Processamento e fabricação de metais é um processo de transformação de matérias-primas metálicas em produtos com formas, propriedades e funções específicas por meio de uma série de meios técnicos. Este campo engloba processos principais, como fundição, forjamento, soldagem, tratamento térmico e usinagem, e está continuamente iterando e atualizando em direção à inteligência e ao desenvolvimento verde. A análise a seguir é realizada a partir de três aspectos: características técnicas, cenários de aplicação e tendências de desenvolvimento.

Arredondamento de borda de metal e debarbado

I. A. Características Técnicas e Aplicações dos Processos Core

1. Tecnologia Casting

A fundição envolve fundir o metal e injetá - lo em um molde para moldagem, o que é adequado para a produção em larga escala de componentes com formas complexas e tem vantagens significativas de custo. Nos últimos anos, métodos inovadores, como a tecnologia de fabricação reológica da metalurgia em pó, foram introduzidos no campo da fundição. Por exemplo, a tecnologia de conformação reológica de compósitos de cermet resolve efetivamente o problema da fabricação de componentes de grande porte. Ao controlar com precisão a proporção de composto de metal e cerâmica, este tipo de tecnologia pode combinar a alta dureza e tenacidade dos materiais e é amplamente utilizado em equipamentos aeroespaciais, de energia e outros campos.

 

2. Forjamento e tratamento térmico

O forjamento aumenta as propriedades mecânicas dos metais por meio de deformação plástica e é adequado para componentes de alta carga (como hastes de conexão do motor). Combinado com a tecnologia de tratamento térmico de gradiente, a dureza, resistência à corrosão e outras propriedades dos metais podem ser ainda mais otimizadas. Por exemplo, os componentes desviadores de tungstênio-cobre em reatores de fusão nuclear alcançam estabilidade em ambientes de alta temperatura por meio de forjamento e tratamento térmico gradiente.

 

3. Soldagem e usinagem

A tecnologia de soldagem continua a quebrar o gargalo da junção de materiais heterogêneos. Por exemplo, a tecnologia de soldagem não destrutiva de compostos de tungstênio-cobre fornece suporte chave para dispositivos de energia nuclear. A usinagem alcança precisão de nível micrônico com a ajuda de equipamentos CNC de precisão para atender aos cenários de alta exigência de dispositivos médicos, componentes ópticos, etc.

 

4. Fabricação Aditiva (Impressão 3D)

A impressão 3D de metal alcança a formação de estruturas complexas empilhando pó camada por camada, com uma taxa de utilização de material de mais de 95%. Esta tecnologia é usada para fabricar componentes leves no campo aeroespacial e suportes de baterias personalizados e outros componentes em veículos de nova energia.

 

II. A tendência de convergência da fabricação verde e da fabricação inteligente

1. Inovação em Tecnologia Verde

A fabricação verde se concentra no uso eficiente dos recursos e no controle da poluição. Por exemplo, a tecnologia de reciclagem e utilização circular de materiais ímãs permanentes de terras raras reduz significativamente a dependência de recursos de terras raras e contribui para a realização do objetivo de "carbono duplo". Além disso, a tecnologia de metal líquido pode reduzir as emissões de carbono no processamento tradicional através de processos de formação de baixo consumo de energia e se tornou uma direção potencial no campo de novos materiais.

 

2. Atualização Inteligente

A inteligência artificial e o big data estão remodelando todo o processo de fabricação de metais. Por exemplo, o sistema de otimização de parâmetros de processo baseado em modelos de dados pode ajustar a temperatura de fundição ou a pressão de forjamento em tempo real para melhorar a taxa de rendimento; o sistema de detecção inteligente realiza o julgamento automático da qualidade da soldagem através da tecnologia de reconhecimento de imagem, reduzindo erros humanos.

 

3. Cross-field Inovação Colaborativa

Produtos emergentes, como materiais porosos metálicos, demonstram a integração profunda de materiais e requisitos funcionais. Esses materiais têm tanto permeabilidade quanto alta resistência e desempenham um papel fundamental em cenários como o armazenamento de energia de hidrogênio e a filtração de alta temperatura, refletindo a colaboração de alto nível da cadeia "material - processo - aplicação".

 

III. o Estado. Direções de Desenvolvimento Futuro

1. Pesquisa e Desenvolvimento de Materiais de Alto Desempenho

O desenvolvimento de novas ligas (como materiais para dispositivos de fusão nuclear) e materiais compostos (como cermets) que podem resistir a ambientes extremos é um foco-chave da indústria. Através do projeto de composição e da otimização do processo, a vida útil e a confiabilidade dos materiais serão significativamente melhoradas.

 

2. Integração de toda a cadeia industrial

O modelo integrado de "design - fabricação - serviço" se tornou uma tendência. Tomando a impressão 3D como exemplo, a cobertura completa da cadeia, desde P & D de equipamentos até serviços de produto final, acelera a velocidade de resposta às demandas personalizadas.

 

3. Avanço da digitalização e sustentabilidade

A indústria manufatureira aprofundará a aplicação de tecnologias como o gêmeo digital e a Internet das Coisas, e, ao mesmo tempo, promoverá a substituição de energia limpa e a reciclagem de resíduos para construir um sistema de baixo carbono impulsionado pela tecnologia.