2.2 柔性渐进成形材料选择

用于渐进成形的材料包括金属材料、非金属材料和新型材料三类。可用于渐进成形的金属材料主要有纯铝及其合金(AA 1050、AA 7075等)、钢(DC04、AISI304)、镁合金、纯钛及其合金(TA1、TC4等)以及金属复合材料等。纯铝及其合金因为高的成形极限和低的成形力,被广泛应用于航空航天等行业。钢由于其良好的延展性和强度,大量应用于汽车等行业。钛及其合金可用于医用植入体领域,但钛合金成形困难需要借助电热辅助渐进成形或电磁辅助渐进成形进行加工。1.3.1节中所述的AMINO机床尤其适用于钢和铝及其合金的加工,日本的丰田和本田公司也应用金属材料分别加工了车身的覆盖件。

非金属材料主要包括PVC(聚氯乙烯)和PEEK(聚醚醚酮)等高分子材料。PVC高分子材料因为其优越的热塑性被广泛应用于大量工业制品和日用品,PEEK高分子材料则可用于医用植入体的快速成形。如图2-3所示为渐进成形加工PEEK高分子材料。

图2-3 渐进成形加工PEEK高分子材料

a)加工过程 b)模具与工具头

新型材料主要包括金属和非金属复合材料和记忆合金等。复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料,它可以发挥各种材料的优点,克服单一材料的缺陷,扩大材料的应用范围。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点,广泛应用于航空航天、汽车、电子电气等领域。记忆合金也因为其可以根据温度自发变形而有着广阔的应用前景。但是,新型材料的成形工艺尚不成熟,需进一步研究。