第一篇：選擇性激光燒結成型技術的工藝與應用

選擇性激光燒結成型技術的研究與應用

摘要：介紹了選擇性激光燒結成型技術的基本原理、工藝過程和特點，闡述了激光燒結技術的材料和設備的選擇，列舉了激光燒結技術在各個領域特別是模具制造領域的應用，并且分析了現有技術中存在的問題以及前景的展望。關鍵詞：快速成型；選擇型激光燒結（SLS）；模具制造 1.引言

快速原型技術（Rapid Prototyping，PR）是一種涉及多學科的新型綜合制造技術。它是借助計算機、激光、精密傳動和數控技術等現代手段，根據在計算機上構造的三位模型，能在很短時間內直接制造產品模型或樣品。快速原型技術改善了設計過程中的人機交流，縮短了產品開發的周期，加快了產品的更新換代速度，降低了企業投資新產品的成本和風險。

選擇性激光燒結機技術（Selective Laser Sintering，SLS）作為快速原型技術的常用工藝，是利用粉末材料在激光照射下燒結的原理，在計算機控制下層層堆積成型。與其他快速成型工藝相比，其最大的獨特性是能夠直接制作金屬制品，而且其工藝比較簡單、精度高、無需支撐結構、材料利用率高。本文主要介紹選擇型激光燒結成型技術的基本原理、工藝特點、材料設備選擇以及應用等內容。2.選擇性激光燒結技術（SLS）

2.1 選擇性激光燒機技術（SLS）的基本原理和工藝過程

選擇性激光燒機技術（SLS）工藝是一種基于離散-堆積思想的加工過程，其成形過程可分為在計算機上的離散過程和在成形機上的堆積過程，簡單描述如下：

（1）離散過程。首先用CAD軟件，根據產品的要求設計出零件的三維模型，然后對三維模型進行表面網格處理，常用一系列相連三角形平面來逼近自由曲面，形成經過近似處理的三維CAD模型文件。然后根據工藝要求，按一定的規則和精度要求，將CAD模型離散為一系列的單元，通常是由Z向離散為一系列層面，稱之為切片。然后將切片的輪廓線轉化成激光的掃描軌跡。

（2）堆積過程。首先，鋪粉滾筒移至最左邊，在加工區域內用滾筒均勻地鋪上一層熱塑性粉狀材料，然后根據掃描軌跡，用激光在粉末材料表面繪出所加工的截面形狀，熱量使粉末材料熔化并在接合處與舊層粘接。當一層掃描完成后，重新鋪粉、燒結，這樣逐層進行，直到模型形成。因而SLS工藝是一種基于離

散堆積成形的數字化生產技術，通過離散把復雜的三維制造轉化為一系列的二維制造的疊加，把零件的制造過程轉化為有序的簡單單元體的制造與結合過程，其意義是十分深遠的。

圖1 SLS工藝基本原理

2.2 選擇性激光燒機技術（SLS）的工藝特點

（1）SLS技術可以制成幾何形狀任意復雜的零件模具，而不受傳統機械加工方法中刀具無法到達某些型面的限制。

（2）制造過程中不需要設計模具，也不需要傳統的刀具或工裝等生產準備工作，加工過程只需在一臺設備上完成，成形速度快。用于模具制造，可以大大地縮短產品開發周期，降低費用，一般只需傳統加工方法30%-50%的工時和20%~35%的成本。

（3）實現了設計制造一體化。CAD數據的轉化(分層和層面信息處理)可100%地自動完成，根據層面信息可自動生成數控代碼，驅動成形機完成材料的逐層加工和堆積。

（4）屬非接觸式加工，加工過程中沒有振動、噪聲和切削廢料。（5）材料利用率高，并且未被燒結的粉末可以對下一層燒結起支撐作用，因此SLS工藝不需要設計和制作復雜的支撐系統。

（6）成形材料多樣性是選擇性激光燒結最顯著的特點，理論上凡經激光加熱后能在粉末間形成原子聯接的粉末材料都可作為SLS成形材料。目前已商業

化的材料主要有塑料粉、蠟粉、覆膜金屬粉、表面涂有粘結劑的陶瓷粉、覆膜沙等。

3.選擇性激光燒機技術（SLS）的材料和設備 3.1 選擇性激光燒結快速成型材料

選擇性激光燒結工藝材料適應面廣，不僅能制造塑料零件，還能制造陶瓷、石蠟等材料的零件。特別是可以直接制造金屬零件，這是SLS工藝頗具吸引力。

用于SLS工藝的材料有各類粉末，包括金屬、陶瓷、石蠟以及聚合物的粉末，其粉末粒度一般在50-125微米之間。間接SLS用的復合粉末通常有兩種混合型式：一種是粘結劑粉末與金屬或陶瓷粉末按一定比例機械混合；另一種則是把金屬或陶瓷粉末放到粘結劑稀釋液中，制取具有粘結劑包裹的金屬或陶瓷粉末。實驗表明，后者制備雖然復雜，但燒結效果較前者好。

國外的許多快速原型系統開發公司和使用單位開發了許多適合于快速原型工藝的材料，其中在SLS領域，以DTM公司所開發的成型材料最具代表性。我國的快速成型材料及工藝研究相對落后，目前還處于起步階段，與國外相比還有較大差距。雖然已有多家單位進行了研究，但還沒有專門的成型材料生產及銷售單位。

3.2 選擇性激光燒結快速成型制造設備

研究選擇性激光燒結設備工藝的單位有美國的DTM公司、3D Systems公司、德國的EOS公司，以及國內的華中科技大學、北京隆源公司和中北大學等。其中，國內華中科技大學的HRPS—ⅢA激光粉末燒結系統，在SLS掃描系統、切片模塊、數據處理、工藝規劃、和安全監控等技術方面有自己先進的特點。

圖2 選擇性激光燒結設備

4.選擇性激光燒機技術（SLS）的應用

4.1 選擇性激光燒機技術（SLS）在快速原型制造中的應用

可快速制造設計零件的原型，及時進行評價、修正以提高產品的設計質量；使客戶獲得直觀的零件模型；制造教學、試驗用復雜模型。單件或小批量生產。對于那些不能批量生產或形狀很復雜的零件,利用SLS 技術來制造,可降低成本和節約生產時間,這對航空航天及國防工業更具有重大意義。4.2 選擇性激光燒機技術（SLS）在模具制造中的應用

（1）采用SLS技術直接制造模具。美國DTM公司于1994年推出Rapid Steel制造技術，在SLS—2000系統中燒結表面包覆樹脂材料的鐵粉，初次成形零件后，置人銅粉中再一起放人高溫爐進行二次燒結，制造出的注塑模在性能上相當于7075鋁合金，壽命可達5萬件以上。

（2）采用SLS技術快速制作高精度的復雜塑料模，代替木模進行砂型鑄造?；蛘邔㈣T造樹脂砂作為巧燒結材料，直接生產出帶有鑄件型腔的樹脂砂模型, 進行一次性澆鑄。在鑄造行業中, 傳統制造木模的方法，不僅周期長、精度低，而且對于一些復雜的鑄件，例如葉片、發動機缸體、缸蓋等制造木模困難。采用SLS技術可以克服傳統制模方法的上述問題，制模速度快，成本低，可完成復雜模具的整體制造。

（3）選擇易熔消失模料作為燒結材料，采用SLS技術快速制作消失模，用于熔模鑄造，得到金屬精密制件或模具。運用SLS技術能制造出任意復雜形狀的蠟型，實現快速、高精度、小批量生產。

（4）根據原型制造精度較高的EDM電極，然后由電火花加工模具型腔。一個中等大小，較為復雜的電極，通常只需要4到8小時即可完成，而且復形精度完全能滿足圖紙的要求。福特汽車公司曾采用此技術制造汽車模具取得了滿意的效果。

（5）以SLS成形實體為母模，翻制硅橡膠模，石膏模，環氧樹脂模，或者通過RP技術制作模具的基本原型，然后對其進行表面處理，通過金屬冷噴涂或電鑄等方法，在原型表面形成一定厚度且具有一定強度、硬度和表面質量的薄膜制作模具。

（6）將RP技術與精密鑄造技術相結合，實現金屬模具的快速制造。上海

交通大學開發了具有我國自主知識產權的鑄造模樣計算機輔助快速制造系統，為汽車行業制造了多種模具，北京隆源自動成型系統有限公司也為企業制造了多種精密鑄模。

5.選擇性激光燒機技術（SLS）的現狀與展望

近十幾年來SLS技術得到了飛速發展，獲得了良好的應用效果，但作為一項新興制造技術，尚處于一個不斷發展、不斷完善的過程之中。目前,SLS技術存在能量消耗大、成形件內部疏松多孔、表面粗糙度較大，機械性能低等缺點，直接燒結金屬零件模具的技術也不成熟，需要復雜的后處理工藝，以此還有很大的發展空間。

（1）成形工藝和設備的開發與改進，以提高成型件的表面質量、尺寸精度和機械性能。

（2）新材料成型機理、成型性的研究與開發，為SLS 提供具有良好綜合性能的燒結粉末材料及形成快速成型材料的商品化。

（3）探索SLS 技術與傳統加工、特種加工等技術相結合的多種加工手段的綜合工藝，為快速模具、工具制造提供新的技術手段。

（4）后處理工藝的優化。利用SLS 雖可直接成型金屬零件，但成型件的機械性能和熱學性能還不能很好滿足直接使用的要求，經后處理后可明顯得到改善，但對尺寸精度有所影響，這就需要優化設計現有的后處理工藝以提高綜合質量。

我國SLS技術起步比較晚，起點比較低，雖然經過近幾年的發展取得了一系列的進步和成績，但同時應該清醒的認識到與國外先進水平的差距。因此，我們務必加緊包括選擇性激光燒結成型技術在內的快速原型技術的發展，以適應新形勢下制造業的國際競爭。6.結語

選擇性激光燒結技術（SLS），是一種基于離散—堆積思想的加工過程，根據所選材料的差異有不同的工藝方法和加工方式。由于自身優勢，SLS已經得到了飛速的發展和廣泛的應用，但也存在一些缺陷和不足。只有在實際工作中不斷積累經驗，才能設計出既滿足使用要求有滿足燒結工藝要求的模型。隨著SLS 技術的發展,新工藝、新材料的不斷出現,勢必會對未來的實際零件制造產生重大影響，對制造業產生巨大的推動作用。

第二篇：3D打印技術之SLS(選擇性燒結成型法)

3D打印技術之SLS（選擇性燒結成型法）

粉末材料選擇性燒結（Selected Laser Sintering）

粉末材料選擇性燒結采用二氧化碳激光器對粉末材料（塑料粉等與粘結劑的混合粉）進行選擇性燒結，是一種由離散點一層層堆集成三維實體的快速成型方法。

粉末材料選擇性燒結采用二氧化碳激光器對粉末材料（塑料粉、陶瓷與粘結劑的混合粉、金屬與粘結劑的混合粉等）進行選擇性燒結，是一種由離散點一層層對集成三維實體的工藝方法。

在開始加工之前，先將充有氮氣的工作室升溫，并保持在粉末的熔點一下。成型時，送料筒上升，鋪粉滾筒移動，先在工作平臺上鋪一層粉末材料，然后激光束在計算機控制下按照截面輪廓對實心部分所在的粉末進行燒結，使粉末溶化繼而形成一層固體輪廓。

第一層燒結完成后，工作臺下降一截面層的高度，在鋪上一層粉末，進行下一層燒結，如此循環，形成三維的原型零件。最后經過5-10小時冷卻，即可從粉末缸中取出零件。未經燒結的粉末能承托正在燒結的工件，當燒結工序完成后，取出零件。粉末材料選擇性燒結工藝適合成型中小件，能直接的到塑料、陶瓷或金屬零件，零件的翹曲變形比液態光敏樹脂選擇性固化工藝要小。但這種工藝仍需對整個截面進行掃描和燒結，加上工作室需要升溫和冷卻，成型時間較長。此外，由于受到粉末顆粒大小及激光點的限制，零件的表面一般呈多孔性。

在燒結陶瓷、金屬與粘結劑的混合粉并得到原型零件后，須將它置于加熱爐中，燒掉其中的粘結劑，并在孔隙中滲入填充物，其后處理復雜。粉末材料選擇性燒結快速原型工藝適合于產品設計的可視化表現和制作功能測試零件。由于它可采用各種不同成分的金屬粉末進行燒結、進行滲銅等后處理，因而其制成的產品可具有與金屬零件相近的機械性能，但由于成型表面較粗糙，滲銅等工藝復雜，所以有待進一步提高。

選擇性激光燒結（SLS）優點

?（1）可以采用多種材料。從理論上說，任何加熱后能夠形成原子間粘結的粉末材料都可以作為SLS的成型材料。

?（2）過程與零件復雜程度無關，制件的強度高。

?（3）材料利用率高，為燒結的粉末可重復使用，材料無浪費。?（4）無須支撐結構。

?（5）與其他成型方法相比，能生產較硬的模具。SLS的缺點

?（1）原型結構疏松、多孔，且有內應力，制作易變性。?（2）生成陶瓷、金屬制件的后處理較難。?（3）需要預熱和冷卻。

?（4）成型表面粗糙多孔，并受粉末顆粒大小及激光光斑的限制。?（5）成型過程產生有毒氣體及粉塵，污染環境。

第三篇：SLS激光快速成型技術原理特點及工藝方法

激光快速成型技術原理特點及工藝方法

快速成型技術是近年來制造技術領域的一次重大突破和革命性的發展，激光快速成型技術是其必不可少的重要組成部分。今天由湖南華曙高科專業人員分析激光快速成型技術原理特點及工藝方法。

八十年代后期發展起來的快速成型是基于分層技術、堆積成型，直接根據CAD模型快速生產樣件或零件的先進制造成組技術總稱。ＲＰ技術綜合了激光、CADCAM、計算機輔助設計與制造、光化學、新型材料等科學技術的研究成果，不需任何機械加工設備即可快速精確地制造復雜形狀的物體,它不同于傳統的去除成型、拼合成型及受迫成型等加工方法，它是利用材料累加法直接制造金屬及各種復合材料零件。常用的RP工藝有四種：1）立體光刻又稱液料光固化2）選擇性激光燒結3）熔絲沉積4）分層實體制造等。其中，立體光刻是精度最高和應用最廣的一種快速成型工藝。

以激光作為加工能源的激光快速成型是快速成型技術的重要組成部分，它集成了ＣＡＤ技術、激光技術和材料科學等現代科技成果。激光快速成型原理是用ＣＡＤ生成的三維實體模型。快速制造出的模型或樣件可直接用于新產品設計驗證、功能驗證、工程分析、市場訂貨及企業決策等，縮短新產品開發周期，降低研發成本，提高企業競爭力。激光快速成型技術主要特點可分為三種：1）制造速度快，成本低，節約了時間和成本，為傳統的制造方法添增了新的活力。實習自由制造，產品制造過程以及產品造價幾乎和產品的復雜性和批量無關。2）采用非接觸的加工模式，沒有傳統加工的殘余力問題，工具的更新問題，無切割、噪聲等，有利于保護環境。3）可實現快速鑄造，快速模具制造，特別適用于新品的開發和單件零件的生產。

湖南華曙高科簡單的介紹激光快速成型技術的工藝方法，其實，激光快速成型技術包括 很多種工藝方法，其中相對成熟的有立體光固、選擇性激光燒結、分層實體制造、激光熔覆 成形、激光近形制造等。

本文由湖南華曙高科快速模型小編整理完成。

第四篇：【技術】淺談整體成型工藝

【技術】淺談整體成型工藝

背景

復合材料由于具有高比強度、高比剛度、性能可設計、抗疲勞性和耐腐蝕性好等優點，因此越來越廣泛地應用于各類航空飛行器,大大地促進了飛行器的輕量化、高性能化、結構功能一體化。復合材料的應用部位已由非承力部件及次承力部件發展到主承力部件，并向大型化、整體化方向發展，先進復合材料的用量已成為航空器先進性的重要標志。復合材料整體成型是指采用復合材料的共固化（Co-curing）、共膠接（Co-bonding）、二次膠接（Secondary bonding）或液體成型等技術和手段，大量減少零件和緊固件數目，從而實現復合材料結構從設計到制造一體化成型的相關技術。在復合材料結構的設計和制造過程中，將幾十甚至上百個零件減少到一個或幾個零件，減少分段、減少對接、節省裝配時間，可大幅度地減輕結構質量，并降低結構成本，而且充分利用了固化前復合材料靈活性的特點。國內外航空領域廣泛地采用整體成型復合材料主構件，如諾·格公司的B2轟炸機、波音（Boeing）公司的787飛機和洛·馬公司的F35戰斗機均在機身和機翼部件中大量運用整體成型復合材料，整體成型結構已經成為挖掘復合材料結構效率，實現復合材料功能結構一體化以及降低復合材料制造成本的大方向。一某輕型公務機整體化復合材料中機身 01 成型材料02 成型方法上半模、下半模分別鋪貼完成后合模，并進行接縫補強，最后固化成型。綜合考慮工裝的重量及與復合材料熱膨脹系數的匹配性，選擇復合材料工裝，為了減輕增壓艙上半模重量，上半模型面只采用復合材料型板進行加強，與金屬結構支架的連接是可卸的，以利于翻轉組合及吊裝，圖2 為工裝示意圖。目前，夾層結構的成型方法可以根據面板與蜂窩夾層結構的成型步驟分為共膠接法、二次膠接法和共固化法，對特殊要求的結構還可以采取分步固化。通過對機身結構鋪層設計分析，對上、下半模合模位置進行了鋪層補強設計，這就排除了采用上、下半模分別成型，然后二次膠接方法的可能。另外，由于整體性要求，若采用分步固化技術，機身外蒙皮固化粘結后形成內部機身艙腔體，局部位置內蒙皮的鋪疊操作難度太大，幾乎無法實現，所以針對中機身整體結構，采用共固化技術。同時根據結構特點、材料特性及質量要求等對主要工藝展開研究如下：（1）預浸料鋪層及剪口優化技術；（2）蜂窩芯加工及定位技術；（3）蜂窩夾層結構的共固化工藝參數確定。二工藝路線及主要工藝措施

01 工藝流程中機身整體成型工藝采用共固化技術，即分別在上、下半模鋪疊外蒙皮；然后鋪放膠膜，定位蜂窩芯及預埋件；最后鋪疊內蒙皮，合模，固化。主要工藝流程如圖3 所示。02 主要工藝措施（1）鋪層展開及優化。采用CATIA 軟件CPD 模塊對中機身鋪層進行可制造性分析，發現整層設計的預浸料層在結構突變的位置無法展開，并且纖維角度變化非常大，遠遠偏離了設計給出的鋪層角度，如圖4 所示。這是因為中機身型面復雜，而對于復雜曲面上的鋪層，進行二維展開時，既要保證鋪層能夠展開，還要保證展開的鋪層與3D 模型上邊界一致，往往存在較大的困難。只有當制造可行性分析表明纖維變形在可接受范圍內才可以進行鋪層展開。所以在對復合材料分層數模進行工藝分析時，對不同位置作為起鋪點的纖維角度變化進行分析，找出變形面積最小的鋪疊起始位置，再通過鋪層拼接及開剪口技術找到最優且滿足設計鋪層角度公差的工藝設計方案，圖5 為經過優化后的鋪層展開分析圖。（2）蜂窩芯預處理。整個增壓艙除了防火墻和翼盒外均使用19.05mm 過拉伸NOMEX蜂窩芯，其主要特點是蜂窩縱向柔性較大，易變形，貼模性好，適合成型曲度較大的零件。此種蜂窩芯的理論外形尺寸為2.44m×0.99m，而增壓艙上下兩部分的蜂窩芯展開尺寸約4m×2.5m，其尺寸遠遠超出蜂窩芯的外形尺寸，且蜂窩芯外形復雜，如圖6 所示。制造過程中蜂窩芯需要拼接，常規蜂窩芯拼接是將蜂窩按位置要求分塊后進行型面銑切，然后拼接。但過拉伸蜂窩芯收縮性較大，采取先銑切后拼接的方式，由于收縮會造成實際拼接時比理論外形小15~20mm，所以研制過程采用拼接膠先將蜂窩芯拼接，同時進行穩定化處理，如圖7 所示，然后進行外形銑切，可以把誤差控制在±3mm 范圍以內，符合設計要求。（3）蜂窩芯及預埋件定位。

為了準確定位蜂窩芯和預埋件，在工裝制造過程中就通過數控加工和定位預埋襯套和螺栓，用于定位蜂窩芯定位樣板和預埋件。預埋件主要是翼盒、防火墻、舷窗等已固化零件，預埋件與蜂窩芯之間采用填充膠填充，以起到填充、補強和粘接的作用。（4）制袋。

將鋪疊完的上、下半模合模，鋪疊補強層后進行制袋，由于中機身尺寸大，機身內部閉角多，排袋困難，容易架橋，局部地區由于導氣不暢通，造成假真空。通過模擬和試驗的方法，確定整體真空袋尺寸，通過制作“子母袋”的方法，將上、下半模整體包覆。另外，采用3/4”的抽氣嘴分布于機身內部各處閉角附近，并確保各抽氣嘴之間透氣層的連續性，避免假真空。圖8 為合模后制袋。（5）固化。復合材料結構在升溫固化過程中經歷復雜的熱-化學變化，溫度、壓力及保溫時間等工藝參數的確定對結構成型過程有著重要的影響，最終關聯著質量問題。如果工藝參數選擇不當，常常使復合材料形成不同類型的缺陷，如分層、孔隙、脫粘等。在中機身的成型過程中，按簡單的材料工藝進行固化，即室溫升至130℃，保溫2h，降溫至60℃，結果發現固化保溫過程中局部位置溫度突變，存在集中放熱的現象，如圖9 所示，檢測發現部分區域存在大面積氣孔和疏松現象。分析原因，主要是由于中機身模具是一個一端封閉的結構，且機身模具各部位厚度差別較大，整體溫度場均勻性不好，造成成型過程溫度場難以保證，直接影響固化質量。為解決這一問題，需進行工藝參數的調整，以材料規范中材料本身的固化參數為基礎，通過對典型結構零件固化爐成型工藝研究，采用雙臺階固化曲線（見圖10），結果表明，在樹脂凝膠點87℃保溫1.5h（第一臺階），在樹脂進行了部分固化反應，釋放了一定的固化反應熱，這樣，能夠減小在最終固化溫度130℃固化過程中的固化反應熱釋放，減小了溫度場差異，有利于排除揮發分，保證固化度一致性。（6）外形銑切及檢測。

中機身的風擋、舷窗、艙門等處采用外形銑切型架及靠模的方式進行銑切，如圖11 所示。經無損及型面檢測，均能滿足設計要求。三結束語

通過對某型公務機中機身整體成型技術的研究，證明了該結構采用蜂窩預處理及定位，上、下模組合成型及共固化工藝的制造方案是可行的。本研究也是對我國通用飛機復合材料主結構整體成型工藝的一次有益探索，提升了我國通用飛機復合材料技術設計和制造水平，對推動我國通用飛機產業的發展具有重要的作用和意義。

第五篇：材料成型及控制工程與自動化技術的應用

材料成型及控制工程與自動化技術的應用

材料成型及控制工程有四個方向：焊接、鑄造、熱處理、鍛壓。隨著科學技術的發展材料成型也變得越來越機械化和自動化。當今制造技術的主要發展趨勢是：制造技術向著自動化、集成化和智能化的方向發展。

焊接：近20年來，隨著數字化，自動化，計算機，機械設計技術的發展，以及對焊接質量的高度重視，自動焊接已發展成為一種先進的制造技術，自動焊接設備在各工業的應用中所發揮的作用越來越大，應用范圍正在迅速擴大。在現代工業生產中，焊接生產過程的機械化和自動化是焊接機構制造工業現代化發展的必然趨勢。焊接采用加熱和加壓或其他方法使熱塑性塑料制品的兩個或多個表面熔合成為一個整體的方法。自動化采用具有自動控制，能自動調節、檢測、加工的機器設備、儀表，按規定的程序或指令自動進行作業的技術措施。其目的在于增加產量、提高質量、降低成本和勞動強度、保障生產安全等。自動化程度已成為衡量現代國家科學技術和經濟發展水平的重要標志之一?，F代自動化技術主要依靠計算機控制技術來實現。焊接生產自動化是焊接結構生產技術發展的方向。現代焊接自動化技術將在高性能的微機波控焊接電源基礎上發展智能化焊接設備，在現有的焊接機器人基礎上發展柔性焊接工作站和焊接生產線，最終實現焊接計算機集成制造系統CIMS。

在焊接設備中發展應用微機自動化控制技術，如數控焊接電源、智能焊機、全自動專用焊機和柔性焊接機器人工作站。微機控制系統在各種自動焊接與切割設備中的作用不僅是控制各項焊接參數，而且必須能夠自動協調成套焊接設備各組成部分的動作，實現無人操作，即實現焊接生產數控化、自動化與智能化。微機控制焊接電源已成為自動化專用焊機的主體和智能焊接設備的基礎。如微機控制的晶閘管弧焊電源、晶體管弧焊電源、逆變弧焊電源、多功能弧焊電源、脈沖弧焊電源等。微機控制的IGBT式逆變焊接電源，是實現智能化控制的理想設備。數控式的專用焊機大多為自動TIG焊機，如全自動管/管TIG焊機、全自動管/板TIG焊機、自動TIG焊接機床等。在焊接生產中經常需要根據焊件特點設計與制造自動化的焊接工藝裝備，如焊接機床、焊接中心、焊接生產線等自制的成套焊接設備，大多可采用通用的焊接電源、自動焊機頭、送絲機構、焊車等設備組合，并由一個可編程的微機控制系統將其統一協調成一個整體。

鑄造：熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融金屬澆入鑄型，凝固后獲得一定形狀、尺寸、成分、組織和性能鑄件的成形方法。鑄造是人類掌握比較早的一種金屬熱加工工藝，已有約6000年的歷史。中國約在公元前1700～前1000年之間已進入青銅鑄件的全盛期，工藝上已達到相當高的水平。鑄造是指將室溫中為液態但不久后將固化的物質倒入特定形狀的鑄模待其凝固成形的加工方式。被鑄物質多為原為固態但加熱至液態的金屬（例：銅、鐵、鋁、錫、鉛等），而鑄模的材料可以是沙、金屬甚至陶瓷。因應不同要求，使用的方法也會有所不同。隨著科技技術的發展國內的鑄造技術也飛速發展近年開發推廣了一些先進熔煉設備，提高了金屬液溫度和綜合質量，開始引進AOD、VOD等精煉設備和技術，提高了高級合金鑄鋼的內在質量。直讀光譜儀和熱分析儀，爐前有效控制了金屬液成分，采用超聲波等檢測方法控制鑄件質量。一些大中型鑄造企業開始在熔煉方面用計算機技術，控制金屬液成分、溫度及生產率等。成都科技大學研制成砂處理在線控制系統，清華大學等開發了計算機輔助砂型控制系統軟件，華中科技大學成功開發商品化鑄造CAE軟件。鑄造業互聯網發展快速，部分鑄造企業網上電子商務活動活躍，如一些鑄造模具廠實現了異地設計和遠程制造。

鑄造專家系統研究雖然起步晚，但進步快。先后推出了型砂質量管理專家系統、鑄造缺陷分析專家系統、自硬砂質量分析專家系統、壓鑄工藝參數設計及缺陷診斷專家系統等。機械手、機器人在落砂、鑄件清理、壓鑄及熔模鑄造生產中開始應用。精確成形技術和近精確成形技術，大力發展可視化鑄造技術，推動鑄造過程數值模擬技術CAE向集成、虛擬、智能、實用化發展；基于特征化造型的鑄造CAD系統將是鑄造企業實現現代化生產工藝設計的基礎和前提，新一代鑄造CAD系統應是一個集模擬分析、專家系統、人工智能于一體的集成化系統。采用模塊化體系和統一數據結構，且與CAM／CAPP?ERP／RPM等無縫集成；促使鑄造工裝的現代化水平進一步提高，全面展開CAD／CAM／CAE／RPM、反求工程、并行工程、遠程設計與制造、計算機檢測與控制系統的集成化、智能化與在線運行，催發傳統鑄造業的革命性進步。

鍛壓是鍛造和沖壓的合稱，是利用鍛壓機械的錘頭、砧塊、沖頭或通過模具對坯料施加壓力，使之產生塑性變形，從而獲得所需形狀和尺寸的制件的成形加工方法。“鍛壓”作為金屬加工的主要方法和手段之一，在國民經濟中占有舉足輕重的地位，是裝備制造業，特別是機械、汽車行業，以及軍工、航空航天工業中的不可或缺的主要加工工藝。隨著經濟結構調整的不斷深化，作為支柱產業的汽車制造業的大發展，為我國的鍛壓行業發展營造了一個非常好的機會。近幾年在設備制造技術和加工技術上都取得很大的進展，行業的競爭力得到提升，某些技術水平已進入世界先進行列。

但隨著中國汽車工業的快速發展，國產鍛造設備存在的不足日益凸顯。其中，擁有中國自己產權的通用鍛壓設備多處于較低的水平，目前鍛壓設備發展趨勢是集機械、電子、液壓、氣動及檢測等方面的最新技術于一體，自動化程度高、換模快速、工作可靠、噪聲低、防護完善、精度高。近年來又發展了數控系統，能和電子計算機、工業機器人、自動換模系統及自動倉庫等相結合，構成多種系列的柔性制造單元（FMC）和柔性制造系統（FMS），并向電子計算機集成制造系統（CIMS）的方向逼近。

金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時間后，又以不同速度在不同的介質中冷卻，通過改變金屬材料表面或內部的顯微組織結構來控制其性能的一種工藝。在熱處理過程中對溫度的檢測和記錄非常的重要，溫度控制的不好對產品的影響十分的大，所以溫度的檢測十分的重要，在整個過程的溫度的變化趨勢也顯得十分的重要，導致在熱處理的過程中必須對溫度的變化進行記錄，可以方便以后進行數據分析，也可以查看到底是哪段時間溫度沒有達到要求。這樣對以后的熱處理進行改進起到非常大的作用實現一定程度上的自動化。

日前，中鋼邢機通過對熱處理爐群的自動化控制系統進行創新改進，在所屬異型公司成功完成單臺爐體單機控制向整個爐群單機管控的“集中化”轉變，實現企業爐群自動化控制的新突破?！凹谢惫芸鼐褪怯蓡闻_主機整體集中完成整個爐群的自動化控制工作，通過建立熱處理爐群自動化控制的獨立整體管控網絡，改變每臺熱處理爐都有一臺主機主控的傳統模式。企業探索實施“熱處理爐群控制集中化管理”，最初是基于對企業擴能上量后熱處理爐數量增多、生產用電不易調配問題的解決。經過在異型公司試點進行實際改造實施后，使熱處理爐群能夠結合排產計劃，對照峰谷用電時間段，實現對每臺熱處理爐作業的自動程序化科學調控，從而大大降低了作業用電成本。同時使企業設備管理更趨便捷科學，運行效率明顯提升，目前每班只需2人即可完成17臺熱處理爐的日常作業管理。為了使工件在生產線上自如地完成整個所要求的熱處理工藝過程，被特定設計的連續爐相互連接溝通。爐膛內可多方位貫通，并可使工件料筐90℃角轉入下道加熱區或過渡保溫箱，經傳送抵達下一工序或進入冷卻室冷卻。這種爐體結構和傳送裝置都具有相當高的水平。以可控氣氛箱式爐為例，為滿足滲碳、碳氮共滲、氮碳共滲、淬火或光亮淬火、等溫淬火等熱處理工藝的實施，料盤和料架上的工件以冷鏈驅動的方式自動送入、通過和送出爐膛，在各自的爐子中完成所要求的工藝。箱式爐與相應的計算機輔助測量、控制與調節系統連用，形成各個獨立的模塊單元，易于相互連接，構成完善、靈活、組合式自動熱處理系統。

電子計算機在熱處理中的應用，包括計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助生產(CAM)、計算機輔助選材(CAMS)、熱處理事務辦公自動化(OA)、熱處理數據庫和專家系統等，它為熱處理工藝的優化設計、工藝過程的自動控制、質量檢測與統計分析等，提供了先進的工具和手段。計算機在熱處理中的應用，最初主要用于熱處理工藝程序和工藝參數(溫度、時間、氣氛、壓力、流量等)的控制，現在也用于熱處理設備、生產線和熱處理車間的自動控制和生產管理，還有的用計算機進行熱處理工藝、熱處理設備、熱處理車間設計中的各種計算和優化設計。在熱處理中引入計算機，可實現熱處理生產的自動化，保證熱處理工藝的穩定性和產品質量的再現性，并使熱處理設備向高效、低成本、柔性化和智能化的方向發展。計算機在熱處理中的應用國外已十分普遍，例如，日本一家摩托車廠的熱處理車間，有連續式滲碳爐、周期式滲碳爐、連續軟氮化爐等共37臺設備，從開始送料，到最終產品檢驗，全部由計算機控制，每班只需要三個人操作，一人在計算機室內負責全部生產、技術和質量管理，一人在現場巡回檢查，一人負責產品質量檢驗，生產效率極高。我國在熱處理行業中應用計算機還是近十多年的事情，目前國內研制生產的熱處設備已越來越多地引入了微機控制，極大地提高了設備的自動化水平和生產效率。在熱處理工藝過程的實時控制、計算機輔助設計、計算機模擬和數學模型的開發應用等方面，也取得了一定的成績。

機器人在熱處理中的應用，可以有效地改善工人的勞動條件，提高產品質量和勞動生產率。目前主要是用來進行自動裝卸料。由于熱處理的生產環境差、勞動強度較大，也由于熱處理生產向自動化、集成化、柔性化的方向發展，因此，今后機器人在熱處理生產中的應用將日趨增多。