材料成型及控制工程实习报告Word文件下载.docx
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（刘红全，美国DSI公司，产品销售培训经理，高级工程师）
6月29日上午是DSI公司的产品销售培训经理，高级工程师刘全红博士为我们讲解了热模拟技术在材料加工领域的应用。
随着计算机数值模拟在铸造中的应用越来越广泛，掌握铸造计算机模拟技术变得越来越重要。
本文分别从计算机模拟过程和数值模拟在重力铸造、压力铸造，低压铸造等方面的应用介绍了计算机数值模拟技术，其中包括了该技术的应用领域以及研究方向。
通过老师的讲解我们了解到，热模拟技术分为物理模拟和数值模拟。
物理模拟是通过实验室物理实验模拟真实物理过程的方法。
将实际地形物理的缩小模型置于实验体（如风洞、水槽等）内，在满足基本相似条件（包括几何、运动、热力、动力和边界条件相似）的基础上，模拟真实过程的主要特征，如空气动力规律和扩散规律。
数值模拟也叫计算机模拟。
它以电子计算机为手段，利用一组控制方程（代数或微分方程）来描述一个过程的基本参数的变化关系，采用数值方法求解，已获得该过程（或一个过程的某一方面）的定量认识。
在实验中，一般只能获得有限点上的测量值。
物理模拟的结果一般不能用外推法，而且模拟的准确性及普遍性依赖于必要的测量手段和模拟的相似条件，这对于复杂的热加工工艺有时很难实现。
而数值模拟能提供整个计算域内所有有关变量完整而详尽的数据，因此，热加工中很多过去难以用物理模拟机分析方法求解的非线性问题可以在计算机上涌数值方法获得定量结果。
然而，某些热加工工艺由于工艺因素的错综复杂，目前尚缺乏全面描述其过程的理论公式，必须依赖物理模拟获得对过程的主要影响因素和缺陷形成机理的认识才能建立合理的数学模型。
同时，数值模拟的合理性和可靠性也要靠物理模拟的定量测试结果来检验。
由此可见，数值模拟与物理模拟具有不容的特点和应用范围，两者具有互补性，物理模拟是数值模拟的基础，数值模拟是物理模拟的归宿，只有将两者有机地结合起来，才能更有效地解决材料科学与工程中的复杂问题，获得符合实际的研究结果。
（刘红全工程师为我们展示Gleeble公司模拟技术）
目前，在冶金领域中得到广泛应用的是美国DSI科技联合体的Gleeble系列热模拟试验机。
随着钢铁行业对新产品开发和工艺优化需求的提高，Gleeble系列热模拟试验机的功能不断得以完善，如图。
（Gleeble3800热模拟试验机）
2.2注塑模模流分析及其科学注塑可视化
（许刚，苏州依诺注塑技术有限公司董事长，Moldflow银牌培训经理）
2016年6月29日下午Moldflow全球银牌培训经理许刚老师为我们讲解注塑模模流分析及其科学注塑可视化方面的知识，本次讲座，我了解了模流分析以及注塑的相关知识。
模流分析实际上就是指运用数据模拟软件，通过电脑完成注塑成型的模拟仿真，模拟模具注塑的过程，得出一些数据结果，通过这些结果对模具的方案可行性进行评估，完善模具设计方案及产品设计方案，塑胶模具常用软件有Moldflow、Moldex3D等，而铝合金压铸比较常见的有PROCAST、FLOW3D等。
这本次介绍的Moldflow仿真软件具有注塑成型仿真工具，能够帮助您验证和优化塑料零件、注塑模具和注塑成型流程。
该软件能够为设计人员、模具制作人员、工程师提供指导，通过仿真设置和结果阐明来展示壁厚、浇口位置、材料、几何形状变化如何影响可制造性。
从薄壁零件到厚壁、坚固的零件，Moldflow的几何图形支持可以帮助用户在最终设计决策前试验假定方案。
目前，注塑模CAE软件（常称注塑模流分析软件）能成功地应用在三个方面：
塑件设计、模具设计及成型工艺。
模具设计流程总是从模腔分析开始，包括浇口位置的确定及模腔内成型工艺条件的优化。
设定好浇口位置后优化注塑工艺条件，根据优化分析数据修正浇口布局和/或改进模腔结构，直到熔体充模流动结果满足产品质量要求为止。
接着完成后续流程如浇注系统的设计。
确定浇口位置并建立了注塑工艺条件后，浇注系统中的熔体流速、温度及所需的压力也就确定了。
也就是说模腔分析是浇注系统设计的基础。
制件的充填优化后，就可进行其冷却系统的分析。
在充填、冷却和保压优化完成后，可通过翘曲分析的结果来确认前述优化是否得当。
如果翘曲分析结果表明制件变形量超出允许值，则可根据分析结果确定引起翘曲变形的主要原因，再次进行相应阶段的优化。
Moldflow整体解决方案随着塑料工业以及和塑料相关产业的蓬勃发展，塑料行业的竞争日趋激烈，一方面原材料价格及人力成本不断上涨，另一方面产品的销售价格不断下降而产品的质量、功能等要求不断的提高，交货周期要求更短。
为适应市场的要求，许多企业都进行了技术创新，高额引进了高精尖的硬件设备，比如高档的注塑机，自动化的辅助系统，并解决了很多难题和创造了相当大的效益，但硬件效能充分发挥的前提是设计优化。
但目前大多数企业的产品设计、模具设计以及产品制造的各环节分布在不同公司、不同地域或同一公司的不同部门，产品设计和模具设计主要独立的靠经验来完成，设计阶段较少的系统的考虑制造的问题。
这样没有经过优化的设计方案势必会导致制造成本的增加和开发周期的延误，因此要提升业界的技术水平，持续的降低制造成本，就必须将产品设计、模具设计和产品制造，供应商评估等资源进行有效的整合。
而Moldflow正是为企业整合制造链的有效工具。
2.3HyperWorks有限元仿真平台及其工程应用
（许光浩，澳汰尔工程软件（上海）有限公司，博士，高级研究员）
2016年7月4日，我们参加了第三次讲座，该讲座突出的重点是模流分析和科学注塑，其方法就是利用ANSYS软件对注塑模注塑过程进行分析。
下面我来简要介绍一下我所了解的ANSYS软件。
CAE的技术种类有很多，其中包括有限元法,边界元法，有限差分法等。
每一种方法各有其应用的领域，而其中有限元法应用的领域越来越广，现已应用于结构力学、流体力学、电路学、电磁学、热力学、声学、化学化工反应等。
而本次介绍的HyperMesh是具有工业界主要的CAD数据格式接口。
它包含一系列工具，用于整理和改进输入的几何模型。
输入的几何模型可能会有间隙、重叠和缺损，这些会妨碍高质量网格的自动划分。
通过消除缺损和孔，以及压缩相邻曲面的边界等，您可以在模型内更大、更合理的区域划分网格，从而提高网格划分的总体速度和质量。
同时具有云图显示网格质量、单元质量跟踪检查等方便的工具，及时检查并改进网格质量。
ANSYS有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。
因此它可应用于以下工业领域：
航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等。
软件主要包括三个部分：
前处理模块，分析计算模块和后处理模块。
前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型；
分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；
后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。
来星星仿真模拟，最大程度地降低企业的成本。
最后老师给我们讲解了为什么风力发电机的发电叶片只能是三个，因为两个的话效率不够，三个以上成本太高，可见企业作为利润的代名词，其成本控制是关键的考虑因素。
2.4高温合金熔模铸造技术在航空及航改发动机中的应用（陆敏，上海交通大学，特别研究员，上海市浦江人才计划，中组部千人计划）
2016年7月7日上海交通大学的特别研究员陆敏教授，为我们介绍了高温合金熔模铸造技术在航空及航改发动机中的应用，为了达到更好的发动机燃料效率，发动机需在更高的温度工作，也必须用更复杂的方法进行冷却，为此需要复杂冷却通道的铸件。
强度更大的金属合金被用于铸造过程中，其核心材料必须能够承受浇铸这些合金时的极端高温。
熔模铸造是生产航空发动机叶片的关键步骤；
高质量的陶瓷芯是熔模铸造工艺的良好候选材料。
新型超级引擎合金材料的熔模铸造技术能够制造出更复杂的发动机设计，使其性能更为优异。
工作温度可以从400℃上升至约1100℃，而这些可以归功于能够承受这样高温的材料科技的进步。
（刘敏教授在ppt上为我们展示涡轮航空发动机的结构） 熔融石英陶瓷芯被用于航空发动机中螺旋桨扇叶、叶片的浇铸，可用于旋转部件或固定部件。
该工艺主要与轴承铬钢合金合用。
材料性质可控的先进陶瓷可以使部件设计师们制造特殊的冷却通道，防止发动机过热。
这些陶瓷芯能够成型得到细小的横截面，公差容限很小，因此可以用于生产精确的内部通道。
陶瓷芯的强度足够承受熔模铸造工艺中蜡的注入。
当熔融金属浇铸时，陶瓷芯依然能够保持稳定，而在铸件冷却后能通过标准浇注工艺轻易地去除。
发动机涡轮叶片是发动机热工转换的关键零部件，工作环境恶劣，承受很高的机械负荷和热负荷。
涡轮叶片的发展与高温合金熔模铸造工艺密不可分。
目前，我国已在高温合金结构件的大尺寸、整体熔模精铸等方面针对晶粒粗大、填充缺陷的问题研制已取得重要进展，相关研究成果正向工程化应用转化。
高温合金熔模铸造生产工艺流程繁多，影响铸件尺寸精度、表面粗糙度方面的因素很多，生产工艺方面主要集中在型芯制备、蜡模制备、涂料制壳、熔化浇注、后处理等工序。
刘敏教授在讲座末尾提到，世界上只有三家公司可以生产航空发动机，分别是美国通用电气、英国罗尔斯·
罗伊斯和加拿大普拉特·
惠特尼，航空发动机代表着一个国家工业科技水平的最高水准，在航空发动及的设计和制造上核心技术仍然掌握在外国公司的手中，我国想要弥补这方面的差距还有很长的一段路要走。
三、参观展会部分
3.1第十六届中国国际模具技术和设备展展览会（DMC2016）
2016年6月29日在上海浦东新国际博览中心我们参加了中国国际模具技术和设备展览会，通过本次展会，更深一步的了解了模具技术的一些相关知识和信息。
展会上有加工中心，数控铣床、磨床、镗床、车床、钻床等精密加工各类金切机床还有各类电加工机床，激光加工设备，雕刻机及其三坐标测量机及其它测量设备等。
比如还有些机械手，伺服电机等一些实现自动化的机器。
（我在展会门前合影留念）
本届展会展品囊括了几乎所有国内外模具行业及其精密加工设备的全球品牌企业,如精密加工行业的DMGMORI,GF,HAAS,MAZAK,OKUMA,TOSHIBA,FIDIA,OPS等等,电火花切割行业的GF,三菱,SODICK,ONA,大韩,宝玛和特略等等,精密测量行业的海克斯康,ZEISS,NIKON等等,以及以海尔,银宝山新和国盛为代表的大量模具企业。
展品围绕模具制造设备技术为核心。
国内各大模具展商将在展会中展示模具生产中模、检、夹具与焊装生产线同步开发,模压一体、模塑一体、模夹一体等整体解决服务方案以及超高强度钢的冷、热冲压工艺与模具装备、复合材料成形工艺与模具制造。
比较明显的趋势是他们未来将逐渐成为集成技术服务商,而不再仅仅是模具供应商。
模具和模具制件展品将集中展示行业中诸多新技术、新工艺、新结构、新材料,其中包括模具制造的整体化（多料、多组分、多色如塑料镶嵌金属）要求模具加工设备大工作台、加大Y轴Z轴行程、大承重、高刚性,高一致性;
高效模具:
级进模、连续模,多腔模具、叠层、旋转模具、模内嵌件、高速注塑、缩短成形的塑料模具等。
通过对此次的参观展览，我了解到了以前不曾接触的技术，一些绘图软件，一些先进的设备，各类金切机床还有各类电加工机床，激光加工设备，雕刻机及其三坐标测量机及其它测量设备，同时又掌握了最流行的、同社会实际最靠近的设计、加工方法。
对模具的制造与设计有了一定的了解和认识，这次的展览对我来说真的是意义重大，近距离接触一些机器零件。
（汽车零件的工艺流程）（自动检测精度设备）
这是一台自动检测精度的设备，通过工作人员的简短介绍，我大致了解到自动检测技术是自动化科学技术的一个重要分支科学，是在仪器仪表的使用、研制、生产、的基础上发展起来的一门综合性技术。
他是自动化科学技术的一个重要分支科学，是在仪器仪表的使用、研制、生产、的基础上发展起来的一门综合性技术。
就是在测量和检验过程中完全不需要或仅需要很少的人工干预而自动进行并完成的。
实现自动检测可以提高自动化水平和程度，减少人为干扰因素和人为差错，可以提高生产过程或设备的可靠性及运行效率。
在机器操作的过程中，我们发现它代表性的优点在于不间断的工作和精确的测量结果，几乎不会出现失误，大大为企业降低了劳动成本；
缺点就是效率还不够高，系统还不够优化，存在重复检查的状况。
（展会上展出的注塑产品）
（展会上展出的七轴深孔钻）
在展会上我遇到好多模具公司，并与介绍员们交流，在展会上我看到了实际上的压铸件，氮气弹簧，还有顶针和模架等在学校里看不到的与模具有关的设备，使我对它们有了更深层次的认识。
3.2第四届上海国际3D打印智造展览会
2016年7月8日星期五，我们来到了普陀区的跨国采购会展中心，参加3D设备展览大会。
通过本次展会我了解到3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。
本次展会围绕着3D打印与医疗，教育之前展开的，近年来，随着技术的不断发展，3D打印已率先在医疗、教育领域获得应用上的突破。
在医疗行业，个性定制化需求显著，鲜有标准的量化生产。
而个性化，小批量和高精度恰是3D打印技术的优势所在，3D打印技术在医疗保健领域的应用已逐渐被深入到假体移植、组织搭建和细胞再生等领域。
在这次展会上令我印象最为深刻的便是用3D打印技术来建造房屋的公司盈创，2014年3月29日盈创公司对外宣布成为全球第一家实现真正建筑3D打印的高科技企业盈创建筑科技（上海）有限公司，宣布成为全球第一家真正实现建筑3D打印房子的高科技企业，并取得了6项全球领先的技术和应用突破，在上海青浦张江工业园用全球最大的建3D打印机打印了10套房子.
时隔短短10月，2015年1月18日再次召开了以“3D打印新绿色建筑”为主题的全球发布会，向世界宣布盈创打印出了全球最高3D打印建筑“6层楼居住房”和全球首个带内装、外装一体化3D打印“1100平米精装别墅”。
盈创公司的介绍员告诉我3D打印房屋有着节约时间，节省原料，建造周期短的优点，由于运用了3D打印的技术，还可以打印具有复杂外观的的建筑。
并且在去年，盈创公司在迪拜建造了3栋3D打印的房屋，而且以后3D打印房屋技术会广泛的应用于我们的生活。
四、参观公司部分
4.1东陶上海有限公司
2016年7月6日今天我们去参观了东陶上海有限公司，东陶上海有限公司是TOTO公司的中国分部。
TOTO公司由日本人大仓和亲于1917年创立，最初名为东洋陶器株式会社，随后更名为TOTO。
无论是尖端技术实力体现的诺锐斯特·
间，还是带来水洗健康体验的卫洗丽。
无论是带动行业节水风潮的4.8升节水坐便器，还是水力发电龙头、海洁特瓷砖。
无论是智洁技术、超漩式冲洗，还是SMA恒温、EcoMAX技术，TOTO的产品和技术给用户带去智能卫浴体验的同时，更将环保与节能融入到生活之中，并获得了节水贡献奖、环保贡献奖等众多奖项。
在中国地标性建筑，中国国家游泳中心（水立方）、北京奥运会的主体育场（鸟巢）、上海环球金融中心中，均可见TOTO的身影。
TOTO公司的产品经常装配在五星级宾馆或者高级会所，如果你注意到过这些地方使用的卫浴设施是什么牌子的，不错，大多数都是TOTO公司生产的，因为TOTO公司主要迎合的是具有高购买力的客户，一个马桶可以买将近十万人民币。
（等待工作人员带领参观）
（工作人员组装卫洗丽的流水线）
据TOTO工作人员介绍，TOTO卫洗丽在全球拥有四大生产基地，其中中国、日本各一个，另外两个在马拉西亚，供中国市场的智能卫浴产品全部出自上海松江的这个工厂，同时这个工厂还生产返销日本的产品，以及出口欧美等国的产品。
我在现场看到，TOTO生产线展现出日本企业特有的严谨、细致，每一个步骤、每一个岗位、每一个操作步骤严格按照工序设计进行，并全程进行视频监控、记录在案。
在参观最后答疑部分，我询问了关于招聘的信息，如果想要进入如TOTO公司开发部工作需要掌握基本的CAD技能，看来对于CAD是十分必要的，在课下我需要花些时间来学习这项技能。
4.2飞雕电器有限公司
2016年7月12日，今天上午，我们参观了上海飞雕电气集团有限公司，飞雕电器集团创立于1987年，是国内率先进行开关插座生产和销售的企业之一，总部位于上海松江科技园区，经过近三十年的发展，现已成为集研发、制造、销售、服务于一体的大型现代化产业集团。
飞雕集团拥有雄厚的研发生产能力，拥有国际领先技术水平的自动化生产线，员工超过两千人，资深工程技术研发人员两百多人，获得国家专利两百多项。
飞雕电器产品涉足电工产品、建筑电器、小型家用电器领域，生产“飞雕”品牌的墙壁开关、插座、空气开关、换气扇、浴霸共40个系列近3000个品种的产品，在全国拥有几百个代理商，10000多家销售网点。
在长期实践中，飞雕电器以超前的观念和行动，主动认识和培育市场，创造了崭新的市场拓展新理念，建立了覆盖全国的营销网络，形成了强劲的品牌竞争力。
早上九点我们准时来到了飞雕集团位于松江的总部，在大门口处集合，随后我们来到了插销插板制作的车间，看到工人忙碌的身影。
片刻不停地在组装零件。
（飞雕公司的生产流水线）
作为专业为模具出身的我们，必然要领略一点模具带给我们的魅力，然后我们就进入了模具车间，主要是用于制作产品外壳的注塑磨具。
注塑模具是一种生产塑胶制品的工具；
也是赋予塑胶制品完整结构和精确尺寸的工具。
注塑成型是批量生产某些形状复杂部件时用到的一种加工方法。
具体指将受热融化的材料由高压射入模腔，经冷却固化后，得到成形品。
（工人师傅在检修模具）
通过对工厂的参观，对于一些平常理论的东西，有了感性的认识，感觉受益匪浅。
从此次参观中，我体会到实际工作与我们在课本上所学的内容还是有一定距离的，我们学的知识远远不够，因此更加激发我们对其他有关知识的了解，深入的去学习。
4.3东华大学民用航空复合材料协同创新中心
2016年7月13日，今天我们参观了东华大学的，民用航空复合材料协同创新中心是根据国家大型飞机发展的重大需求而组建的创新组织，以“国家急需、世界一流”为根本出发点，以人才、学科、科研三位一体创新能力提升为核心任务。
目前正由东华大学牵头申报国家高等学校创新能力提升计划（2011计划）认定，其他主要参与单位包括上海交通大学、中国商用飞机有限责任公司等。
东华大学作为牵头申报单位，成立了学校直属的二级单位——民用航空复合材料东华大学协同创新中心，独立实体运行。
该中心现面向海内外公开招聘各类人才。
带队的老师详细的为我们介绍了学校的力量、成以及规划，参观大型机器的时候，确实有种眼前一亮的感觉，一个机器都快要一个屋子大了，这是我见到机器的第一感觉，通过老师的讲解，我也了解了航空方面以及导弹方面的一些知识，也对伟大的科学家产生浓浓的敬意，心中还是有着无限的感慨，太不可思议了，这就是先进的科学力量，简直觉得心中有着无限的震惊和对我们的祖国充满着骄傲与自豪。
进入试验基地，首先感受到的就是有钱的好学校就是不一样。
对学生的培养，和学生对这个社会所创造的价值都是成正比的，我现在只能好好准备考研将来为国做贡献。
4.4上海通用汽车北厂
今天我们参观了上海通用汽车北厂，上汽通用汽车有限公司成立于1997年6月12日，由上海汽车集团股份有限公司、通用汽车公司共同出资组建而成。
目前拥有浦东金桥、烟台东岳、沈阳北盛和武汉分公司四大生产基地，共8个整车生产厂、4个动力总成厂，是中国汽车工业的重要领军企业之一。
坚持“以客户为中心、以市场为导向”的经营理念，上汽通用汽车不断打造优质的产品和服
务，目前已拥有别克、雪佛兰、凯迪拉克三大品牌，二十多个系列的产品阵容，覆盖了从高端豪华车到经济型轿车各梯度市场，以及MPV、SUV、混合动力和电动车等细分市场。
2008年，上汽通用汽车启动“绿动未来”全方位绿色战略，以“发展绿色产品、打造绿色体系、承揽绿色责任”为核心，从消费者需求出发，不断创新绿色及智能汽车科技，大力发展“更性能、更节能、更智能、更环保”的绿色产品；
并积极发挥业务链龙头作用，带动上下游共创绿色产业生态系统，以实现企业自身、企业与行业、企业与环境的和谐永续发展。
了解到了造一辆汽车的复杂，了解了一辆汽车出厂更要经过重重的“考验”，同时也感觉身上的责任大了起来，要想将来能为汽车行业作出自己的一点贡献，现在就必须努力学习科学文化知识，从基础做起，将来的车间的生产效率肯定会越来越高，现代化的程度也会更大，一个人只有具备了精细的头脑，考虑各种因素，才有机会与别人竞争时处于有利位置。
实习中没有给我们任何动手的机会，这让我们在实习前感到很失望。
但是在实习中发现这是正确的，以我们现在的金工实习事能动的东西不是很多，就算是当搬运工，也是受益匪浅的。
总之，这次参观还是有很大的收获的。
首先，这次的实习开阔了我这只井底之蛙的大眼界。
从朗朗书声的教室走进轰轰鸣鸣的车间时，顿时感到人类是多么的渺小，又是多么的富有创造性的。
知识是如何变为生产的尽在眼底中。
还有很重要的一点就是这次实习纠正了平时一些很严重的错误，明确了专业性质以及发展前景。
平时上课时总是在抱怨，这课学了有什么用，在看了工厂才发现要实现自动控制不是一件容易的事情，光耍点小聪明是无济于事的，丰富的理论是最关键的。
严谨的理论知识和必要的实践经验相结合才能适应生产的需要。
课堂上的每一门课，在车间里都可以找的到。
现在终于明白了“纸上得来终觉浅，绝知此事需躬行”的意思。
4.5上海延锋伟世通汽车模具有限公司
2016年7月14日，今天我们参观了上海延锋伟世通汽车模具有限公司，延锋伟世通汽车模具有限公司由上海汽车工业（集团）总公司、延锋伟世通汽车饰件系统有限公司、伟世通国际
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