材料成型與控制工程的案例
2020年第四屆機械工程與應用復合材料國際會議（MEACM2020）
(注：主題不限于以下內容）
T1：精密機械，機電一體化
T2：工程材料
T3：機械制造及其自動化
T4：材料成型及控制工程
T5：機械加工
T7：金屬材料
T8：無機非金屬材料
T9：材料加工工程
T10：微/納米/生物材料
T11：復合材料
T12：功能復合材料
T13：納米技術，納米材料
T14：聚合物基復合材料
T15：碳復合材料
重要日期
會議截稿日期：2020年7月31日
錄用通知日期：2020年8月05日
注冊截止日期：2020年8月10日
會議召開日期：2020年10月24-25日
投稿方式
郵箱: cfp@meacm.org
CMT: https://cmt3.research.microsoft.com/MEACM2020
聯系方式
電話： 024-83958379-808 于老師
Q Q : 2298311994
微信： 13125407442
官網：http://www.meacm.org
展開 Simufact.forming/material 14.0系列中文教程（匯總） ￥100
缺點：
1、中文教程非常少
紙質教程目前只有一本 《SIMUFACT在材料成型與控制工程中的應用》（劉勁松），說實話這本教程非常一般，首先使用的軟件是V11，跟目前的v14、v15操作差別很大；其次，里面的示例大多是從幫助文檔中摘錄的。
為了深入學習simufact forming 本人花費了大約一年時間，將simufact forming的常用文檔翻譯成了中文（為了避免因翻譯造成的錯誤而影響學習，采用中英對照的形式）。主要包括《信息表單》（見本人的其它帖子）、《基礎教程》（1冊，介紹基本操作）、《應用教程》（6冊，包含各種示例）等，。本帖中把《基礎教程》（1冊）、《應用教程》（6冊）匯總大約35萬字，方便下載自學。
展開 可視化射出成型技術探討循環再利用塑料材料成型特性──以聚丙烯材料為例
對于熱塑性塑料來說，塑料粒在經過射出機螺桿的塑化與剪切，其塑料分子鏈會被剪斷，黏度性質或流動特性可能產生變化，進而影響塑料產品成型。由目前文獻搜集可得知，學術上的研究發表大多在不同回收料添加比例、配方與制程特性上進行研究與探討，但對于塑膠原料經重復射出→粉碎→再射出，且不加入原塑料材料(Raw material)情形下的回收料之成型特性較少探討。
圖1：循環再利用塑料射出成型實驗流程示意圖
因此，本文章分享塑料在經過多次射出→粉碎→再射出的制程中（如圖1所示），透過在模穴內安裝壓力感測組件，觀察回收塑料射出成型過程熔膠流動長度與充填至模穴之壓力變化，并計算其黏度因子；藉以透過成型信息實時感測（成型信息可視化）方式了解不同回收次數之塑膠成型特性。
另一方面，透過熔融指數試驗機(Melt flow index tester)以及熱示差掃描分析儀(Differential scanning calorimetry, DSC)針對不同粉碎次數之實驗材料進行檢測，觀察塑膠原料回收次數增加后其熔融流動特性與熱性質變化。
最后，透過射出成型實驗進行成型試片機械性質測試觀察，將試片（ASTM D638拉伸試片）進行拉伸測試，藉由拉伸測試結果，并整合模穴壓力變化、黏度因子變化，以及相對應的回收料流動特性與熱性質變化，進行探討。
研究結果與討論
圖2(a)為原材料Raw-PP在多次回收粉碎過程后，進行射出成型實驗并觀察熔膠充填流動特性的變化，圖中顯示隨著回收次數增加，可明顯觀察到Melt flow rate隨回收次數增加而變大，意味著PP分子量隨著回收次數增加而變低，且回收次數到達4次以上時達到飽和。
展開 注塑成型周期的控制因素
循環周期：注塑成型是一項綜合性的工藝，它與各段程序所進行的時間有關，因此也就直接影響聚合物固熔體和制品所經過熱歷程和受力作用的時間，影響到制品質量和生產效率。
在成型周期中，占主要部分的是注射保壓時間、冷卻時間，開模時間和脫模取件時間。一個完整的循環周期，它是由閉門-閉模-注射保壓-螺桿計量-冷卻-開模-頂出制品-開門取件(全自動時無此項)等組成。
在全自動循環中不存在閉門和開門的人為因素，是用時間設定來控制的。從成型周期中可以看出，凡影響到循環過程的因素都會影響到制品的質量。
成型周期設定應該在保證制品質量的前提下，要盡量減少各程序段的周期。在閉門和開門，程序如果采用半自動循環這是唯一由人控制參加程序，要求操作者在時間到達后，應該迅速地撞開或關上安全門，而且盡量使每次停留的時間相等，否則，累積的時間誤差也會影響塑料的熱歷程。
如果用時間控制閉模(在全自動循環的情況)，應考慮在制品掉下，檢測后再延時1s 左右時間。在閉模階段的時間要根據與調節慢速-快速-慢速和低壓保護、轉換時間有關。調整時應該考慮動模板在小慣性沖擊和保護人身和模具安全條件下工作。
注射保壓與螺桿的計量時間要根據聚合物性質，制品及模具而定，它與注射壓力、注射速率、螺桿轉數、背壓、溫度等許多因素有關。應保證的質量前提下尋求最短時間。螺桿轉數及背壓直接影響到螺桿的計量時間，采用高效螺桿會減少程序時間。
冷卻時間的設定應考慮聚合物的性質、制品和溫度等條件，制間最好能在制品所需的最短冷卻時間內來完成。
在相同模溫和脫模溫度條件下，充模熔體溫度高則周期長。在相同脫模溫度條件下，模具溫度低時則成型周期短。
展開 
我的“仿真”歷程（2）
先是在某東上看到有本書《MSC.MARC在材料加工工程中的應用》，就學了Marc，算是一個通用有限元軟件吧。這里不得不吐槽一下MSC公司在國內的營銷力度，有限元行業曾經的龍頭老大（沒錯MSC就是因為做的太大了，涉嫌壟斷，被法院裁定拿出了Nastran的源代碼和測試案例，UG即后來的NX才進入仿真領域），竟然除了這本書和“陳火紅”的幾本書，在國內都找不到像樣的MARC中文教材。實在沒辦法，只能看軟件自帶的教程。Marc軟件的GUI界面做的實在“很懷舊”，能讓人覺得是在使用DOS，而不是Win10（當然有限元最重要的是大規模線性方程的求解算法）。不過自帶教程非常完整，手冊從A到E每本都有上千頁，涵蓋了軟件操作、單元庫、程序輸入、示例等。當然了，手冊都是英文的，自己本來英文也不好，大學時六級嘗試了多次都“掛了”，實在沒辦法只能硬著頭皮看。一年下來居然把手冊A看完了，還留下了30-40萬字的中文翻譯稿，這算是個意外的收獲吧！
后來在某東上看到有本《萬水CAE技術叢書：Simufact在材料成型與控制工程中的應用》，這是一個專用的有限元軟件，本來是德國一家公司開發的產品，后來被MSC收購了，用的是修改后的Marc求解器。有了前面Marc的基礎，學習simufact也算是“輕車熟路”了。忍不住又要吐槽MSC了，全國只有一本simufact中文教材，沒錯僅此一本。在“問候”了無數次MSC公司后，又開始了英文修煉之旅，一年時間完成了整個文檔的翻譯。
正當Marc和 simufact的學習漸入佳境時，發現了兩個嚴重缺點，不得不學習其它軟件。
展開 【11月23-24日 蘇州】Flow_3D Cast應用初級培訓
材料成型及控制工程專業，畢業后一直從事有色金屬的相關工作，涉及重力、低壓、壓鑄等工藝，具有豐富的現場經驗及軟件操作經驗。
六、培訓大綱
注：視學員接受情況而定，可加送帶壓室的模擬講解
七、培訓費用
1、2980元/人，含培訓費、會務費、資料費、午餐費及證書費；培訓提供午餐，其余食宿自理。
2、培訓需自帶電腦，我們會提供安裝包及安裝教程。
3、持本人學生證或教師證享有8.5折優惠。
4、同單位報名2人享9折優惠，3人以上（含）享8.5折優惠。
5、11月15日前付款，個人返現200元現金；11月15日后付款，個人返現50元現金。
八、報名方式
1、點擊鏈接立即報名：http://jishulink.mikecrm.com/0wyWQS4
2、掃描下方二維碼，聯系客服報名
未盡事宜請掃描上方二維碼，或咨詢微信客服，微信號：jishulink888
郵箱：xuww@jishulink.com
電話：0571-56700501
展開 注塑成型模具溫度控制方法及影響因素分析
許多模具，尤其是成型工程用的熱塑性塑料，在相對較高的溫度下運行，如80攝氏度或176華氏度。如果模具沒有保溫，流失到空氣和注塑機上的熱量可以很容易地與射料缸流失的一樣多。
所以要將模具用骨架板隔熱，如果可能，將模具的表面隔熱。如果考慮用熱流道模具，嘗試減少熱流道部分和冷卻了的注塑件之間的熱量交換。這樣的方法可以減少能量流失和預熱時間。
模具溫度對注塑成型的影響有哪些？
模具溫度是注塑成型中最要的變量。無論注塑何種塑料，必須保證形成模具表面基本的濕潤。一個熱的模具表面使塑料表面長時間保持液態，足以在型腔內形成壓力。
如果型腔填滿而且在凍結的表皮硬化之前，型腔壓力可將柔軟的塑料壓在金屬上，那么型腔表面的復制就高。另一方面，如果在低壓下進入型腔的塑料暫停了，不論時間多短，那么它與金屬的輕微接觸都會造成污點，有時被稱為澆口污斑。
對于每一種塑料和塑膠件，存在一個模具表面溫度的極限，超過這個極限，就可能出現一種或更多不良影響（例如：組件可以溢出毛邊）。模具溫度更高意味著流動阻力更小。
在許多注塑機上，這自然就意味著更快流過澆口和型腔，因為所用的注塑流動控制閥并不糾正這個改變，填充更快會在澆道和型腔內引起更高的有效壓力，可能造成溢料毛邊。
由于更熱的模具型腔并不凍結那些在高壓形成之前進入溢料邊區域的塑料，熔料可在頂出桿周圍溢料（毛邊）并溢出到分割線間隙內。這表明需要有良好的注射速率控制，而一些現代化的流動控制編程器也確實可以做到這點。
通常，模具溫度的升高會減少塑料在型腔內有冷凝層，使熔融材料在型腔內更易于流動，從而獲得更大的零件重量和更好的表面質量。
展開 如何控制注射成型工藝的穩定
戳我進入社區：注塑和模具人的網上家園
注塑成型是一門工程技術，它所涉及的內容是將塑料轉變為有用并能保持原有性能的制品。注射成型的重要工藝條件是影響塑化流動和冷卻的溫度，壓力和相應的各個作用時間。
一、溫度控制
1、料筒溫度
注射模塑過程需要控制的溫度有料筒溫度、噴嘴溫度和模具溫度等。前兩個溫度主要影響塑料的塑化和流動，而后一種溫度主要是影響塑料的流動和冷卻。每一種塑料都具有不同的流動溫度，同一種塑料，由于來源或牌號不同，其流動溫度及分解溫度是有差別的，這是由于平均分子量和分子量分布不同所致，塑料在不同類型的注射機內的塑化過程也是不同的，因而選擇料筒溫度也不相同。
2、噴嘴溫度
噴嘴溫度通常是略低于料筒最高溫度的，這是為了防止熔料在直通式噴嘴可能發生的“流涎現象”。噴嘴溫度也不能過低，否則將會造成熔料的早凝而將噴嘴堵死，或者由于早凝料注入模腔而影響制品的性能。
3、模具溫度
模具溫度對制品的內在性能和表觀質量影響很大。模具溫度的高低決定于塑料結晶性的有無、制品的尺寸與結構、性能要求，以及其它工藝條件(熔料溫度、注射速度及注射壓力、模塑周期等)。
二、壓力控制
注塑過程中壓力包括塑化壓力和注射壓力兩種，并直接影響塑料的塑化和制品質量。
1、塑化壓力
(背壓)采用螺桿式注射機時，螺桿頂部熔料在螺桿轉動后退時所受到的壓力稱為塑化壓力，亦稱背壓。這種壓力的大小是可以通過液壓系統中的溢流閥來調整的。
展開 一文了解注塑成型模溫控制
模溫控制型式：
1、冷凍機 8 OC-15 OC之間冷卻，注意冒汗生銹之問題。
2、水溫機 96 OC以內，直接補充水源。
3、油溫機 150 OC以內，油溫循環間接用水冷卻。
4、電熱片、棒 200 OC以內，小心漏電。
模具溫度對注塑成型的影響：
模具溫度是注塑成型中最要的變量----無論注塑何種塑料，必須保證形成模具表面基本的濕潤。一個熱的模具表面使塑料表面長時間保持液態，足以在型腔內形成壓力。
如果型腔填滿而且在凍結的表皮硬化之前，型腔壓力可將柔軟的塑料壓在金屬上，那么型腔表面的復制就高。另一方面，如果在低壓下進入型腔的塑料暫停了，不論時間多短，那么它與金屬的輕微接觸都會造成污點，有時被稱為澆口污斑。
對于每一種塑料和塑膠件，存在一個模具表面溫度的極限，超過這個極限就可能出現一種或更多不良影響（例如：組件可以溢出毛邊）。模具溫度更高意味著流動阻力更小。在許多注塑機上，這自然就意味著更快流過澆口和型腔，因為所用的注塑流動控制閥并不糾正這個改變，填充更快會在澆道和型腔內引起更高的有效壓力。
可能造成溢料毛邊。由于更熱的模型并不凍結那些在高壓形成之前進入溢料邊區域的塑料，熔料可在頂出桿周圍溢料毛邊并溢出到分割線間隙內。這表明需要有良好的注射速率控制，而一些現代化的流動控制編程器也確實可以做到這點。
通常，模具溫度的升高會減少塑料在型腔內有冷凝層，使熔融材料在型腔內更易于流動，從而獲得更大的零件重量和更好的表面質量。同時，模具溫度的提高還會使零件張力強度增加。
模具的保溫方法：
許多模具，尤其是工程用的熱塑性塑料，在相對較高的溫度下運行，如80攝氏度或176華氏度。
展開 淺談建筑結構振動控制技術 附工程結構減震控制周福霖下載
建筑物減震結構振動控制性能與建筑物的使用壽命和安全性緊密相關。要提高建筑物的耐久性和安全性，那么就必須從建筑物的隔減震結構入手，選擇最優質的建筑材料提高建筑隔減震結構的性能，保證建筑物的安全性。
我國新《建筑抗震設計規范》之中，已經添加了消能和隔震等振動控制的一些專門章節。在國際方面，自第一屆國際結構控制會議于1994年在美國洛杉磯召開以來，大約每4年召開一次，結構地震反應的控制已成為地震工程中的熱點和前沿性研究方向。有關這一領域的綜合評價文章也常見諸于國內外的期刊和會議上。消能技術與減振技術在最近幾年之中也由基礎研究方面逐漸轉向工程的實際應用之上，所以對于建筑結構的減振、隔震與振動控制的分析勢在必行。
傳統建筑抗震設計，主要利用結構自身來吸收、消耗地震帶來的能量以滿足設防抗震的標準，雖然能在遇到較小地震時起到比較好的效果，但毫無疑問這是一種比較消極被動的抵抗地震的方法。科學有效的抗震方法是通過采用結構振動控制技術來達到抗震目的，即通過對結構本身施加振動控制系統，讓其與結構本身共同發揮抗震作用，以減輕建筑結構的抗震反應。目前已經成為結構工程學科中一個十分活躍的研究領域，被稱為土木工程的高科技領域。結構振動控制技術根據所采取的控制措施是否需要外部能源可分為：被動控制、主動控制和混合控制，以下將分別對這些控制技術予以簡述。
一、隔震與消能減振原理概述
結構變形吸收是建筑結構對地震帶來的能量進行消除的主要方式，也就是說，建筑結構變形吸收的能力是決定建筑應對地震強度能力高低的主要因素。在傳統的建筑結構中，對于隔震與消能減振的要求是比較低的，這種建筑結構對于處理小型地震方面可能是可行的，但是一旦發生規模和強度較大的地震，這種建筑結構可謂是不堪一擊的。
展開 SimufactForming系列教程九--成型控制參數設置詳解
SimufactForming系列教程九--成型控制參數設置詳解
機械工程類專業就業前景分析
常見機械工程專業分類
下面都用一句話概括：
1、機械設計與制造 （普通機械行業，前途有限、技術含量有限）2、模具設計與制造 （在產品設計開發下游，前途不及產品設計）3、材料成型及控制工程 （也是模具設計專業，同上一樣）4、車輛工程 （最有前途的專業，最有技術含量的行業）5、數控加工 （在模具設計下游，不及模具設計前景）6、工業工程 （面太廣，并不是機械行業前景都一樣）7、工業設計 （與工業工程差不多）8、計算機輔助設計與制造 （相對比較有前途建議走向汽車）9、機械電子工程 （一般在企業都會選擇偏向機械還是電子）10、機械設計及其自動化 （和機械設計差不多）
就業行業和崗位前途排序
1、崗位前途排序如下（很難說100%最起碼是90%以上）
機械行業就業崗位很多，到底哪一個最有前途，按照前途高低和技術含量的高低排序如下：產品設計工程師最有前途、工藝設計和工裝設計和模具設計工程師3個差不多，其次是質量工程師、采購工程師、數控編程加工、普通機械加工、機械維修和檢驗員等。
2、行業前途排序（很難說100%最起碼是90%以上）
汽車行業、機械行業、家電行業、電子產品行業、玩具日用品行業。
汽車行業最有前途的選擇依次排序如下（特指產品設計崗位）
一級供應商（技術全面，不但有很好的產品設計能力同時有產品開發能力，懂得產品開發的各個環節和流程等）、汽車設計公司（設計能力還行，但是對開發流程和生產環節不熟悉）、汽車整車廠（協調各種資源，對設計和開發不熟悉，但是做項目能力還可以）。汽車設計最有前途
1、汽車設計技術含量高3年經驗工資很容易過萬
汽車行業產品設計，比普通機械行業產品設計、家電產品設計、電子產品設計等等技術含量高、經驗性強、難度大、門檻高。同時工資待遇也會高很多。建議機械專業選擇汽車設計方向。
展開 注塑成型預塑動作與背壓控制，你知道嗎？
該動作適用于加工成型溫度特別窄的塑料，由于噴嘴與模具接觸時間短，避免了熱量的流失，也避免了熔料在噴嘴孔內的凝固。
注射結束、冷卻計時器計時完畢后，預塑動作開始。螺桿旋轉將塑料熔融并擠送到螺桿頭前面。由于螺桿前端的止退環所起的單向閥的作用，熔融塑料積存在機筒的前端，將螺桿向后迫退。
當螺桿退到預定的位置時（此位置由行程開關確定，控制螺桿后退的距離，實現定量加料），預塑停止，螺桿停止轉動。緊接著是倒縮動作，倒縮即螺桿作微量的軸向后退，此動作可使聚集在噴嘴處的熔料的壓力得以解除，克服由于機筒內外壓力的不平衡而引起的“留涎”現象。
若不需要倒縮，則應把倒縮停止開關調到適當位置，讓預塑停止開關被壓上的同一時刻，后退停止開關也被壓上。當螺桿作倒縮動作后退到壓上停止開關時，倒縮停止。接著射座開始后退。當射座后退至壓上停止開關時，射座停止后退。若采用固定加料方式，則應注意調整好行程開關的位置。
一般生產多采用固定加料方式以節省注座進退操作時間，加快生產周期。
螺桿背壓和轉速的控制
高背壓可以使熔料獲得強剪切，低轉速也會使塑料在機筒內得到較長的塑化時間。因而目前較多地使用了對背壓和轉速同時進行程序設計的控制。
例如：在螺桿計量全行程先高轉速、低背壓，再切換到較低轉速、較高背壓，然后切換成高背壓、低轉速，最后在低背壓、低轉速下進行塑化。這樣，螺桿前部熔料的壓力得到大部分的釋放，減少螺桿的轉動慣量，從而提高了螺桿計量的精確程度。
展開 可用聲波控制液滴成型的新3D打印技術
據研究人員稱，這種技術可以按需對無數材料進行3D打印，并可用于合成生物制藥和化妝品，以及光學和導電材料。
目前，使用噴墨3D打印機制造用于藥物遞送的微膠囊。噴墨3D打印利用液滴形成固體，但它僅適用于粘度約為水的10倍的液體。然而，研究人員感興趣的許多液體更加粘稠。例如，生物制藥和生物打印中使用的生物聚合物和載有細胞的墨水的粘度至少是水的100倍。一些含糖的生物聚合物可能像蜂蜜一樣粘稠，粘度比水高25,000倍。
因此，研究團隊開發了一種獨立于流體材料特性的3D打印系統。他們利用聲波建立了一個系統，以幫助重力從粘性流體形成受控大小的液滴。
他們設計并制造了一個能夠產生的亞波長聲諧振器一個受限的聲場，它使拉力大于打印機噴嘴尖端的正常重力的100倍。
蜂蜜滴在玻璃基板上
通過控制目標位置，可以在任何地方小心地沉積和圖案化噴射的液滴。
研究人員對各種材料進行了測試，包括蜂蜜，干細胞墨水，生物聚合物，光學樹脂和液態金屬。當可控制力達到特定尺寸時，可控制力將每個液滴從噴嘴拉出，范圍從超過800μm的最大值到小于65μm，并將其朝向打印目標噴射。研究人員發現，聲波振幅越大，液滴尺寸越小，與流體的粘度無關。
展開 常見的金屬材料金屬材料成型方法
常見金屬材料主要有黑色金屬鐵及其合金，壓鑄模具以及有色金屬及其合金。有色金屬又叫非鐵材料。
鐵的合金主要為鋼和鑄鐵。工業用鋼分結構鋼，零件鋼，工具鋼和特殊性能鋼。常用鑄鐵分灰鑄鐵，可鍛鑄鐵，球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵。
常用有色金屬：鋁及鋁合金，鈦及鈦合金，銅及銅合金和軸承合金（錫基，鉛基，鋁基軸承合金）。
常用成型方法
冷加工：車，銑，刨，磨，鉆，拉（機加工）；冷軋、冷拔、冷鍛、沖壓、冷擠壓。
熱加工：鑄造，熱扎，鍛造，熱處理，焊接，熱切割，熱噴涂
