉，蔣鵬，等.精密塑性成形技術(shù)在中國的應(yīng)用與進(jìn)展[J].機械工程學(xué)報，2014（7）.

作者簡介：王清泉（1991，7-），男，山西陽泉，工作單位：太原科技大學(xué)華科學(xué)院，職務(wù)：學(xué)生，研究方向：材料學(xué)。