时间：2022-09-16 06:04:48
关键词：
铸件缺陷；计算机模拟；Expert软件；UG系统；预测；优化
中图分类号：
TB
文献标识码：A
文章编号：1672-3198（2014）04-0184-03
1 前言
随着现代高科技的迅猛发展，企业科技更新已成为不可逆转的发展趋势，计算机模拟技术是一项先进技术，涉及数学、流体力学、材料科学、计算机科学、计算机图形学……，需要综合多学科知识；其理论性很强、应用性很广，它随着指导理论的发展而发展，必将在装备制造领域中发挥出重要的作用。
2 Expert模拟分析系统
铸造，是一门理论性和工艺性都极强的学科，而且其生产过程很封闭，人们经常称之为“黑箱子”工程，因此在生产中对铸件质量的控制是十分困难的。在过去，铸件的浇冒口工艺设计与工艺参数的制定，必须要有足够经验的技术人员方能完成。尽管看上去设计很合理，但在实践过程中还是会出现预想不到的缺陷，而且出现缺陷时往往找不到关键原因之所在，须经过多次反复实践与调整才能最终形成合理的铸造工艺方案。
工厂生产的铸件是千差万别的，几何尺寸变化万千，每个铸件都这样反复多次试验，势必造成巨大浪费。例如补缩冒口计算大了，虽然可以避免缩松缺陷所造成的废品，但工艺出品率会大大下降，造成了原材料的过大损耗；冒口计算小了补缩不够，则造成整个铸件出现缩孔缩松缺陷，严重的导致报废，只好再次生产时，加以改进。即使冒口大小设计合理了，如果冒口在铸件上的摆放位置不当，没有足够的补缩通道，同样还会导致补缩不足，造成铸件缺陷……，这样不仅浪费原材料而且实现起来时间比较长，既影响交货期，又增加成本，因而造成不必要的损失。
怎样才能解决这种被动的局面呢？经过反复琢磨思考，参阅了诸多现代铸造杂志与文献，决定采用计算机模拟技术，即计算机模拟动态充型、动态凝固过程新工艺。经过实践证明，运用这项新技术，可完全避免上述的问题。
Expert分析系统，即首先使用UG做出铸件的三维实体模型，输出stl文件，然后用Expert软件接收stl文件，对铸件模型进行“前处理”即网格划分，计算机将铸件分成无限多个立方格，立方格越小计算越精确（但格太小则计算速度过慢，要视计算机配置合理选择）。然后对铸件模型进行充型解算：计算机按给定充型速度自动将每个网格充入钢液，直到每个小格都充满为止，计算结果保存为mih文件。之后在解算器中输入铸件材质、造型材料、浇注温度、铸型温度、热阻等相关技术参数进行凝固解算，保存为in文件。计算结果生成图形为流动、温度、液相分布构造二维、三维图、色标图，速度、温度梯形构成矢量分布图，可以任选的多个部位构造多点温度曲线图。之后，便可以在后处理中进行铸件动态充型与动态凝固模拟。在动态充型模拟过程中，可以直观的看到钢液由浇口充入铸型直至浇满的全过程，这样一来，对充型速度快慢、钢液在充型过程中流动是否平稳等工艺性问题可直接做出主观判断；在动态凝固模拟过程中，可直观看到铸件的凝固顺序、冒口的补缩过程，对于浇冒口以及冷铁的摆放位置是否合理、冒口大小是否合适可及时做出判断；在缺陷显示模块中，可将铸件模型分层切片查看内部缩孔、缩松等缺陷，判定缺陷存在的部位。
经过计算机模拟，及时有效的发现铸件存在的问题与缺陷，结合理论分析，优化和改进设计参数和模具结构，直到铸件在计算机模拟后达到没有缺陷，再投入生产。这样，再经过实际生产中的有效控制，铸件的质量得到了极大的保证，铸出来的铸件几乎完美无缺陷。
3 Expert模拟分析系统的具体应用
Expert模拟分析系统，对铸件的工艺参数制定、浇冒系统的设计具有关键的指导性意义。它结合计算机辅助计算，确保精确的温度场数值模拟，辅助浇注系统优化设计温度计算，进行动态充型、凝固模拟，从而科学有效地对小到公斤级、大到百吨级铸件进行缺陷预测（如缩孔、缩松等），优化铸造工艺。几年来我公司采用这一新技术对几十种产品进行模拟分析、优化工艺，减少浪费，提高经济效益达1500多万元，特别是在新产品开发、研制以及生产大型铸件的环节上，更是起到了至关重要的作用。下面就以图例说明：
4 结论
通过实践证明：运用计算机模拟技术，可以有效地预测铸件缺陷、优化铸造工艺，使铸件的生产过程更加趋于科学化、合理化，从而降低了原材料消耗、避免了铸造废品，提高生产效率、减少了经验依赖、增强了企业的竞争优势，可行并应大力推广使用。
参考文献
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[2]缪良.铸造企业管理[M].北京：北京中国水利水电出版社，2007.
[3]李魁盛，侯福生.铸造工艺学[M].北京：北京中国水利水电出版社，2005.
十余年来，刘春雷凭着不断攀登的勇气与毅力，努力工作，先后获得玉柴集团质量管理先进个人、先进工作者、十大杰出青年等称号，在2009～2010年全国“讲理想、比贡献”活动中，获得了优秀组织者荣誉称号。
在“讲、比”活动中，刘春雷积极组织员工参与，善于发挥团队力量，带领铸造专业技术人员在铸造领域中开拓进取，使“讲、比”活动在这里开花结果。
提高员工技能
不管经历了怎样的风雨，玉柴这片沃土始终充盈着个性和激情。刘春雷始终相信：心有多大，玉柴的舞台就有多大。
作为玉柴铸造工、熔化工职业技能鉴定最早的考评员之一，刘春雷把提供员工的技能水平，做为推进“讲、比”活动开展的重要渠道。他每年都参加在公司举办的铸造工、熔化工技师（高级技师）的考评工作以及参与铸造工技能比武的组织工作，并受聘为玉柴集团培训中心高级培训师，参加了每年的铸造工技师（高级技师）的授课工作，获得了集团内培训优秀个人的荣誉。
在个人获诸多殊荣的同时，刘春雷带领的团队，先后多次获得全国优秀质量管理小组、全国质量信得过班组称号，在每年中质协举办的全国QC发表赛上三次获得一等奖，“四气门铸造技术攻关”获玉柴重大科技进步奖集体二等奖，“铸造技师提效降废项目”获玉柴集团高技能人才技术成果奖集体二等奖。
为了激励员工创新，刘春雷还大力推行创新创效和星级员工活动，对表现突出的员工进行奖励。并且制定了《岗位大师激励制度》，促进员工不断提高自我，为创新型员工的成长提供合适的土壤。
制度化激励员工的同时，刘春雷还组织员工参与了各种技能“比武”活动，如QC发表赛、辩论赛、工艺制图比赛等。通过以激励为主的管理方法和形式多样的活动，一大批刚从学校毕业的新员工在工作中崭露头角，成为企业的中坚力量。这些活动激发了员工的工作热情，有力推动了集体的创新行为。“蠕墨生产水平达到灰铁生产水平”的创新成果创全国汽车发动机行业和广西区新纪录，也是在他的带动下创造的。
开展对外交流
玉柴铸造学会在2009年3月成立，刘春雷任第一届理事长。根据公司创新发展和“讲、比”活动开展的需要，刘春雷组织创办了企业内部交流刊物《新铸造》。他非常重视员工科技论文的发表。2009年至今，他组织学会成员在各类科技期刊和学术会议上发表了上百篇科技论文，个人独立完成及与他人合作发表了《30稀土残余料作为孕育剂使用的工艺探讨》等9篇科技论文。
2010年，在广西铸造年会上，刘春雷组织玉柴铸造学会撰写的15篇论文中，分别获得了一、二等奖和优秀奖，其中自己与他人合作的论文也获得了一、二等奖和优秀奖。第69届世界铸造会议暨2010年中国铸造活动周上学会发表了13篇论文。学会会员2009年至今获得各项专利24项，其中个人获得了“一种采用PLC控制的冲天炉上料的杠杆式料位仪”、“一种中频炉预热块”等2项专利。
2009年全年，刘春雷组织学会成员进行了各类项目攻关，开展了15项研究类和提质量降成本类项目。2010年与公司材料工艺研究所合作推进了研究类项目的开展。
刘春雷注重各种讲座、讨论会等多种形式的学术探讨，从2009年至今组织国内铸造专家或公司大师级技术专家，举办了20次铸造专题讲座，内容涉及制芯、造型、熔化等各个方面。
学会外出考察工作也是刘春雷支持的工作之一，他组织制定了学会的外出考察工作计划以及管理制度。带领学会成员外出对锡柴、江铃、合力、天津丰田、长春一汽等国内著名企业的锻造工艺进行考察，此外还多次组织学会会员参加各种铸造学术会议，扩大了会员的视野，提升了会员的知识水平。
在对外交流上，刘春雷也是与相关企业建立了各种交流关系，如与柳工、五菱柳机、江铃、洛拖、云内等企业的铸造技术人员保持了长期的合作交流，并与《现代铸铁》、《铸造工程》、《铸造设备与工艺》等期刊的编辑部建立了往来关系，与新成立的广西铸造学会、广西机械工程学会铸造分会、柳州铸造学会等行业组织建立了合作交流关系。
创新质量管理
2009年2月起，刘春雷先后任车间副主任、主任、副厂长。他深信：“没有规矩，不成方圆。”在机体车间任质量主任的两年，他把创新质量管理作为提高员工素质、在车间有针对性地开展“讲、比”活动的重要手段。
在车间质量管理上，刘春雷从管理制度入手，确立了《机体车间铸件降废工程激励管理规定》、《机体车间工艺员活动的方案》等6个需要长期执行的制度，同时明确了车间的质量管理主线是“梳理质量控制点，主抓关键岗位的质量控制，监控原材料的使用质量，对质量问题迅速攻关，避免出现批量质量问题；质量情况及时公布，传递责任到位，促进质量问题的解决速度、有效性和反复性”。
就这样，机体车间形成了一个包含质量、经济效益、降低能耗、文明卫生和劳动纪律在内的全面管理体系，强烈的质量意识和安全意识由此扎根于员工心中，也为车间提高全面管理水平打下了坚实的基础。
在完善了管理制度的基础上，强力推行全面管理，当月就取得突破：当月车间的废品率仅为3.48%，较上月骤降了2.49%。
2009年3月，刘春雷以学习许振超先进事迹为切入口，推进“铸造废品率1%工程”；4月，又实施“岗位红黄牌管理制度”，把个人岗位质量控制水平与收入直接挂钩。
[关键词]铸造机械设备；经济寿命；维修次数
中图分类号：U415.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0046-01
对铸造机械设备的经济寿命和维修次数的确定内容进行研究，是保证使用铸造设备企业生产经营建设稳定的重要内容。文章主要探讨了铸造机械设备维修次数的具体方法以及经济寿命的成本函数算法，旨在为铸造设备的使用单位提供一些的理论依据。此外，还提出了对于控制设备经济寿命和维修次数的技术要进行记录并形成档案，并在此过程中重视设备使用问题的信息反馈，这是保证相关技术算法应用有效性的关键工作内容。
一、 控制铸造机械设备使用寿命重要性
要想实现铸造机械设备应用企业的现代化经营，就必须对设备的经济寿命以及维修次数的确定进行合理控制。企业在生产过程中，由于更新铸造机械设备的成本过大，一般情况下都会采用局部补偿的方式即维修，来延长其物理寿命。铸造机械设备在使用的后期阶段，会出现生产效率下降的问题，这就意味着设备的性能使用情况很难保证产品的质量。而维修次数的确定又是与铸造机械设备发生的故障频率成正比的，具体来说，就是根据故障发生的时间频率来制定维修工作的时间表。其间所产生的经济费用多少即为机械设备的寿命，也被称为经济寿命。现阶段，相关研究人员大都以经济的角度来控制铸造机械设备的使用寿命，对于机械设备具体应用的可靠性并没有进行过多的考虑。文章针对这一行业现状，提出了建立产品最小成本优化的具体方法。
二、铸造机械设备维修次数的确定方法
铸造机械设备的经济寿命是利用基本假设的推算方法来对其进行控制。其中Ai为第i次维修后的设备服役时间回退因子，Bi为i-1次维修与i次维修之间的理论服役时间。当铸造机械设备使用Bi时间时，其设备的可靠度要小于铸造机械设备最基本的可靠度要求。因而，要对第i次的维修时间进行考虑。与此同时，还要根据Ai计算出设备维修可以延长的产品成本以及物理寿命[1]。这样一来，就可以按照计算出的结果确定维修与否。具体的衡量过程为：当企业生产出的产品成本要小于产品的经济收益时，则进行维修；当企业生产出的产品成本要大于产品的经济收益时，则不维修基本假设的方法内容还包括：当铸造机械设备的运行可靠度小于其所限定的可靠度时，要立即进行维修。对于铸造机械设备的维修时间与使用时间相比较小时，则可以忽略不计。此外，对维修次数进行确定的过程中，不需要考虑资金时间的使用价值问题。
三、铸造机械设备经济寿命成本函数的算法分析
以某铸造机械设备具体运行过程为例，说明其经济寿命成本函数的具体算法。假设这一设备运行的时间为[0，N]，其维修的次数为n。在此其间，机械设备的资金使用主要包括：设备购置费、过程使用费以及设备维修费三部分。
其中铸造机械设备的购置费用设为F，机械使用年限越长，生产的产品数量越多，单位产品分摊的购置成本F是产量的单调减函数。由此可以看出，铸造机械设备的使用年限越长生产的产品就越多。然而，随着设备使用年限的增加，也会必然加速机械设备的耗损，这是导致机械设备的维修费用迅速增长的主因。而对于企业产品费用来说则出现了最低的使用年限，即为经济寿命。假设F1为设备正常使用过程的费用，那么在[0，N]区间内其费用的表达式为F1N。将铸造机械设备的每次维修所产生的费用设为F2，那么其在[0，N]区间内的费用表达式为F2N[2]。
四、铸造机械设备的应用档案管理
控制铸造机械设备使用的全过程离不开信息数据的积累和分析。铸造机械设备从刚开始的投入使用到最后的设备报废，始终要把维修次数、经济寿命纳入到设备的单机档案中。这一档案也被称为机械设备的病历卡，具体来说，其是根据设备使用技术的经济寿命和维修过程，来建立起机械设备的运转和维修信息的数据库的。数据库中应详细记录铸造设备的维修检验过程、材料消耗情况、不解体检测、固定资产原净值、生产产品的成本以及材料的供应情况等。除此之外，还要将数据库中的信息数据及时的反馈给设备相关的管理部门。这是提高铸造机械设备使用技术和管理水平的重要内容，还能在一定程度上增加使用铸造机械设备企业的经济效益。
维修次数的确定是延长铸造机械设备经济寿命的核心内容，应安排专职的技术算法应用人员，这样一来，专业的技术人员就可以根据自身较为丰富的实际操作经验和故障的判断能力，对铸造机械设备的实际使用过程进行针对性控制。此外，技术算法的具体操作人员，还要掌握现代化铸造机械设备的工作原理和使用方法。例如，要进行造型主机的性能检测工作， 除了要具备设备构造原理及故障判断的理论基础和实际经验外， 还要懂得铸造仪器、型砂制备、浇注试样试验的原理及数据的评价和分析方法。就目前来说，通过行业相关人员的不懈努力，成功的培养出了一批具备高素质、高技术的专业人才[3]。
结束语
新中国成立以来，铸造机械设备的利用率随着机械工业领域的快速发展得到了大幅度提升。然而，铸造机械设备的使用技术并没有跟上机械工业的发展速度，这就使得部分企业仍然采用老旧的机械设备使用技术。针对这种情况，文章提出了增加铸造机械设备的经济寿命以及准确确定维修次数的计算方法。此外，由于我国在铸造机械设备使用技术的研究方面起步较晚。所以，相关建设人员要对先进的科学技术和有效的确定方法进行积累，这一过程是加快控制铸造机械设备使用技术重要内容。同时，也是推广技术应用强有力的证据。
参考文献
[1]胡群芳.现代铸造厂的建设与铸造行业的技术进步（续完）[J].铸造设备与工艺，2010，01：1-35.
关键词：压铸；计算机模拟；软件
中图分类号：TP319文献标识码：A文章编号：1672-7800（2013）001-0117-02
0引言
压铸成型过程是在高压下，将熔融态合金以较高的速度充填到模具型腔，并在压力作用下结晶凝固以获得铸件。了解并控制成型过程对获得良好铸件质量至关重要。长期以来对这个复杂过程的认知是建立在大量实验基础上的经验准则。随着计算机及相关科学的发展，计算机模拟技术在压铸生产中的应用越来越受到关注。
压铸理论的研究途径不外乎传统的试错法等试验研究法和计算机模拟仿真法。相比之下，计算机模拟不但可以帮助人们掌握铸造缺陷的形成机理，优化铸造工艺参数，确保铸件的质量，而且能缩短试制周期，降低生产成本。近年来，计算机模拟有了长足发展，其在压铸技术方面的应用越来越受到人们的关注，在模拟软件的开发及其应用方面也有较多的研究。
1模拟软件
铸造模拟软件作为一个系统分析软件，在铸造成型技术方面有广阔的应用前景。开发此类软件的国家主要有美国、德国、法国、日本等工业国家，近10年来，我国在这方面的研究也取得了一定成果。
美国流体科学公司研发的FLOW3D是一款三维流体动力学和传热学分析软件，主要分析充型过程中金属流体的速度场、压力场、温度场、自由表面变化以及铸型的温度场；精确描述凝固过程、计算冷却或加热通道的位置以及加热冒口的适应，给出用宏观变量温度梯度、凝固速度和凝固时间表达的微观缩松准则函数，预测可能发生缩松、缩孔缺陷的主要位置。该软件能分析多种金属的多种铸造过程，已有用于镁合金压铸生产的例子。法国ESI公司开发的ProCAST铸造过程模拟软件，除了能进行流场、温度场的模拟外，还能进行热应力模拟、微观结构模拟，通过设置不同的参数，可以模拟多种铸造工艺，包括砂型铸造、金属型铸造、精密铸造、低压铸造、压力铸造等。德国MAGMA公司研究开发的MAGMASOFT软件能分析压铸过程的传热和流体的物理行为，凝固过程中的应力及应变，微观组织的形成，可以准确地预测铸件缺陷。该软件可以模拟多种金属的常见铸造工艺过程，并能模拟压铸过程的应力应变。此外还有法国的SIMULOR、芬兰的CASTCAE、西班牙的FORCAST、瑞典NOVACAST、日本的CASTEM和JSCAST、韩国的AnyCAST等软件。从功能上看，这些软件可以对压铸等多种工艺进行温度场、流场、应力场的数值模拟，也可以预测铸件的缩孔、缩松、裂纹等缺陷以及铸件各部位的组织。
在国内，北京中铸创业科技有限公司的HZCAE/InteCAST软件，以充型过程、凝固过程数值模拟技术为核心，对铸件进行铸造工艺分析，主要分析冷却凝固过程、流动充型过程、充型换热耦合过程；能预测夹渣、卷气、冷隔、浇不足、缩孔、缩松等缺陷。可用来分析铸钢、球铁、灰铁、铸铝、铸铜、铸镁等各种铸造合金的金属型、精铸、低压铸造、压铸等。北京北方恒力科技发展有限公司开发的CASTsoft/CAE软件集三维造型文件接口、有限差分网络自动剖分、铸造过程仿真、铸造缺陷预测、热应力计算、工艺优化及结果显示为一体，对铸件形成过程中的流场、温度场、热应力场进行模拟，预测铸造缺陷。该软件用于铸钢、铸铁和有色金属的差压铸造、低压铸造、金属型铸造和精密铸造等。华中科技大学研究开发的“华铸CAE”铸造工艺分析软件，以铸件充型、凝固过程数值模拟技术为核心，对铸件的成型过程进行工艺分析和质量预测，适用多种铸造合金和铸造方法。国内软件在镁合金压力铸造方面应用较少，这与国内镁合金及镁合金压铸技术起步晚有一定关系。
2模拟数学物理模型
常用的数值模拟算法有有限差分法（FDM）、直接差分法（DFDM）、控制体积法（VEM）、有限元法（FEM）和边界元法（BEM）等，目前涌现出了无单元法（EFM）、并行计算技术等。这些算法中，以有限差分法和有限元法应用较多。
铸造充型模拟过程中，将金属液看作不可压缩的流体，其流动服从质量和动量守恒，其数学形式是连续性方程和Navierstocks方程，压铸件充型过程中金属液的流动通常是紊流流动，常用涡粘性模式中的kε双方程模型来描述充型过程的紊流现象。凝固过程包括热量传递、动量传输、质量传输和相变等一系列过程的耦合，由于压铸生产的时间短，一般只计算温度场。在温度场计算中对结晶潜热有不同的处理方法，常用的有温度回升法、等效比热和热焓法，Procast软件采用的是热焓法。
3数值模拟研究方向
目前，对压铸过程的数值模拟研究主要有：模具与压铸件的温度场、型腔充型过程的流场、模具与压铸件应力场，凝固过程微观组织等，这些模拟对优化工艺参数，合理设计浇注和排溢系统，预测铸件缺陷，提高压铸件力学性能有一定的指导意义。但未形成有普遍指导意义的规律或准则；另外，针对特种合金的新压铸技术模拟研究的报告较少，可以开展这方面的工作以促进镁合金新压铸技术的发展。
4结语
计算机模拟为直观了解压铸过程的规律和理论提供了便利，随着计算机和信息技术的发展，产品设计、性能分析、制造和生产管理等的关系越来越密切，这对软件的集成化要求越发显得重要。因此，软件开发既可以走大集成化的路子，也可以走小集成化多接口的路子；模拟镁合金压铸成型并得到有普遍意义的结论对镁合金压铸成型的研究有重要价值。
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关键词：热室压铸机；锌合金；压铸技术；卫浴产品
引言
压力铸造技术作为机械行业非常重要的铸造方法在最近的二三十年里发展速度十分惊人， 其效率高且少切屑、无切削加工等特点使其受到了普遍的关注，并且极大地扩大了压铸件的应用领域。利用该技术生产出来的产品具有表面质量好和较高的致密度的优点，使其在航空、汽车、电器、仪表等各个工业门类都得到了广泛应用。而作为压铸生产过程中不可缺少的基础技术装备，压铸机与压铸工艺的关系是相互依存，不可分离的，只有拥有匹配的或者新型的压铸机才能为改进的新的压铸工艺提供技术支撑。在压铸技术迅猛发展的同时，压铸机以其大型化、自动化、单元化和柔性化的特点直接推动了技术更新，压铸机所担当的重要角色使其跟随技术得到了快速发展。热室压铸机是一种生产高品质铸件的专业机械设备，融合了高效率、少切屑、无切削加工以及高机械化程度的热加工成型新型工艺技术，其生产的产品已经在五金、玩具、电器、制锁等轻工业和摩托车、汽车制造等重工业领域开拓了广阔的市场和应用前景。
1．热室压铸机的工作循环
压力铸造首先是打造精密金属的模型腔，然后利用高压作用，将熔融的金属以极高的速度瞬间将腔体充满，从而获得轮廓清晰、表面整洁的压铸件。这种生产方法效率快且产品质量高，已经成为大多数企业所追求的目标。
按照操作方式可将其工作流程分为手动、半自动或全自动三种。三个过程每循环一次就是一个工作压铸周期。主要环节如下：
（1）锁模
锁模即压铸时将模具有效锁紧，其目的是射料过程中防止高温金属液飞溅给操作人员造成伤害。现代生产都要求高效能，短周期，因此操作要快，但同时为了能够使机器平稳地运行以及降低合模冲击对机器的磨损，又不能太快。热室压铸机设计成快速锁模过程、慢速到低压锁模过程、慢速到高压锁模过程三段锁模来有效解决上述矛盾。
（2）扣咀
扣咀即射料过程中，要保证模具进液口和射咀紧密扣合，从而使金属液不喷溅且顺利进入腔体。该操作要求动作平稳以减少冲击，增加对咀口的保护。
（3）压射
作为压铸的关键操作，热室压铸机的压射主要分为三个阶段，即慢速射料、快速射料和保压阶段。生产出高质量的压铸件的关键就是能够做到快速压射。该动作危险较大，操作时应注意关闭前、后安全门。
2．锌合金热室压铸机及压铸技术
锌合金热室压铸机是针对锌合金的理化性质和压铸工艺特点设计的，所生产的锌合金产品多用于浴室配件、玩具，拉链、装饰物、减压阀、拉手、汽车配件，熔点较低385°C，熔炉中金属料液温度大概430-450°C。
锌合金热室压铸机对压铸技术要求较高，需要注意控制以下几个问题。
（1）控制合金成分从采购合金锭开始，合金锭必须是以特高纯度锌为基础，加上特高纯度铝、镁、铜配制成的合金锭，供应厂有严格的成分标准。优质的锌合金料是生产优质铸件的保证。
（2）新料与水口等回炉料配比，回炉料不要超过50%，新料：旧料=70：30。连续的重熔会使合金中铝和镁逐渐减少。
（3）热室压铸机在卫浴产品中的应用
现代殷实的物质生活激发了越来越多的人追求健康的生活理念。卫浴空间因为具有“贴身性”的使用功能成为了人们提高生活质量，提升生活健康度的着眼点。卫浴产品在人们生活中是与个人卫生清洁、沐浴相关的产品。随着人们生活观念的进步，其涵盖面从简单的桶、脸盆不断拓展到浴缸、浴房、各式便器等多种类别。
基于上述原因人们对卫浴行业的标准越来越高，此外外部经济形势的改变和国家对能耗等方面的硬性限制，也给卫浴行业的发展带来了严峻的考验。激烈的市场竞争要求高端舒适的卫浴产品。因此在产品的铸造工艺上提出了更高的要求以增强自己的竞争实力，热室压铸机在这一方面取得了较好的效果。一方面卫浴产品（水龙头、挂钩之类的）一般体积较小，用热室机压铸效率比较高，另一方面，高要求的卫浴产品一般要求有较高致密度，此外在外观工艺上也具有较大的改善。在压射比压较高的应用前提下，锌合金热室压铸机在生产出的产品工艺中，内部材质的密度较大，并且质感的光滑程度增加。在这种操作工艺流程中，不需要进行其他工序的处理，在其生产工艺流程中，稍加改善工序便有较大的改善效果。这种产品主要用于对外观要求比较高的场合。
在压铸产品过程中要求有更高的压射比压，为此，在热室压铸机常规的一速和二速压射动作外，还增添了一个增压动作。对于目前主流的热室压铸机的结构，增加机械增压机构难以实现，主要通过电机带动双泵来传感动力，大泵用于系统各常规动作的供油；小泵则专门用于压射过程的增压动作供油，通过双泵供油，增压时压射比压比正常压射比压增加了1/3左右，加上对锁模动作、液压油路等方面的持续优化，对于提高产品的致密度效果明显。这样压铸出来的卫浴产品，拥有更精细的铸造晶粒；尺寸精度可高达6~7级，甚至可达4级；表面光洁度一般在5~8级；强度和硬度也比较高，只需稍加处理并进行电镀处理就可以得到光洁度很高且镀层不易脱落、高强度的高品质产品，满足人们对于高品质产品的追求。
3.结论
本文介绍了热室压铸的工作原理和热室压铸机循环的主要环节，重点阐述了锌合金热室压铸造机的发展及压铸技术，并为该技术应用于卫浴产品提供了理论指导和建议。
4.参考文献
[1]刘斐．现代卫浴产品的设计研究[D]．同济大学．2006
关键词：材料成型及控制；自动化技术；应用
目前，材料成型机控制技术受到了各国的高度重视，由于其自身具备的独特优点，对于基础的安全稳定性有着重要的影响，常常被应用于船舶建造以及建筑工程项目建设中，拥有非常好的发展前景。而自动化技术在材料成型及控制技术中的应用，使得越来越多的企业生产逐渐向自动化转型，减少了不必要的人力和资金的投入，大大提高了生产效率，为企业带来可观的经济效益。因此，本文就以材料成型及控制与自动化技术为重点，对自动化技术在材料成型及控制技术中的应用进行分析，总结出一些自身的看法与建议，仅供参考。
1 材料成型及控制的现状及发展前景
我国目前的材料成型及控制技术水平仍处于滞后阶段，研发的空间还很大，还需要进一步优化材料成型及控制技术。一般情况下，由于材料成型及控制是一个比较复杂的过程，具备耗时长、能源消耗量大、操作起来比较困难的特点，从很大程度上会对自然环境造成了一定的污染。因此，这一问题也是目前我国材料成型机控制技术所面临的巨大挑战。然而，随着自动技术在材料成型及控制技术中的应用，为材料成型及控制技术提供了有效的发展平台，使现代材料成型及控制中实现了自动化，通过利用计算机技术，加快了材料成型的时间，彻底解决了耗时的问题，还能大大减少能源的过度浪费，从而提高了材料成型的生产效率。与此同时，产品的生产过程会变得更加的节能环保，这也促使材料成型及控制技术逐渐向低碳、绿色的方向而转型。因此，我们可以看出，材料成型及控制的发展前景是无法估测的，势必会成为日后市场发展中的主力军。
2 自动化技术在材料成型及控制技术中的应用
通常情况下，材料成型及控制技术主要由铸造技术、焊接技术以及锻压技术三部分所组成。因此，本文就具体归纳了自动化技术在这三个技术中的应用：
2.1 自动化技术在铸造技术中的应用
首先，我们先详细介绍一下自动化技术在铸造技术中的应用，所谓的铸造技术是指能够将液态的金属通过铸造过程，使其逐渐凝固成型的一种技术，这种技术对于材料成型及控制以及铸件的完整性、平滑度有着很高的要求。然而，对于铸件的尺寸、材质以及形状并不中重视。其实，很早以前，我国古代就应经存在铸造技术了，人们将一些成型的金属物质放入到高温容器内，使其融化成液态形状，通过利用铸造技术将融化后的液态金属注入到铸模中，直到液态金属彻底冷却成型够，就会显现出不同的物品。然而。由于当时受到各方面条件因素的制约，铸造技术尚不成熟，使得我国铸造技术并没有取得较大的提升。然而，随着社会体制的不断变化，科学技术发展脚步越来越快，铸造技术中也逐渐融合了更多先进的自动化技术，使得铸造行业逐步实现了自动化的发展目标。目前我国很多大型的铸造工程都实施了自动化控制管理，打破以往传统的人工铸造工艺，从而不断加强和提高我国铸造技术的快速发展。
2.2 自动化技术在焊接技术中的应用
焊接技术就是通过加压、加热的办法使得热塑性材料多个表面连接成一个整体的技术手段。焊接技术是为了满足工业生产的需要而产生的。传统的焊接技术主要包括熔焊、固相焊以及钎焊这三种。现代随着技术的不断进步，焊接技术的概念已经不仅仅停留在材料连接上了。新的焊接技术已经发展到了生物组织连接、高分子材料连接等领域。焊接技术的自动化是焊接技术发展的必然趋势。近年来随着计算机技术以及自动化技术的不断发展，焊接技术在一定程度上已经实现了自动化。比如在焊接的控制过程中加入自动化装置可以实现对于机械设备的自行检测，调节还有加工。焊接技术实现自动化是以微波机控电源为基础的，并在原来焊接机器人的基础上加入了柔性焊接，最终建成了集成化的系统。焊接技术的自动化在很大程度上降低了劳动力的投入力度，增加了工作效率，为企业创造了可观的经济效益。
在焊接设备中发展应用微机自动化控制技术，如数控焊接电源、智能焊机、全自动专用焊机和柔性焊接机器人工作站。微机控制系统在各种自动焊接与切割设备中的作用不仅是控制各项焊接参数，而且必须能够自动协调成套焊接设备各组成部分的动作，实现无人操作，即实现焊接生产数控化、自动化与智能化。微机控制焊接电源已成为自动化专用焊机的主体和智能焊接设备的基础。如微机控制的晶闸管弧焊电源、晶体管弧焊电源、逆变弧焊电源、多功能弧焊电源、脉冲弧焊电源等。微机控制的IGBT式逆变焊接电源，是实现智能化控制的理想设备。数控式的专用焊机大多为自动TIG焊机、自动TIG焊接机床等。在焊接生产中经常需要根据焊件特点设计与制造自动化的焊接工艺装备，如焊接机床、焊接中心、焊接生产线等自制的成套焊接设备，大多可采用通用的焊接电源，并由一个可编程的微机控制系统将其统一协调成一个整体。
2.3 自动化技术在锻压技术上的应用
锻压技术是实现材料的塑性成形以及控制的过程。锻压成型的好坏受材料自身性质以及外部作用力的影响。锻压技术主要应用在产品的大批量生产过程中。
锻压过程主要是通过锻压工具对材料施加一定的压力实现的。以前的锻压设备比较落后，自动化程度地。随着机械、检测以及电子等技术在锻压技术中的应用，锻压技术逐步地实现了自动化、智能化。新的锻压机械不仅可以实现自动换模，而且生产的产品的精确度也提高了，相应的机械的噪声也降低了很多。
结束语
综上所述，可以得知，自动化技术已经逐渐渗入到各行各业中，并未企业的生存和发展发挥着重要的作用，而自动化技术在材料成型及控制技术的应用，间接加快了材料成型及控制的发展步伐，使得企业生产过程变得更加环保节能，对自然环境起到了有效的保护。通过自动化技术在铸造技术、焊接技术以及锻压技术中的应用，我们可以大致看出，任何形式的材料成型及控制过程都离不开自动化技术，这三项技术只有加强做好自动化工作，才能促进自身的发展与进步。因此，企业要加大对自动化技术的应用，早日实现企业生产自动化的目标，增强企业整体的综合实力。
参考文献
[1]涂晶.浅谈自动化技术的应用.科海故事博览[J].科技探索，2013（6）.
由中国铸造协会主办，中国铸造协会艺术铸造分会承办，江苏省铸造协会、航天晨光艺术制像公司协办的中国艺术铸造第十届年会于2015年11月12～14日在江苏南京隆重举办，来自全国知名的50多家艺术铸造企业，80多名企业家、雕塑家及业界学者教授等出席了会议。
本届会议紧扣“科技创新和转型升级”的主题，围绕如何把握国家大力发展文化产业的机遇、如何紧跟“中国制造2025”和“互联网+”的行动步伐，探索艺术铸造行业企业如何主动适应当前经济发展的新常态，加快科技创新与转型升级，实现行业企业的可持续的发展。艺术铸造行业召开的这一次具有影响力的会议，对于推动艺术铸造行业企业的转型升级和持续发展具有十分重要的意义。
一、十届年会的主要议程
会议邀请了国家部委领导、行业组织领导及行业知名的专家学者、艺术铸造领军企业、艺术铸造上市公司、互联网+企业、文化品牌企业、营销渠道典型企业等，解读政策机遇、分享典型作法，大家从中得到了更多的启迪和思考。会议同期还安排了业界老专家进行现场技术交流、艺术铸造企业优秀作品评选等。
中国铸造协会执行副会长支晓恒代表中国铸造协会参加了本次会议。他在讲话中，首先谈到了对当前我国经济运行和发展基本态势的认识，介绍了铸造行业发展的相关情况，并强调艺术铸造行业是个特殊的行业，“十三五”期间必须要加快转型升级和技术创新步伐，重点要向市场差异化、向信息化、智能化、向绿色制造、向互联网+创新发展，特别要下力量培育现场制造的“大工匠”。
国家工信部工业文化发展中心副主任孙星以“推动工业文化发展的思考”为题，从理论层面系统地介绍了什么是工业文化，工业文化和文化体系的认识和理解，为什么要发展工业文化，工业文化发展的重点工作。特别是在国家大力发展文化产业大背景下，就国家工信部下步建设和发展工业文化顶层设计思路及重点工作进行了详细的说明和介绍，并就艺术铸造企业如何推动工业文化建设，发展文化产业提出了许多建设性的意见。
中国铸造协会专家工作委员会主任委员、原中国农业机械化科学研究院副院长张伯明以“现代工业革命与铸造业转型”为题，通过大量的典型案例和行业的数据资料，解读了在现代工业革命、中国制造2025、互联网、大数据等大背景下，艺术铸造企业如何转型升级和技术创新，如何推进信息化、智能化、绿色发展，提出了很好的意见和建议。
艺术铸造领军企业之一航天晨光艺术制像公司总经理糜朝华回顾了企业30年的发展历程，介绍了不同时期的重点工程项目和技术创新情况，让大家看到了一个国有企业技术创新与实力积累脉络，一个成为行业领军企业的奋斗历程。特别是在当前中国制造2025、互联网、大数据、及智能制造、绿色发展的大背景下，提出了航天晨光艺术制像公司未来中长期发展规划、目标和方向，在业界具有着典型意义和示范作用。
铜陵铜官府文化创意股份公司董事长赵敏作为艺术铸造行业第一家上市公司，重点谈了资本运作给企业运营管理带来的变化及企业如何利用资本市场实现更大发展路径;江苏祥狮艺术制品有限公司总经理胡文明介绍了企业市场渠道建设与运行管理的作法，提出了艺术铸造企业要充分利用互联网、企业重组、资源整合等模式实现变革转型;晋城市量子文化传媒有限公司董事长赵亮，介绍了企业不到三年的时间，从梳理地域文化资源开始，以文化创意产品，以文化构筑品牌，在较短时间让“泽州铁器”成为市场知名品牌。
二、“互联网+”与中国艺术铸造
在我国经济新常态条件下，中国的艺术铸造行业企业正面临着新机遇和新挑战。如何创业创新、如何转型升级、如何持续发展、已成为行业共同关注的热点话题。“互联网+”已成为艺术铸造发展的重要引擎，也为企业的发展开拓出新的发展模式与空间。通过这次年会，已经看到有许多企业已经迈出了很重要的步伐。
山西宇达青铜文化艺术股份有限公司(原山西宇达集团有限公司)是设计、制造大型青铜雕塑、青铜高端创意艺术品、青铜艺术品收藏品拍卖品、青铜旅游纪念品为主的大型青铜文化产业集团公司，也是中国艺术铸造的领军企业之一。目前已成为国家文化产业示范基地、全国工业旅游示范点、中国驰名商标企业、中国著名雕塑企业、中国艺术铸造产业基地、国家文化产业出口重点企业。宇达公司已经借助“互联网+”建设青铜雕塑电商平台，做出有益的探索。2013年，宇达公司率先入驻敦煌网电商平台，为开拓国际市场先行一步;2014年，宇达天猫旗舰店正式上线。拉开了青铜艺术品电商新序幕;2015年，宇达又在国内最大的艺术品网站——雅昌艺术网开设了唯一的青铜雕塑频道《宇达青铜雕塑频道》……宇达还在不断探索与尝试“互联网+”“文化产业+”模式与渠道。
三、数字化制造技术与艺术铸造的转型与升级
数字化制造技术已经深刻地冲击、引导着艺术铸造传统的制造技术的转型与升级。艺术铸造中小件模型的制作已经进入了数字化制作时代。中小件模型的数字化制作技术主要指三维扫描，3D打印技术。3D打印技术，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。3D打印机则出现在上世纪90年代中期，即一种利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。它与普通打印机工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。大大的提高了中小件模型的制作速度和精度，同时也有利于模型的数据化保存。
总之中国艺术铸造在经济新常态下一定要借助“互联网+”和数字化制造先进技术，快速实现产业的转型与升级，实现行业的可持续健康发展。这是中国艺术铸造第十届年会带给我们有益的启示。
关键词：材料成型；控制；自动化技术；研究；初探；
中图分类号： C35 文献标识码： A
引言
材料成型及控制技术是如今比较流行的以及拥有着好的发展前景的技术。材料成型及控制技术作为一项基础的加工技术除了被广泛应用于航空、船舶等交通运输领域，它在能源以及建筑领域也占有着重要的地位。材料成型及控制技术是一个大的技术范畴主要包括铸造技术、焊接技术以及锻压技术这三大项。实现材料成型及控制的自动化也就是实现这三项技术的自动化。本文将分别对自动化技术在铸造技术、焊接技术以及锻压技术这三项技术中的应用做详细地介绍。
一、材料成型及控制的现状及发展前景及应用
（一）材料成型及控制的现状及发展前景
整体而言，我国材料成型及控制技术有待提高。在我国，材料成型及控制的过程所需要的时间比较长，并且工艺比较复杂，操作完成后的后续处理过程难度特别大。耗时长、能耗大以及污染严重是我国材料成型及控制技术面临的几大问题。如何能够减少耗时、降低能源的消耗以及降低污染成为了材料成型及控制领域面临的一大问题。计算机技术以及自动化技术的发展为材料成型及控制技术的发展创造了条件。在耗时方面，计算机技术能够使得材料成型及控制实现自动化。自动化技术使得材料的成型时间缩短。总体上，自动化技术将会降低材料成型及控制的耗时。在能耗方面，自动化技术在材料成型及控制中的应用将使得材料的成型能够实现大批量生产。生产上的智能化将会带来产品的节能化。因此，材料成型及控制的自动化以及智能化将会使得相应的生产过程更加地节能化。在环保方面，新的节能材料的应用也将会使得整个的材料的成型过程更加地环保。从这些我们可以看出，材料成型及控制行业将会朝着低耗时、节能、环保的方向发展。而自动化技术在材料成型及控制中的应用是实现这一发展目标的前提，材料成型及控制工程是研究热加工改变材料的微观结构、宏观性能和表面形状，研究热加工过程中的相关工艺因素对材料的影响，解决成型工艺开发、成型设备、工艺优化的理论和方法；研究模具设计理论及方法，研究模具制造中的材料、热处理、加工方法等问题。
（二）材料成型及控制的应用
1.焊接成型及控制：培养能适应社会需求，掌握焊接成型的基础理论、金属材料的焊接、焊接检验、焊接方法及设备、焊接生产管理等全面知识的高级技术人才。
2.铸造成型及控制：这是目前社会最需要人才的专业之一。主要有砂型铸造、压力铸造、精密铸造、金属型铸造、低压铸造、挤压铸造等专业技术及专业内新技术发展方向。
3.压力加工及控制：分为锻造和冲压两大专业方向，在国民经济中起到非常重要的作用
4.模具设计与制造，掌握材料塑性成型加工的基础理论、模具的设计与制造、模具的计算机辅助设计、材料塑性加工生产管理等全面知识的高级技术人才。
二、自动化技术在材料成型及控制技术中的应用
（一）自动化技术在铸造技术中的应用
铸造技术主要指液态的金属通过凝固形成所需产品的技术。铸造技术对于凝固组织的形成以及控制、铸件表面的平整度以及铸件的精确度、铸件缺陷的控制这三项有比较高的要求，但是对于铸件的大小、形状以及材料没有特别的要求。铸造技术在我国古代的时候就已经存在，通常被铸的物质一般是固体的金属物质比如金、银、铜、铁、铝等。这些金属在高温的条件下能够熔化，铸造技术就是通过高温把这些金属熔化以后注入到铸模中，待金属冷却凝固后就会形成具有铸模形状的物品。进入现代，随着计算机技术的发展，铸造行业逐步地实现了自动化。如今，在铸造行业中使用了直读光谱仪和热分析仪。这两种仪器的使用有效地控制了炉前金属液的成分及温度。一些大的铸造工厂中已经实现了整个铸造过程的自动化控制。自动化控制系统不仅可以检测到金属液的温度、质量还可以实现对于生产效率的控制。
（二）自动化技术在焊接技术中的应用
焊接技术就是通过加压、加热的办法使得热塑性材料多个表面连接成一个整体的技术手段。焊接技术是为了满足工业生产的需要而产生的。传统的焊接技术主要包括熔焊、固相焊以及钎焊这三种。现代随着技术的不断进步，焊接技术的概念已经不仅仅停留在材料连接上了。新的焊接技术已经发展到了生物组织连接、高分子材料连接等领域。焊接技术的自动化是焊接技术发展的必然趋势。近年来随着计算机技术以及自动化技术的不断发展，焊接技术在一定程度上已经实现了自动化。比如在焊接的控制过程中加入自动化装置可以实现对于机械设备的自行检测，调节还有加工。焊接技术实现自动化是以微波机控电源为基础的，并在原来焊接机器人的基础上加入了柔性焊接，最终建成了集成化的系统。焊接技术的自动化在很大程度上降低了劳动力的投入力度，增加了工作效率，为企业创造了可观的经济效益。
（三）自动化技术在锻压技术上的应用
锻压技术是实现材料的塑性成形以及控制的过程。锻压成型的好坏受材料自身性质以及外部作用力的影响。锻压技术主要应用在产品的大批量生产过程中。为了提高生产效率，锻压技术更加需要实现自动化。锻压过程主要是通过锻压工具对材料施加一定的压力实现的。以前的锻压设备比较落后，自动化程度地。随着机械、检测以及电子等技术在锻压技术中的应用，锻压技术逐步地实现了自动化、智能化。新的锻压机械不仅可以实现自动换模，而且生产的产品的精确度也提高了，相应的机械的噪声也降低了很多。如今的锻压技术已经结合了机械人、自动仓库、计算机、自动换模等多项技术，锻压技术逐步朝着集成化系统发展。
三、材料成型及控制与自动化技术的发展及发展方式
（一）材料成型机控制与自动化技术在高校的发展
目前，在很多高校都设置了材料成型及控制、自动化技术等相关的工程专业，但是这对于教育事业来说，目前和未来相当长的一段时间我们都面临着如何适应社会发展，培养优秀的人才的问题。材料成型及控制工程专业培养具备材料科学与工程的理论基础、材料成型加工及其控制工程、模具设计制造等专业知识的，能在机械、模具、材料成型加工等领域从事科学研究、应用开发、工艺与设备的设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才和管理人才。要实现这一人才培养目标，需要依靠一系列的教育教学环节，而源头环节就是材料成型及控制工程专业教材建设，人才培养方案的制定和实现在一定程度上依靠教材的选择和编制，高质量的教材直接关系到到本专业人才的培养目标和培养价值的实现，这样就会为以后的材料成型及自动化技术的发展培育可发展性的人才，也可能为它良好的发展奠定了基础。
（二）构建校企联合的产学合作教育体系
积极开展产学研合作，有利于高校科研的良好发展，有利于使学生加强工程或科研创新思维方法及实践能力的培训，实现创新人才的培养.因此需要建立起产学研联合培养的运行机制，我们根据材料成型与控制工程专业自身的特点，积极进行实习基地建设为此我们根据本专业毕业生主要就业方向，并结合产学研实际情况选择技术水平高，代表性强的实习单位目前已建立了多个稳定的校外专业实习基地，创新毕业设计形式，通过选派优秀毕业生赴生产企业进行顶岗实习和毕业设计，以项目为载体实现人才的联合培养，既满足了生产实习和毕业实习的要求，加强了学生的综合素质能力的训练和培养，也有利于提高教师的工程素质，为走“产学研’结合的道路创造了良好的条件。
结束语
计算技术以及自动化技术地发展，为其它各行各业的发展都创造了良好的契机。自动化技术在材料成型及控制技术中的应用将是材料成型及控制技术发展的最终方向。材料成型及控制技术主要包含铸造技术、焊接技术以及锻压技术这三大技术项目，而在我国机械制造业迅猛发展的形势下，对材料成型及控制及自动化工程的人才要求也在变化。为了提高材料成型及控制工程专业的人才培养质量，仍然需要深层次的实践探索。因此明确材料成型及自动化工程的重要性，对我国今后的发展有很重要的意义，而且，我们应该通过基本活动和支持性活动，使教材建设在整个价值链上运行，使学生的学习和教师的教学效率最大化，顺利实现本专业的人才培养目标和价值，为社会培养材料成型及控制工程专业人才。
参考文献
[1]高东强.基于层合速凝原理的陶瓷件快速制造设备及材料成型研究[D].陕西科技大学，2012.
[2].自动化技术、计算机技术[J].中国无线电电子学文摘，2010，01:152-234.
工程活动是联系科学技术和社会经济活动的桥梁，其良好的实施，关系到科学技术的进一步发展与应用。工程活动是有组织、有利益诉求的高度复杂的社会活动，自然会对社会和环境产生重大影响。因此，人作为工程活动的主体，其设计、决策、实施等不仅涉及工程本身，还会对社会的安全、环境、生物多样性等诸多方面产生深远的影响[1]。
高职院校承担着培养“适应生产、建设、管理、服务”社会需要的德、智、体、美等方面全面发展的技术应用性人才的任务。大部分高职毕业生是工程实施过程中的直接参与者和组织者。在工作过程中常会面临与他人、企业、社会、环境等各方面如何和谐相处的问题。他们是否具备工程伦理素养，直接关系着每项工程是否会成为建设美丽中国的一块坚实基石。
一、高职铸造专业学生开展工程伦理教育的必要性
工程伦理指在工程中获得辩护的道德价值。自20世纪70年代起，工程伦理学在美国等一些发达国家开始兴起。20世纪80年代后，工程伦理学的教学和研究逐渐走入建制化阶段。工程伦理处于人文社科和科学技术相交叉、融合的学科，在西方发达国家的高等工程教育中占据了非常重要的位置，我国工程伦理教育起步较晚，但有部分本科院校在积极推进，教学效果颇佳。
1.铸造行业进步迫切需要“能文会武”的综合性人才
铸造是汽车、航天、石化、电力、钢铁、装备制造等产业的基础。随着世界市场经济以及航空、航天、船舶、汽车、发电设备等领域的飞速发展，装备大型复杂铸件的需求量越来越大，对铸造金属的性能及铸件本身的可靠性等要求越来越高。铸造行业“十二五”发展规划明确提出五大发展战略（精品战略、绿色铸造战略、结构优化战略、自主创新战略、人才战略）以提高我国铸造业发展的整体水平。而人才问题已经成为制约铸造行业发展的瓶颈、短板，铸造企业、行业协会、教育部门等各级领导已经充分认识到这个问题的严重性和紧迫性。
2.铸造专业大学生工程素质培养的需要
联合国教科文组织提出，“四个学会”是对现代人才的基本要求，即学会认知、学会做事、学会共同生活，学会做人。因此，重视高职院校工程伦理教育，不仅是时代的要求，也是与时俱进地体现了人文精神与高校素质教育的深入，代表着工程技术发展的方向。对大学生进行合理有效地工程伦理教育能促进大学生工程素质，并对大学生今后的专业行为产生长久的影响。
传统重理轻文的教育方法，很难培养出新时代背景下具有工程伦理素质的专业人才。工程伦理教育已逐步引入我国高校教育计划，开设专业工程伦理课程、讲座、案例分析、角色扮演以及嵌入式教学模块等得到越来越多的领导和老师的认可和应用。开展工程伦理教育有利于提高教育教学质量，符合培养高素质大学生的需求。
3.铸造企业发展迫切需要具有职业素养的铸造专业人才
我国近三万家铸造企业，绝大部分是民营中小企业，平均规模小，技术落后，技术创新能力差、发明专利相对较少。高校、研究院的科技成果工业转化率较低，同时也面临着资金困难、人才匮乏等问题，严重阻碍企业的成长。随着经济的高速发展，对铸造行业限制越来越多，质量要求和环境保护呼声越来越高，社会舆论监督压力越来越大。如“铸造行业准入条件”、“ISO26000”社会责任标准、“国家十二五发展规划”等的将迫使企业进行改革，技术升级，管理体系提高等诸多问题，朝着“专、精、特、新”的方向发展，走专业化道路。否则企业将面临兼并、倒闭等问题。因此，企业的发展离不开人才，更离不开对企业忠诚的具有社会责任的专业人才[2][3]。
二、铸造专业工程伦理教育的核心责任
铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺方法，经过千年历史的积淀，工艺技术有了很大的进步。我国现有铸造企业约三万家，中国铸件产量已连续12年位居世界首位，中国已是一个铸造大国，但离铸造强国还有很远的距离。有许多问题如铸件质量差、单位产量的能耗和材料消耗高、环境污染严重、无序竞争、研发能力薄等急待解决。铸造生产过程中，工程伦理问题表现得更为突出和迫切。如对环境污染严重、铸件单位产量能耗是发达国家2-3倍，安全事故频发，用工环境恶化，铸造专业人才短缺等。这些问题如果处理不当，势必危及铸造工程专业的健康良性发展[2]。
高职铸造专业的毕业生，大部分在工厂一线现场担任技术或者管理工作，工作环节繁杂对综合操作技能要求高，需要具备良好的专业知识技能和职业伦理知识。因此，如何切实提高高职材料成型与控制类（铸造专业）大学生的职业伦理水平，是一个很值得进行深入探讨的课题。通过连续在五届铸造专业学生开展工程伦理教育，以及在构建“高职铸造人才培养方案”的同时，走访企业，调研企业经理、人事、技术等负责人以及毕业学生对铸造专业工程伦理的认识和应用情况，结合我校课程特点，提炼出合适的工程伦理教育核心责任[3]。
1.对社会的责任
遵守法律法规、恪守行业职业准则；参与技术革新、促进节能减排、保护环境；与时俱进学习社会责任ISO26000等相关标准。
2.对技能的责任
系统掌握专业基础学科、专业主干课程、高级课程（CAE/CAD/快速成型）等知识；熟练掌握个人职业技能；实时了解铸造行业前沿技术；拓展人际交往能力、团队协作和交流的能力。
3.对产品质量的责任
积累工作经验，鉴别铸件缺陷类型，分析产生原因，提出工艺或操作改进措施。深入学习ISO9000系列质量管理体系核心内容，形成标准化、流程化质量控制方法。
4.对安全生产的责任
重视安全生产，遵守企业相关安全规章制度，明辨铸造生产车间安全隐患因素。正确佩戴和使用劳动防护用品，正确操作设备，不鲁莽冒进违规操作，积极参与安全生产教育和培训，增强事故预防和应急处理的能力。对强令冒险作业和违章指挥，应当予以拒绝。
5.对雇主的责任――诚信
认同企业价值观、诚信工作、竭尽才能智慧创造价值；理性认识“跟风式”的跳槽行为；保守公司商业、技术秘密。
三、融入铸造实践教学的工程伦理教育
针对这五大责任板块，结合铸造专业实践课程的特点以及学生的学时与知识结构，确定把培养“社会责任、技能知识、质量意识、安全、诚信”这五项作为我们实践教学中工程伦理教育的目标。
目前高职铸造专业的学制一般为三年，其中总共有超过一年的学时用于安排实践教学，包括绘图识图、机械设计、铸造技能实训、生产实习、毕业设计、中级工实训、有色合金熔炼浇注实训、铸造新技术新工艺讲座、特种铸造工艺工装设计、顶岗实习等教学环节。由于教学课时充足，教学形式灵活，教学案例来源于企业生产实际，甚至可以走进车间现场进行职业教育。因此，在实践教学环节中，教师能更好地与学生进行深度交流，开展工程伦理教育具有得天独厚的优势。而传统的教学方式以教师讲授为辅，学生实作、参观为主，但往往处于课程专业内容的教学范畴，较少涉及责任伦理的教育。其教学方式单一，学生学习兴趣不高，责任意识不强，产品质量、环境保护、节能降耗、安全生产等意识淡薄，工艺耗材选择随意性大，实践结果雷同较多，达不到实践教学预期效果。实践环节穿插工程伦理教育内容具体形式，见表1。
表1 高职铸造专业实践教学中的工程伦理教育
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四、结束语
结合高端装备制造业人才培养的要求，通过针对高职铸造学生的知识结构、就业岗位以及实践学时，通过工程伦理讲座、案例教学、实践课程学习、专题研讨、企业社会热点分析、国际标准体系介绍等方法将适合铸造专业工程伦理责任融入实践教学当中，收集整理出了适合铸造专业的核心伦理责任教学内容，并从众多伦理责任中提炼出了重点核心伦理责任。深度优化高职铸造专业人才培养方案，完成了高职铸造学生的工程伦理培养。
哈尔滨工业大学先进材料特种凝固加工研究所副所长，中国机械工程学会高级会员，中国机械工程学会铸造分会理事、China Foundry杂志编委，《特种铸造及有色合金》杂志编委会副主任、中国机械工程学会铸造分会特种铸造及有色合金技术委员会副主任、中国机械工程学会铸造分会学术工作委员会委员，在哈尔滨工业大学材料科学与工程学院苏彦庆教授的“名片”上，一直不缺乏“头衔”。他向来是忙碌的，也正是因为在材料科学领域多年来的勤奋求索，使他取得了不凡的业绩。
早在1995年，还在攻读研究生的苏彦庆就在哈尔滨工业大学开始了高熔点、高活性材料的熔配理论与技术研究。经过70余年的努力，他用勤奋和汗水换来了多项创新性成果建立了水冷铜坩埚感应熔炼过程温度场数值模型，建立了熔化过程中能量消耗以及出液量与工艺参数之间的定量关系；建立了真空感应熔炼过程中多组元挥发数值模型，发现了合金组元挥发存在的阻塞压力_建立了熔化工艺参数对凝壳形成机理不同作用的区域图，与合金组元挥发进行了耦合分析，提高了合金熔体成分控制精度：将能量消耗、组元挥发及凝壳成分偏聚等问题综合分析，确立了冷坩埚真空感应熔配高熔点、高活性材料的最佳工艺窗口。
苏彦庆对于高熔点、低密度材料异型件的立式离心铸造成型技术的研究始于1998年，经过不懈地努力，建立了离心力场下合金融体充型流动模型，推导出熔体流速公式、液面倾角变化公式，给出了卷入性气孔产生的临界条件：通过流场与温度场的耦合分析，揭示了偏中心线疏松形成规律，并给出了预防措施。
成就的取得激励着苏彦庆在材料科学领域更加大胆、勤奋地求索：2000年，他开始研究行波磁场铸造技术，从基础出发，揭示了行波磁场发生器上方磁感应强度的空间分布规律，以及行波磁场对金属的作用存在临界投影面积，明确了电磁力不同分量对铸件质量的影响；2002年，他通过理论和实验研究证实了包晶合金系中存在共生生长，不同的合金可以存在等温和非等温共生生长，为提高包晶合金使用性能，扩大包晶合金应用领域奠定了基础；2004年，他在已有的固态氢化改善钛合金加工性能基础上，创造性地提出了液态氢化的概念，从技术上实现了钛合金液态氢化，并发现液态氢化对细化钛合金凝固组织、净化合金熔体、提高熔体充型能力等有明显作用。
由于研究工作的基础性和前沿性，苏彦庆在铸造领域的基础研究得到了国内外的大量资助。多年来，他主持完成国家自然科学基金项目1项，参与完成国家自然科学基金重大项目1项，“973”项目专题3项，“863”专题项目2项，总装及国防科工委(科工局)项目3项，国际合作项目3项：正在研究的项目有国防科工委(科工局)项目1项，国家自然科学基金项目2项，与企业合作项目2项。同时，他在国内外150余篇，其中SOl收录80余篇，EI收录80余篇，获得国家发明专利8项，出版专著2部。
步履所至，他以兢兢业业的态度和敏锐独特的探索创造出厚重的成果，赢得了业界的高度赞誉，荣誉也接踵而至。1999年和2005年，他两次获得哈尔滨工业大学SMC教学奖，2000年和2004年两次获得中国机械工程学会铸造分会学术论文金奖，2001年获得中国高校科技进步(自然科学)奖一等奖，2003年获得教育部科技进步(自然科学)奖一等奖，2005年度教育部新世纪优秀人才支持计划获得者，2006年获第七届黑龙江省青年科技奖，2007年2篇论文获中国科协期刊优秀论文奖，2008年获黑龙江省科技进步奖一等奖……
“长风破浪终有时，直挂云帆济沧海。”苏彦庆一定会在材料科学领域创造出更加骄人的成绩!
关键词：逆向工程；车灯电铸纹开发；四角电铸纹的主程序流程
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）33-0048-02
一、逆向工程技术概念及应用现状
逆向工程（Reverse Engineering，RE），又称为反求工程、反向工程、抄数等。逆向工程是一门跨学科、跨专业的综合性工程。它以产品原型、实物、软件（图样、程序、技术文件等）或影像（图片、照片等）等作为研究对象，应用系统工程学、产品设计方法学和计算机辅助技术的理论和方法，探索并掌握支持产品全生命周期设计、制造和管理的关键技术，进而开发出同类的或更先进的产品。所以逆向工程不仅是仿造，而且是一个创新的过程。这个在20世纪90年代末期还无人知晓的技术术语，仅仅用了不到十年的时间就迅速发展成为制造业中的一项“时尚”技术，它在产品设计领域的普及速度之快，简直可与数控技术在加工领域的普及速度相媲美。
对于我国这样一个发展中国家，引进国外的先进技术，并用逆向工程技术消化和吸收，是缩短与发达国家差距的重要手段之一。因此，逆向工程技术已经成为先进制造业发展的催化剂。同时，先进制造业的发展反过来能够促进逆向工程技术的完善和提高。
二、车灯的发展及逆向造型的作用
汽车车灯通常由灯泡、反射镜和配光镜三部分组成，其中反射镜和配光镜上分布着数以百计的配光纹，用以调节灯泡发射光束的亮度、均匀度和照明范围。传统的造型方法是手工生成每一个配光纹。但由于配光纹的种类和数量繁多，通过手工方式对这些配光纹进行测量和建模的工作量巨大，通常占据产品造型工作量的20%甚至更多。因此能否提高这些配光纹的造型效率，将直接影响汽车车灯新产品的开发周期和开发成本。
虽然车灯配光纹数据较多，但每种配光纹的建模都符合一定的规律，因此对手工造型而言，这是一项枯燥和重复的工作。但是若采用逆向工程技术对某种三维软件进行菜单功能的二次开发，实现所有配光纹建模的自动化，则将极大地提高配光纹的测量和造型效率，同时产生可观的经济效益。
三、逆向造型对车灯四角电铸纹的功能开发与改进
车灯电铸纹单元数量多、结构类似、重复性工作量大的特点，非常适合采用逆向工程技术进行开发与设计。
（一）需求分析与建模原理
要求输入一个或多个相连的投影曲面，一组横向曲线和一组纵向曲线，输出四角电铸纹模型，如图1所示：
四角电铸纹建模原理如下：
1．求组成网格的两条曲线的四个交点，并根据这四个交点求出四角电铸纹的四个角点，如图2（a）所示。
2．利用四个角点求电铸纹的三个上顶点和两个下顶点，如图2（b）所示。
3．连接四个角点和顶点之间的直线，构成四角电铸纹的构架，如图2（c）所示。
4．利用构架生成电铸纹的曲面，如图2（d）所示。其中中间四个曲面利用GRIP函数BSURF/MESH生成，左右两侧面由函数BPLANE生成。
（二）主程序流程
四角电铸纹的主程序流程图如图3所示：
（三）应用实例
通过调整参数h1、h2、h3、h4、w，可以得到不同的四角电铸纹花纹。下面介绍几种具有代表性的四角电铸纹花纹。
1．根据图 4（a）所示的参数生成的四角电铸纹如图 4（b）所示，由于h1、h4均为0，故四角电铸纹的4个角点和2个下顶点均位于底面上。
2．根据图 5（a）所示的参数生成的四角电铸纹如图 5（b）所示，由于h1为0.2、h4为0，故四角电铸纹的2个下顶点位于底面上，而4个角点位于底面
上方。
3．根据图 6（a）所示的参数生成的四角电铸纹如图 6（b）所示，由于h1为0、h4为0.5，故四角电铸纹边上4个角点位于底面上，而2个下顶点位于曲面的下方。
可以看出，通过逆向造型对四角电铸纹建模原理的改进，使四角电铸纹的角点和顶点的变化更加多样化，使其能适应各种不同的建模需求。
参考文献
[1] 周建强，李建军，等．逆向工程技术的研究现状及发展趋势[J]．现代制造技术与装备， 2006，（3）．
【关键词】 铸铁工业 循环经济 经济效益 环境效益
1、引言
铸铁工业是我国经济发展的支柱性产业，2008年我国铸铁产量为5亿吨，能源消耗总量2.25亿tce，其他原辅料的消耗量也是惊人的，铸铁工业的原料、能源消耗量多，废弃物产生量大等特点决定了铸铁工业具有发展循环经济的巨大潜力。铸铁工业是典型的流程制造业，在实施循环经济上有巨大的潜力，是发展循环经济的优先切入点。
在资源、环境问题日益突出的今天，循环经济的发展思路是相对于传统粗放型工业经济发展形式而言的，循环经济从某种意义上说也是低碳经济，可以在实现经济效益最大化的同时实现环境影响最小化，解决了经济发展与资源环境问题中“鱼和熊掌不可兼得”的问题，为铸铁工业发展开辟了新的道路。
2、铸铁行业循环经济发展类型及循环经济技术
20世纪60年代美国经济学家肯尼斯・鲍尔丁提出的“宇宙飞船理论”可以看做循环经济的早期代表。循环经济是有别于传统经济的新型经济形态，将“资源―产品―废物”的单向“直线型”产业链，转变为“资源―产品―再生资源”的循环型产业链。
循环经济遵循“3R”基本原则，即减量化（Reduce）、再利用（Reuse）、再循环（Recycle） ， “3R”原则实行的前提是资源消耗和废物产生的减少，而不是片面地强调废物资源化。
铸铁工业循环经济的发展也是基于循环经济发展原则的，其类型分为以下几种：铸铁联合企业集团内部形成的“小循环”；铸铁企业所在的生态工业园区、开发区形成区域循环的“中循环”；城市或社会的“大循环”，这3种类型贯穿了铸铁生产的始终。铸铁工业循环经济从微观上表现在煤气的回收利用；工业用水循环、梯级利用最终实现零排放；铸铁企业固体废物内部的循环利用；其他企业利用铸铁企业副产品进行提纯、精练；铸铁企业的废弃物作为其他企业的生产原料。
铸铁工业本身的特点使得其具有发展循环经济的多种可能，国家为保障铸铁企业更顺利的开展循环经济，2005年7月经国务院批准，国家发展和改革委员会正式了铸铁产业发展政策，国务院并了《关于加快发展循环经济的若干意见》，这些政策的出台都引导着铸铁行业从盲目发展到可持续发展，宝钢、首钢、鞍钢等一大批大中型铸铁企业也加入到循环经济示范企业的建设当中。
3、铸铁行业循环经济技术创造的经济价值及环境效益
3.1 企业内部的循环经济技术创造的效益
循环经济技术的采用减少了原料、能源的消耗，节约了生产成本，以干熄焦为例，干熄焦项目投资基本在亿元以上，某一大型铸铁企业，干熄焦项目投资2亿元，每年取得经济效益7 000万―8 000万元，因此2至3 年即可收回投资，实现盈利。
近年来重点大中型钢铁企业生产取水量（吨钢耗新水）、废水处理率和工业用水重复利用率指标逐步趋好。吨钢耗新水由1995年的45.14m3/t，下降到2012年的3.75m3/t；水重复利用率由80.96%上升到2012年的97.33%，铸铁行业的耗水情况如下表：
铸铁联合企业工序多、工序用水量大、废水排放量同样很大，内部
铸铁联合企业工序多、工序用水量大、废水排放量同样很大，内部污水处理厂是不可缺少的部分，除了生产主体要采用不用水或少用水的工艺及设施，工序之间也要实现串级利用，例如，砂处理系统产生的除尘灰由于含有大量的煤粉，可以在配比新砂时，作为煤粉加入，既减少材料浪费，同时对环保也作出了贡献，在符合实际的情况下尽量做到零排放，不仅可以节省排污费，更重要的是履行了企业的社会责任。因此循环经济技术并不是一种单纯的概念或理念，而是可以切实给企业带来经济效益的环境友好技术。
3.2 生态下业园区的循环经济技术创造的效益
生态工业是基于工业生态学理论的具体实践模式，它从企业群落、区域层面入手，仿照自然生态系统中物质和能量流动方式设计工业生产系统，形成一种全新的、生态化的工业生产系统或工业生产组织形式。目前国内外工业生态学在理论体系建设方面集中体现在以企业生产为基础的工业园区的建设与完善。例如丹麦卡伦堡工业园和我国的广西贵港国家生态工业（制糖）示范园区5的建设。生态工业学理论在铸铁工业同样适用。
铸铁企业所在的生态工业园区、开发区实现区域内信息共享，根据企业间副产品、能源及废物的情况，建立生态产业链。如铸铁厂的炉渣供水泥厂可为水泥厂提供生产原料并提高产品性能，铸铁企业的富余煤气供给发电厂发电使用，铸铁企业的煤气也可供给石化企业进一步加工等。这一物质能量交换方式不仅具有环境效益，对于双方企业而言都是具有一定经济效益的，同时园区/开发区内物质、能量交换具有更直接、更快捷的特点，比长途运输节约了一定成本。
3.3 城市或社会的循环经济技术创造的效益
城市或社会的循环经济技术处于不断的拓展当中，目前较为典型的是铸铁企业消耗社会上的废塑料。我国城市垃圾中的废塑料占垃圾总量的4%―10%，年产量为500万―600万吨，而且每年正以8%―9%的速度增长。我国废塑料的回收再利用量仅为10%，约90%被填埋，处理社会上的废塑料潜力很大，若将废塑料全部处理，则每年的市场潜力在125亿―150亿元，减少填埋土地4500万―5400万平方米，节约炼焦用煤500万―600万吨，同时减少因此带来的环境污染问题。铸铁企业可以做到处理废塑料不亏本，若在政府的优惠政策下，企业可以做到稳定运行。
4、结语
我国现时经济发展中各行各业都需要大量的铸铁材料，其成本具有经济性，铸铁具有其他材料不可替代的优越性，短时期内也很难找到完全替代铸铁的材料。今后铸铁工业发展循环经济的思路可归纳为以下几点：
（1）重新审视铸铁业务，铸铁企业不仅是生产装置，还具有能量转换，处置垃圾的功能，应该建立一个信息平台，使铸铁企业和园区屏发区在信息化的社会之中更顺畅的交流，使铸铁公司各职能充分发挥。
（2）健全循环经济激励机制，加快铸铁行业循环经济技术的研发。
（3）正确看待铸铁企业的循环经济，不能依靠循环经济甚至生态产业链的设计解决所有的生态和资源问题，只能是使生态恶化的速度减缓。铸铁企业循环经济产业链的设计也是一个逐渐推进的过程，由最初的少量、简单的产业链，逐渐丰富，最终形成较大区域、更为复杂的循环经济产业链网，将循环经济的作用发挥到极致。
参考文献
[1] 殷瑞钮.铸铁工业发展循环经济的有效模式与途径[J].山东冶金，2006（2）.
