新材料及新工藝
關(guān)注創(chuàng)建者：leaflet2010 創(chuàng)建時(shí)間：2017-01-20
新材料及新工藝的視頻教程
航空航天與微電子領(lǐng)域關(guān)鍵材料加工技術(shù)新突破
高端制造領(lǐng)域?qū)ο冗M(jìn)材料加工技術(shù)的迫切需求，源于關(guān)鍵戰(zhàn)略材料在極端工況下的不可替代性。
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新材料及新工藝的實(shí)例教程
[導(dǎo)讀] 鎂合金是最輕的工程金屬材料之一，具有很好的比強(qiáng)度、比剛度等性能，特別適合制造有重量輕、強(qiáng)度高、減震降噪要求的工程結(jié)構(gòu)部件和有一定強(qiáng)度要求的殼體類零件。中國作為鎂資源大國，如何利用鎂資源的優(yōu)勢(shì)正受到越來越多國內(nèi)有識(shí)之士的關(guān)注。隨著鎂合金及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，鎂合金在中國各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用也得到了進(jìn)一步的推廣。下面分別介紹中國在新型鎂合金開發(fā)和加工工藝（液態(tài)成型、固態(tài)成型和半固態(tài)成型三個(gè)方面）的研究進(jìn)展。
鎂合金是最輕的工程金屬材料之一，具有很好的比強(qiáng)度、比剛度等性能，特別適合制造有重量輕、強(qiáng)度高、減震降噪要求的工程結(jié)構(gòu)部件和有一定強(qiáng)度要求的殼體類零件。中國作為鎂資源大國，如何利用鎂資源的優(yōu)勢(shì)正受到越來越多國內(nèi)有識(shí)之士的關(guān)注。隨著鎂合金及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，鎂合金在中國各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用也得到了進(jìn)一步的推廣。下面分別介紹中國在新型鎂合金開發(fā)和加工工藝（液態(tài)成型、固態(tài)成型和半固態(tài)成型三個(gè)方面）的研究進(jìn)展。
一、新型鎂合金的開發(fā)
由于交通工具輕量化的推動(dòng)，世界各國都展開了對(duì)鎂合金的研究，尋找一種可以滿足要求的新型合金，是各國科技工作者的一個(gè)共同目標(biāo)，在這方面中國科技人員也進(jìn)行了大量的研究工作。限制鎂合金發(fā)展的一個(gè)主要原因是鎂合金的高溫性能——抗蠕變能力和高溫疲勞性能較差，因此新材料的研發(fā)主要是針對(duì)這一問題進(jìn)行的，概括的說主要包括兩個(gè)方面：一是對(duì)現(xiàn)有合金的優(yōu)化，主要是針對(duì)現(xiàn)有的商業(yè)鎂合金，特別是對(duì)Mg-Al系合金進(jìn)行改性，通過添加合金元素以期改善合金的高溫性能；二是新合金系的開發(fā)，主要是指新型Mg-RE系合金的研發(fā)。
1.
展開 西班牙工業(yè)集團(tuán) MTorres 為制造復(fù)合材料整體筒機(jī)身研發(fā)一種新工藝。不用典型芯模，不用金屬緊固件。
“控制環(huán)”代替工裝和長桁
“控制環(huán)”首先被制造出來，包括地板和框架，或者機(jī)身蒙皮內(nèi)表面，如圖所示的環(huán)。這種由碳纖維復(fù)合材料制成的框架和環(huán)，被組合并粘接在一起，在用AFP設(shè)備纏繞機(jī)身表面時(shí)，替代和執(zhí)行與模具或芯棒相同的功能(見下面的步驟)。
環(huán)自動(dòng)鋪放
步驟1. 首先用AFP將纖維帶鋪放在金屬折疊式環(huán)形芯棒上，生成機(jī)身框架的環(huán)。當(dāng)芯棒在設(shè)備中旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩個(gè)機(jī)器人一起工作，以減少鋪放時(shí)間。注意，環(huán)上有凹槽，當(dāng)機(jī)身纏繞時(shí)，可以作為長桁。
灌注袋安裝
步驟2. 完成鋪放后，機(jī)器人將環(huán)移動(dòng)到裝袋區(qū)，在裝袋區(qū)完成灌注樹脂和固化。注意，每個(gè)環(huán)的底部平板,將作為機(jī)身客艙地板的支撐。
展開 材料沉積是焊接和增材制造等制造工藝的重要組成部分。對(duì)這類制造工藝進(jìn)行仿真時(shí)，你可能會(huì)面臨這樣一個(gè)難題：如何在零應(yīng)力狀態(tài)下添加并沉積材料。在本文中，我們將介紹 COMSOL Multiphysics? 軟件中的激活特征及其在材料沉積仿真中的應(yīng)用。
材料為什么需要激活或失活？
想象一下你正在模擬初始熔融，然后凝固的結(jié)構(gòu)材料，或者初為固體，而后熔化的材料。電弧焊、選擇性激光熔化和選擇性激光燒結(jié)等制造工藝的仿真往往會(huì)涉及這種需求，而后兩者是常見的增材制造方法。
“材料激活”是模擬增材制造工藝的一個(gè)有用工具。3D 打印機(jī)圖片由 Jonathan Juursema 提供。在 CC BY-SA 3.0 許可下使用，通過 Wikimedia Commons 分享。
利用激活節(jié)點(diǎn)，你可以在仿真中輕松地將材料激活或失活。在 COMSOL Multiphysics? 5.4 版本及以上版本中，附加的“結(jié)構(gòu)力學(xué)模塊”和“MEMS 模塊”均提供了激活節(jié)點(diǎn)。
激活材料：原生法
模擬結(jié)構(gòu)中并不存在的材料的一種方法是簡單地將其彈性剛度降低到可忽略不計(jì)的程度。這樣一來，結(jié)構(gòu)的其余部分可以自由變形，而不會(huì)“感覺到”那些弱結(jié)構(gòu)材料。只要我們不希望激活材料，就可以采取這個(gè)可行的辦法。
在仿真過程中，如果我們?cè)噲D通過在某一點(diǎn)上將材料剛度恢復(fù)為標(biāo)稱水平，以使弱結(jié)構(gòu)材料變?yōu)榧せ顮顟B(tài)，必然造成一個(gè)問題。剛度恢復(fù)后，被激活材料的任何應(yīng)變將導(dǎo)致應(yīng)力突然產(chǎn)生。大多數(shù)情況下，這不是激活材料的期望效果。相反，我們應(yīng)該在零應(yīng)力狀態(tài)下使材料被激活。因?yàn)槲覀兺ǔＤM的是沉積或凝固的材料，所以后一種情況更加符合物理學(xué)。
無應(yīng)力狀態(tài)下激活材料
激活節(jié)點(diǎn)避免了上述人為造成的應(yīng)力問題。此節(jié)點(diǎn)可以降低非活性材料的剛度，但更重要的是，它還能消除任何在被激活瞬間產(chǎn)生的彈性應(yīng)變。簡單地說，材料在零應(yīng)力狀態(tài)下被激活。
展開 多年來國內(nèi)外的科研機(jī)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)室總共開發(fā)了十幾種熔鹽電解法制備鈦的新技術(shù)，它們按原料可分為以下三類 ：①鈦酸鹽的電解法 ;②鈦的氯化物的電解法 ;③鈦的氧化物的電解法，包括有FFC劍橋法、MER工藝、USTB法、QIT工藝、SOM法和離子液體電解法等。
2.2 鈦的新用途
從20世紀(jì)40年代以來，鈦的用途發(fā)展很快，被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船、艦艇、軍工、醫(yī)療以及石油化工等領(lǐng)域。最新的研究中發(fā)現(xiàn)，人體中含有一定的鈦元素，鈦元素會(huì)刺激吞噬細(xì)胞，可以加強(qiáng)免疫作用，因此不少實(shí)驗(yàn)室正致力于生物鈦的開發(fā)和應(yīng)用。
3、鈦合金的新工藝、新技術(shù)及新用途
3.1 鈦合金的制備方法
鈦合金傳統(tǒng)的加工一般采用熔煉和鑄造技術(shù)，最新的加工技術(shù)分為以下幾種：
(1)近凈成型技術(shù) ;
(2)線摩擦焊接技術(shù) ;
(3)超塑性成型技術(shù) ;
(4)材料制備及加工過程的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)。
近凈成型技術(shù)包括激光成型、精密鑄造、精密模鍛、粉末冶金、噴射成型等方法。粉末冶金法是利用鈦粉或鈦合金粉作為原料，經(jīng)過成型和燒結(jié)，從而制造鈦零部件的新工藝。首先是生產(chǎn)粉末，一般采用機(jī)械合金化的方法，利用球磨機(jī)對(duì)原料進(jìn)行強(qiáng)烈的撞擊、研磨和攪拌。然后對(duì)已經(jīng)形成粉末的合金進(jìn)行壓制成型，有兩種壓制方法，分別是加壓成型和無壓成型。這一步的目的是為了制得一定形狀和尺寸的壓胚，并且使其具有一定的密度和強(qiáng)度。然后在對(duì)制成的胚料進(jìn)行放電等離子燒結(jié)，利用上、下模沖及通電電極將特定燒結(jié)電源和壓制壓力施加于燒結(jié)粉末，經(jīng)放電活化、熱塑變形和冷卻完成制取高性能鈦材料。然后對(duì)經(jīng)過等離子燒結(jié)的鈦合金進(jìn)行后續(xù)的處理，一般是熱處理或者塑性加工。
3.2 鈦合金的新用途
鈦合金早期廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，主要用在制作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)或者氣壓部件。
展開 多年來國內(nèi)外的科研機(jī)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)室總共開發(fā)了十幾種熔鹽電解法制備鈦的新技術(shù)，它們按原料可分為以下三類 ：①鈦酸鹽的電解法 ;②鈦的氯化物的電解法 ;③鈦的氧化物的電解法，包括有FFC劍橋法、MER工藝、USTB法、QIT工藝、SOM法和離子液體電解法等。
2.2 鈦的新用途
從20世紀(jì)40年代以來，鈦的用途發(fā)展很快，被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船、艦艇、軍工、醫(yī)療以及石油化工等領(lǐng)域。最新的研究中發(fā)現(xiàn)，人體中含有一定的鈦元素，鈦元素會(huì)刺激吞噬細(xì)胞，可以加強(qiáng)免疫作用，因此不少實(shí)驗(yàn)室正致力于生物鈦的開發(fā)和應(yīng)用。
3、鈦合金的新工藝、新技術(shù)及新用途
3.1 鈦合金的制備方法
鈦合金傳統(tǒng)的加工一般采用熔煉和鑄造技術(shù)，最新的加工技術(shù)分為以下幾種：
(1)近凈成型技術(shù) ;
(2)線摩擦焊接技術(shù) ;
(3)超塑性成型技術(shù) ;
(4)材料制備及加工過程的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)。
近凈成型技術(shù)包括激光成型、精密鑄造、精密模鍛、粉末冶金、噴射成型等方法。粉末冶金法是利用鈦粉或鈦合金粉作為原料，經(jīng)過成型和燒結(jié)，從而制造鈦零部件的新工藝。首先是生產(chǎn)粉末，一般采用機(jī)械合金化的方法，利用球磨機(jī)對(duì)原料進(jìn)行強(qiáng)烈的撞擊、研磨和攪拌。然后對(duì)已經(jīng)形成粉末的合金進(jìn)行壓制成型，有兩種壓制方法，分別是加壓成型和無壓成型。這一步的目的是為了制得一定形狀和尺寸的壓胚，并且使其具有一定的密度和強(qiáng)度。然后在對(duì)制成的胚料進(jìn)行放電等離子燒結(jié)，利用上、下模沖及通電電極將特定燒結(jié)電源和壓制壓力施加于燒結(jié)粉末，經(jīng)放電活化、熱塑變形和冷卻完成制取高性能鈦材料。然后對(duì)經(jīng)過等離子燒結(jié)的鈦合金進(jìn)行后續(xù)的處理，一般是熱處理或者塑性加工。
3.2 鈦合金的新用途
鈦合金早期廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，主要用在制作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)或者氣壓部件。
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新材料及新工藝的最新內(nèi)容
除了通過使用新材料和新工藝減重以外，在滿足碰撞安全要求的前提下，還可利用電池自身變形后的抗損傷能力以及優(yōu)化電芯在電池包內(nèi)的排布等手段來提升電動(dòng)汽車的碰撞安全性能，以降低高速碰撞下電池起火的風(fēng)險(xiǎn)。
從0到1搭建通信設(shè)備光模塊可靠性測試體系1個(gè)月前
高速率、高密度、低功耗的發(fā)展趨勢(shì)要求測試方法不斷革新；新材料、新工藝的應(yīng)用引入了新的潛在失效機(jī)制，需要針對(duì)性評(píng)估；智能化、自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用正在改變傳統(tǒng)測試模式，提高測試效率和準(zhǔn)確性。
我們不僅能完成全項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)符合性測試，出具權(quán)威報(bào)告，更能提供深度性能診斷與研發(fā)支持，幫助分析性能短板根源，在新材料、新工藝選型階段進(jìn)行對(duì)比篩選與優(yōu)化。同時(shí)，我們可為量產(chǎn)過程提供質(zhì)量監(jiān)控方案，確保產(chǎn)品性能的長期一致性。
塑料連接器產(chǎn)品翹曲常見原因分析及改善方案3個(gè)月前
隨著新材料、新工藝的不斷發(fā)展，翹曲控制技術(shù)也將持續(xù)進(jìn)步，為連接器行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供有力支持。未來的研究方向?qū)⒏幼⒅赜诙辔锢韴鲴詈戏治觥⒅悄芑A(yù)測算法以及更先進(jìn)的矯正技術(shù)開發(fā)，為連接器產(chǎn)品的質(zhì)量提升開辟新的可能性。
圖1 汽車底護(hù)板
隨著全球汽車產(chǎn)業(yè)向電動(dòng)化、智能化加速轉(zhuǎn)型，新能源汽車的底部安全防護(hù)已成為決定產(chǎn)品可靠性與市場競爭力的核心要素之一。面對(duì)復(fù)雜的真實(shí)路況——從城市道路的減速帶到非鋪裝路面的碎石與凸起——作為動(dòng)力電池“第一道物理防線”的底護(hù)板，其性能直接關(guān)系到整車的安全底線。
圖2 高分子復(fù)合材料與鋁鎂合金材料的對(duì)比
傳統(tǒng)的金屬防護(hù)方案雖然可靠，但過大的重量已成為阻礙車輛續(xù)航里程提升的
2026上海國際汽車易損件及車身部件展覽會(huì)5個(gè)月前
為推動(dòng)汽車易損件及及車身部件領(lǐng)域的技術(shù)革新與產(chǎn)業(yè)升級(jí)，2026上海汽車易損件及車身部件展覽會(huì)與2026上海國際汽車創(chuàng)新技術(shù)周”于2026年08月14-14日在上海新國際博覽中心舉行，本屆展會(huì)將以"創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)·智領(lǐng)未來"為主題，匯聚全球頂尖的新產(chǎn)品、新材料、新工藝及智能裝備，搭建國際化經(jīng)貿(mào)交流平臺(tái)。依托中國汽車產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展和全球市場的巨大潛力，展會(huì)致力于成為連接技術(shù)與市場的金色橋梁。
隨著科技的不斷進(jìn)步，航空制造技術(shù)也在不斷創(chuàng)新，如新材料的應(yīng)用、新工藝的研發(fā)等，都推動(dòng)著行業(yè)向更高水平邁進(jìn)。
在這一背景下，數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為企業(yè)突破管理瓶頸、提升核心競爭力的關(guān)鍵抓手。
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車載屏幕類測試：守護(hù)智能座艙的“顏值”與“靈魂”6個(gè)月前
新材料與新工藝： 如Mini-LED、OLED、曲面屏、貼合工藝等，需要開發(fā)新的測試方法和標(biāo)準(zhǔn)。
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面對(duì)日益復(fù)雜的車載屏幕測試需求，選擇一位經(jīng)驗(yàn)豐富、技術(shù)領(lǐng)先的合作伙伴至關(guān)重要。
在塑料加工領(lǐng)域，熔體粘度和熔體強(qiáng)度是兩個(gè)至關(guān)重要卻又常被混淆的核心參數(shù)。它們?nèi)缤芰霞庸み^程中的"血液"與"骨骼"，共同決定著材料的加工行為和最終產(chǎn)品性能。全面理解這兩者的本質(zhì)區(qū)別、相互作用以及準(zhǔn)確檢測方法，對(duì)于優(yōu)化生產(chǎn)工藝、提升產(chǎn)品質(zhì)量、開發(fā)新材料具有至關(guān)重要的指導(dǎo)意義。本文將深入探討熔體粘度與熔體強(qiáng)度的基本概念、在加工中的應(yīng)用差異、檢測技術(shù)及其在實(shí)際生產(chǎn)中的協(xié)同作用，為塑料行業(yè)從業(yè)人員提供系統(tǒng)性的參考框架
