材料成形设备及自动化教学设计一、引言材料成形设备是制造业中必不可少的设备，也是现代产业发展的重要组成部分，对于培养现代制造业人才具有重要的意义。
本文主要围绕材料成形设备及其自动化教学进行探讨。
二、材料成形设备现状1. 材料成形设备的定义材料成形设备是将各种原材料通过物理、化学等变化的方式，制造成所需形状的设备。
包括模具、注塑机、铸造设备、涂装设备等。
2. 材料成形设备的分类根据不同的工艺和结构方式，材料成形设备可以分为：•塑料成形设备：包括注塑成形、挤出成形、吹塑成形、热成型等；•金属成形设备：包括铸造成形、锻造成形、剪切成形、冲压成形等；•陶瓷成形设备：包括烧制成形、注射成形、压坯成形等；•纸品包装成形设备：包括折页机、切纸机、压花机等。
3. 材料成形设备的发展趋势随着科技的不断进步和制造工艺的不断发展，材料成形设备也在不断的改进和更新。
未来的材料成形设备将会更加智能化、柔性化、高效化。
例如，智能机器人将会更加广泛地应用于材料成形设备中，可以提高生产效率、减少人力资源的浪费。
三、材料成形设备自动化教学设计1. 教学目标通过材料成形设备的自动化教学，使学生掌握材料成形设备的基本原理、结构、分类等方面的知识，并且掌握材料成形设备的日常维护和保养技巧。
2. 教学内容•材料成形设备的基本原理；•材料成形设备的结构及分类；•材料成形设备的日常维护和保养；•材料成形设备的操作技巧；•材料成形设备的安全操作。
3. 教学方法•实践教学：在实验室中，针对不同类型的材料成形设备，进行实际的操作教学，让学生亲手掌握设备的操作技巧和操作流程。
•讲解教学：通过讲解教学，系统地介绍材料成形设备的原理、结构、分类等相关知识。
•视觉教学：通过使用PPT等工具，将材料成形设备的原理、结构、分类等内容形象化呈现，帮助学生更好地理解和掌握相关知识。
4. 教学评估方法•实操评估：进行实际操作评估，评估学生的操作技能；•理论考试评估：进行书面理论考试，考核学生对材料成形设备知识的掌握情况；•课堂表现评估：评估学生在课堂上的表现，如主动积极参与，提出问题等。
一、无模铸造的基本概念无模铸型制造工艺(Patternless Casting Manufacturing，PCM)是将快速成形技术应用到传统的砂型制造工艺中。
PCM工艺也是基于快速成形技术的离散／堆积成形原理，但它是不同于传统砂型制造工艺的造型方法。
PCM工艺的基本原理如下图所示。
首先从零件CAD模型得到铸型CAD模型；由铸型CAD模型的STL文件分层，得到截面轮廓信息，再以层面信息产生控制信息；造型时，第一个喷头在每层铺好的型砂上由计算机控制精确地喷射粘结剂，第二个喷头再沿同样的路径喷射催化剂；两者发生交联反应，一层层固化型砂堆积成形。
这样在粘结剂和催化剂共同作用的地方，型砂被粘结在一起，其它地方原砂仍为颗粒态。
固化完一层后再粘接下一层，所有的层粘接完之后就得到一个空间实体。
在粘结剂没有喷射的地方仍是散砂，比较容易清除。
清理出中间未固化的散砂，就可以得到一个有一定壁厚的铸型，在砂型的表面涂敷或浸渍涂料之后就可用于浇注金属。
PCM是一种结合计算机技术对树脂砂造型工艺进行改造的技术。
它不仅能使铸造过程自动化、敏捷化,降低工人劳动强度,而且在技术上突破了传统工艺的许多障碍,使设计、制造的约束条件大大减少,具有传统铸型制造工艺无可比拟的优越性。
PCM铸型的表面质量直接影响到原型件和铸件的表面质量。
在PCM工艺中,除了因为分层产生的“台阶效应”,铸型表面还常常存在着结瘤、毛刺等缺陷,这给铸型的后处理造成了困难,并影响铸件的尺寸精度和表面质量。
为解决这个问题,主要从以下几个方面进行了研究。
1、提高扫描线的质量在PCM工艺中,扫描线的质量决定了铸型轮廓的质量。
采用离散式喷头,喷射得到的扫描线具有离散特征。
首先要减小喷嘴直径(孔径),同样的条件下,喷嘴直径小,流量就小,线宽就小,扫描线质量就越高。
为了避免喷头堵塞和提高造型效率,喷嘴直径不能太小。
其次要根据扫描速度,设置较高的振动频率和中等的占空比,这样可使喷射的液滴更细小,单元体和间隙更小。
