材料成形加工技術(shù)科技前沿概覽

1、材料成形加工技術(shù)科技前沿概覽200811102039 王志摘要：論述了材料成形加工技術(shù)的作用及地位，介紹了快速產(chǎn)品與工藝開發(fā)系統(tǒng)、新一代制造工藝與裝備、模擬與仿真3項關(guān)鍵先進(jìn)制造技術(shù)，指出輕量化、精確化、高效化將是未來材料成形加工技術(shù)的重要發(fā)展方向。 正文：一、引言：材料先進(jìn)制備與成型加工技術(shù)的研究開發(fā)，是近二三十年來材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域最為活躍的方向之一。一大批先進(jìn)技術(shù)和工藝不斷發(fā)展和完善，并逐步獲得實際應(yīng)用，如快速凝固、定向凝固、連續(xù)鑄軋、連續(xù)鑄擠、精密鑄造、半固態(tài)加工、粉末注射成型、陶瓷膠態(tài)成型、熱等靜壓、無模成型、微波燒結(jié)、離子束制備、激光快速成型、激光焊接、表面改性等，促進(jìn)了傳統(tǒng)材料的升

2、級換代，加速了新材料的研究開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用，解決了高技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展對特種高性能材料的制備加工與組織性能精確控制的急需。二、歷史沿革：從人類社會的發(fā)展和歷史進(jìn)程的宏觀來看，材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是社會現(xiàn)代化的物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo)。而材料和材料技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，首先應(yīng)歸功于金屬材料制備和成型加工技術(shù)的發(fā)展。人類從漫長的石器時代進(jìn)化到青銅時代（有學(xué)者稱之為“第一次材料技術(shù)革命”），首先得益于銅的熔煉以及鑄造技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展，而由銅器時代進(jìn)入到鐵器時代，得益于鐵的規(guī)模冶煉技術(shù)、鍛造技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展（所謂“第二次材料技術(shù)革命”）。直到16世紀(jì)中葉，冶金（金屬材料的制備與成型加工）才由“技藝”逐漸發(fā)

3、展成為“冶金學(xué)”，人類開始注重從“科學(xué)”的角度來研究金屬材料的組成、制備與加工工藝、性能之間的關(guān)系，迎來了所謂的“第三次材料技術(shù)革命”人類從較為單一的青銅、鑄鐵時代進(jìn)入到合金化時代，催生了人類歷史的第一次工業(yè)革命，推動了近代工業(yè)的快速發(fā)展。進(jìn)入20世紀(jì)以后，材料合成技術(shù)、符合技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，推動了現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，而電子信息、航天航空等尖端技術(shù)的發(fā)展，反過來對高性能先進(jìn)材料的研究開發(fā)提出了更高的要求，起到了強(qiáng)大的促進(jìn)作用，促成了一系列新材料和新材料技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展。一般而言，材料需要經(jīng)歷制備、成型加工、零件或結(jié)構(gòu)的后處理等工序才能進(jìn)入實際應(yīng)用，因此，材料制備與成型加工技術(shù)，與材料的成分和結(jié)

4、構(gòu)、材料的性質(zhì)一起，構(gòu)成了決定材料使用性能的最基本的三大要素。先進(jìn)工業(yè)國家對材料制備與成型加工技術(shù)的研究開發(fā)十分重視。美國制定了“為了工業(yè)材料發(fā)展計劃”，其核心是開放先進(jìn)的制備與成型加工技術(shù)，提高材料性能，降低生產(chǎn)成本，滿足未來工業(yè)發(fā)展對材料的需求。德國開展的“21世紀(jì)新材料研究計劃”將材料制備與成型加工技術(shù)列為六個重點內(nèi)容之一。在歐盟的“第六框架”計劃中，先進(jìn)制備技術(shù)時新材料領(lǐng)域的研究重點之一。日本在20世紀(jì)90年代后期，先后實施了“超級金屬”、“超鋼鐵”計劃，重點是發(fā)展先進(jìn)的制備加工技術(shù)，精確控制組織，大幅度提高材料的性能，達(dá)到減少材料用量、節(jié)省資源和能源的目的。新材料的研究、開發(fā)與應(yīng)用，

5、綜合反應(yīng)了一個國家的科學(xué)技術(shù)與工業(yè)化水平，而先進(jìn)制備與成型加工技術(shù)的發(fā)展，對于新材料的研制、應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化具有決定性的作用。先進(jìn)制備與成型加工技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用，加上了新材料的研究開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用進(jìn)程，促成了諸如微電子和生物醫(yī)用材料等新興產(chǎn)業(yè)的形成，促進(jìn)了現(xiàn)代航天航空，交通運輸，能源環(huán)保等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料向高性能“，復(fù)合化，結(jié)構(gòu)功能一體化發(fā)展，尤其需要先進(jìn)制備與成型加工技術(shù)及裝備，可使材料的生產(chǎn)過程更加高效，節(jié)能和潔凈，從而提高傳統(tǒng)材料 產(chǎn)業(yè)的國際競爭力。另一方面，開展本科學(xué)領(lǐng)域色前沿和基礎(chǔ)研究，并綜合利用相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)理論和科技發(fā)展成果，提供預(yù)備新材料的新原理新方法，也是材料科學(xué)與工

6、程學(xué)科自身發(fā)展的需求。因此，材料先進(jìn)制備與成型加工技術(shù)發(fā)展，對提高國家綜合實力，突破先進(jìn)工業(yè)國家的技術(shù)壁壘與封鎖，保障國家安全，改善人民生活質(zhì)量，以及促進(jìn)材料科學(xué)與技術(shù)自身的進(jìn)步與發(fā)展，具有十分重要的作用，也是國民經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展的重大需求。三、研究現(xiàn)狀1. 快速凝固快速凝固技術(shù)的發(fā)展，把液態(tài)成型加工推進(jìn)到遠(yuǎn)離平衡的狀態(tài)，極大地推動了非晶、細(xì)晶、微晶等非平衡新材料的發(fā)展。傳統(tǒng)的快速凝固追求高的冷卻速度而限于低維材料的制備，如非晶絲材、箔材的制備。近年來快速凝固技術(shù)主要在兩個方面得到發(fā)展：利用噴射成型、超高壓、深過冷，結(jié)合適當(dāng)?shù)某煞衷O(shè)計，發(fā)展體材料直接成型的快速凝固技術(shù)；在近快速凝固條件下，

7、制備具有特殊取向和組織結(jié)構(gòu)的新材料。目前快速凝固技術(shù)被廣泛地用于非晶或超細(xì)組織的線材、帶材和體材料的制備與成型。2. 半固態(tài)成型半固態(tài)成型是利用凝固組織控制的技術(shù).20世紀(jì)70年代初期，美國麻省理工學(xué)院的Flemings教授等首先提出了半固態(tài)加工技術(shù)，打破了傳統(tǒng)的枝晶凝固模式，開辟了強(qiáng)制均勻凝固的先河。半固態(tài)成型包括半固態(tài)流變成型和半固態(tài)觸變成形兩類：前者是將制備的半固態(tài)漿料直接用于成型，如壓鑄成型（稱為半固態(tài)流變壓鑄）；后者是對制備好的半固態(tài)坯料進(jìn)行重新加熱，使其達(dá)到半熔融狀態(tài)，然后進(jìn)行成型，如擠壓成型（稱為半固態(tài)觸變擠壓）。3. 無模成型為了解決復(fù)雜形狀或深殼件產(chǎn)品沖壓、拉深成型設(shè)備規(guī)模大

8、、模具成本高、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、靈活度低等缺點，滿足社會發(fā)展對產(chǎn)品多樣性（多品種、小規(guī)模）的需求，20世紀(jì)80年代以來，柔性加工技術(shù)的開發(fā)受到工業(yè)發(fā)達(dá)國家的重視。典型的無模成型技術(shù)有增量成型、無摸拉拔、無模多點成型、激光沖擊成型等。4. 超塑性成型技術(shù)超塑性成型加工技術(shù)具有成型壓力低、產(chǎn)品尺寸與形狀精度高等特點，近年來發(fā)展方向主要包括兩個方面：一是大型結(jié)構(gòu)件、復(fù)雜結(jié)構(gòu)件、精密薄壁件的超塑性成型，如鋁合金汽車覆蓋件、大型球罐結(jié)構(gòu)、飛機(jī)艙門，與盥洗盆等；二是難加工材料的精確成形加工，如鈦合金、鎂合金、高溫合金結(jié)構(gòu)件的成形加工等。5. 金屬粉末材料成型加工粉末材料的成型加工是一種典型的近終形、短流程制備

9、加工技術(shù)，可以實現(xiàn)材料設(shè)計、制備預(yù)成型一體化；可自由組裝材料結(jié)構(gòu)從而精確調(diào)控材料性能；既可用于制備陶瓷、金屬材料，也可制備各種復(fù)合材料。它是近20年來材料先進(jìn)制備與成型加工技術(shù)的熱點與主要發(fā)展方向之一。自1990年以來，世界粉末冶金年銷售量增加了近2倍。2003年北美鐵基粉末。相關(guān)的模具、工藝設(shè)備和最終零件產(chǎn)品的銷售額已達(dá)到91億美元，其中粉末冶金零件的銷售為64億美元。美國企業(yè)生產(chǎn)的粉末冶金產(chǎn)品占全球市場的一半以上?？梢灶A(yù)見，在較長一段時間內(nèi)，粉末冶金工業(yè)仍將保持較高的增長速率。粉末材料成型加工技術(shù)的研究重點包括粉末注射成型膠態(tài)成型、溫壓成型及微波、等離子輔助低溫強(qiáng)化燒結(jié)等。6. 陶瓷膠態(tài)成

10、型20世紀(jì)80年代中期，為了避免在注射成型工藝中使用大量的有機(jī)體所造成的脫脂排膠困難以及引發(fā)環(huán)境問題，傳統(tǒng)的注漿成型因其幾乎不需要添加有機(jī)物、工藝成本低、易于操作和控制等特點而再度受到重視，但由于其胚體密度低、強(qiáng)度差等原因，他并不適合制備高性能的陶瓷材料。進(jìn)入90年代之后，圍繞著提高陶瓷胚體均勻性和解決陶瓷材料可靠性的問題，開發(fā)了多種原位凝固成型工藝，凝膠注模成型工藝、溫度誘導(dǎo)絮凝成形、膠態(tài)振動注模成形、直接凝固注模成形等相繼出現(xiàn)，受到嚴(yán)重重視。原位凝固成形工藝被認(rèn)為是提高胚體的均勻性，進(jìn)而提高陶瓷材料可靠性的唯一途徑，得到了迅速的發(fā)展，已逐步獲得實際應(yīng)用。7. 激光快速成型激光快速成形技術(shù)，

11、是20實際90年代中期由現(xiàn)代材料技術(shù)、激光技術(shù)和快速原型制造技術(shù)相結(jié)合的近終形快速制備新技術(shù)。采用該技術(shù)的成形件完全致密且具有細(xì)小均勻的內(nèi)部組織，從而具有優(yōu)越的力學(xué)性能和物理化學(xué)性能，同時零件的復(fù)雜程度基本不受限制，并且可以縮短加工周期，降低成本。目前發(fā)達(dá)國家已進(jìn)入實際應(yīng)用階段，主要應(yīng)用于國防高科技領(lǐng)域。國內(nèi)激光快速成形起步稍晚于發(fā)達(dá)國家，在應(yīng)用基礎(chǔ)研究和相關(guān)設(shè)備建設(shè)方面已有較好的前期工作，具備了通過進(jìn)一步研究形成自身特色的激光快速成形技術(shù)的條件。8.電磁場附加制備與成型技術(shù)在材料的制備與成形加工過程中，通過施加附加外場（如溫度場、磁場、電場、力場等），可以顯著改善材料的組織，提高材料的性能，

12、提高生產(chǎn)效率。典型的溫度場附加制備與成形加工技術(shù)有熔體過熱處理、定向凝固技術(shù)等；典型的力場附加制備與成形技術(shù)有半固態(tài)加工等；典型的電磁場附加制備與成形加工技術(shù)有電磁鑄軋技術(shù)、電磁連鑄技術(shù)、磁場附加熱處理技術(shù)、電磁振動注射成形技術(shù)等。近年來，有關(guān)電磁場附加制備與成形加工技術(shù)的研究在國際上已形成一門新的材料科學(xué)分支材料電磁處理，并且得到迅速發(fā)展。9.先進(jìn)連接技術(shù)鋁合金激光焊接鎂合金激光焊接機(jī)器人智能焊接10.表面改質(zhì)改性在材料的使用過程中，材料的表面性質(zhì)和功能非常重要，許多體材料的失效也往往是從表面開始的。通過涂覆（或沉積、外延生長）表面薄層材料或特殊能量手段改變原材料表面的結(jié)構(gòu)（即對處理進(jìn)行表面

13、改性），賦予較廉價的體材料以高性能、高功能的表面，可以大大提高材料的使用價值和產(chǎn)品的附加值，是數(shù)十年來材料表面加工處理研究領(lǐng)域的主要努力方向。四、發(fā)展前景材料加工技術(shù)的總體發(fā)展趨勢，可以概括為三個綜合，即過程綜合、技術(shù)綜合、學(xué)科綜合。由于上述材料加工技術(shù)的總體發(fā)展趨勢，可以預(yù)見，在今后較長一段時間內(nèi)，材料制備、成型與加工技術(shù)的發(fā)展將具有以下兩個主要特征：（1）性能設(shè)計與工藝設(shè)計的一體化。（2）在材料設(shè)計、制備、成型與加工處理的全過程中對材料的組織性能和形狀尺寸進(jìn)行精確控制。實際上，第一個特征實現(xiàn)材料技術(shù)的第五次革命、進(jìn)入新材料設(shè)計與制備加工工藝時代的標(biāo)志。實現(xiàn)第二個特征則要求具備兩個基本條件：

14、一是計算機(jī)模擬仿真技術(shù)的高度發(fā)展；二是材料數(shù)據(jù)庫的高度完備化?；谏鲜霾牧霞庸ぜ夹g(shù)的總體發(fā)展趨勢和特征，金屬材料加工技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾個方面。1）常規(guī)材料加工工藝的短流程化和高效化。打破傳統(tǒng)材料成形與加工模式，工藝環(huán)節(jié)，實現(xiàn)近終形、短流程的連續(xù)化生產(chǎn)提高生產(chǎn)效率。例如，半固態(tài)流變成形、連續(xù)鑄軋、連續(xù)鑄擠等是將凝固與成形兩個過程合二為一，實行精確控制，形成以節(jié)能、降耗、提高生產(chǎn)效率為主要特征的新技術(shù)和新工藝。目前國外鋁合金和鎂合金半固態(tài)加工技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入較大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用階段。鋁合金半固態(tài)成型方法主要有流變壓鑄、2）發(fā)展先進(jìn)的成形加工技術(shù)，實現(xiàn)組織與性能的精確控制例如，非平衡凝固技術(shù)、電磁

15、鑄軋技術(shù)、電磁連鑄技術(shù)、等溫成形技術(shù)、低溫強(qiáng)加工技術(shù)、先進(jìn)層狀復(fù)合材料成形、先進(jìn)超塑性成形、激光焊接、電子束焊接、復(fù)合熱源焊接、擴(kuò)散焊接、摩擦焊接等先進(jìn)技術(shù)，實現(xiàn)組織與性能的精確控制，不僅可以提高傳統(tǒng)材料的使用性能，還有利于改善難加工材料的加工性能，開發(fā)高附加值材料。3）材料設(shè)計（包括成分設(shè)計、性能設(shè)計與工藝設(shè)計）、制備與成形加工一體化發(fā)展材料設(shè)計、制備與成型加工一體化技術(shù)，可以實現(xiàn)先進(jìn)材料和零部件的高效，近終形，短流程成型。典型的技術(shù)有噴射技術(shù)、粉末注射成形、激光快速成型等，是不銹鋼、高溫合金、鈦合金、難熔金屬及金屬間化合物、陶瓷材料、復(fù)合材料、梯度功能材料零部件制備與成型加工的研究熱點。材

16、料設(shè)計、制備與成形加工的一體化，是實現(xiàn)真正意義上的全過程的組織性能精確控制的前提和基礎(chǔ)。4）開發(fā)新型制備與成形加工技術(shù)，發(fā)展新材料和新產(chǎn)品塊體非晶合金制備和應(yīng)用技術(shù)、連續(xù)定向凝固成形技術(shù)、電磁約束成型技術(shù)、雙結(jié)晶器連鑄與充芯連鑄復(fù)合技術(shù)、多坯料擠壓技術(shù)、微成形加工技術(shù)等，是近年來開發(fā)的新型制備與成形加工技術(shù)。這些技術(shù)在特種高性能材料或制品的制備與成形技術(shù)加工方面具有各自的特色，受到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。5）發(fā)展計算機(jī)數(shù)值模擬與過程仿真技術(shù)，構(gòu)建完善的材料數(shù)據(jù)庫隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計算材料科學(xué)已成為一門新興的交*學(xué)科，是除實驗和理論外解決材料科學(xué)中實際問題的第3個重要研究方法。它可以比理論和實驗做

17、得更深刻、更全面、更細(xì)致，可以進(jìn)行一些理論和實驗暫時還做不到的研究。因此，基于知識的材料成形工藝模擬仿真是材料科學(xué)與制造科學(xué)的前沿領(lǐng)域和研究熱點。根據(jù)美國科學(xué)研究院工程技術(shù)委員會的測算, 模擬仿真可提高產(chǎn)品質(zhì)量515倍，增加材料出品率25，降低工程技術(shù)成本13%30%，降低人工成本5%20%，提高投入設(shè)備利用率30%60%，縮短產(chǎn)品設(shè)計和試制周期30%60%等。 目前，模擬仿真技術(shù)已能用在壓力鑄造、熔模鑄造等精確成形加工工藝中，而焊接過程的模擬仿真研究也取得了可喜的進(jìn)展。 高性能、高保真、高效率、多學(xué)科及多尺度是模擬仿真技術(shù)的努力目標(biāo)，而微觀組織模擬（從mm、m到nm尺度）則是近年來研究的新熱

18、點課題。通過計算機(jī)模擬，可深入研究材料的結(jié)構(gòu)、組成及其各物理化學(xué)過程中宏觀、微觀變化機(jī)制，并由材料成分、結(jié)構(gòu)及制備參數(shù)的最佳組合進(jìn)行材料設(shè)計。計算材料科學(xué)的研究范圍包括從埃量級的量子力學(xué)計算到連續(xù)介質(zhì)層次的有限元或有限差分模型分析，此范圍可分為4個層次：納米級、微觀、介觀及宏觀層次。在國外，多尺度模擬已在汽車及航天工業(yè)中得到應(yīng)用。 鑄件凝固過程的微觀組織模擬以晶粒尺度從凝固熱力學(xué)與結(jié)晶動力學(xué)兩方面研究材料的組織和性能。20世紀(jì)90年代鑄造微觀模擬開始由試驗研究向?qū)嶋H應(yīng)用發(fā)展，國內(nèi)的研究雖處于起步階段，但在用相場法研究鋁合金枝晶生長、用Cellular Automaton法研究鋁合金組織演變和汽

19、車球墨鑄鐵件微觀組織與性能預(yù)測等方面均已取得重要進(jìn)展。鍛造過程的三維晶粒度預(yù)測也有進(jìn)展。6）材料的智能化制備與成形加工技術(shù)材料的智能化制備與成形加工技術(shù)是1986年由美國材料科學(xué)界提出的“第三代”材料成形加工技術(shù)，20世紀(jì)90年代以來受到日本等先進(jìn)工業(yè)國家的重視它通過綜合利用計算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和先進(jìn)控制技術(shù)等，以成分、性能、工藝一體化設(shè)計與工藝控制方法，實現(xiàn)材料組織性能與成形加工質(zhì)量，同時達(dá)到縮短研制周期、降低生產(chǎn)成本、減少環(huán)境負(fù)荷的目的。材料的智能化制備與成形加工技術(shù)的研究尚處于概念形成與探索階段，被認(rèn)為是21世紀(jì)前期材料成形加工新技術(shù)中最富潛力的前沿研究方向之一。其他的材

20、料先進(jìn)制備與成形加工前沿技術(shù)電磁軟接觸連鑄、鈦合金連鑄連軋技術(shù)、高性能金屬材料噴射成形技術(shù)、輕合金半固態(tài)加工技術(shù)、泡沫鋁材料制備、鋼質(zhì)蜂窩夾芯板擴(kuò)散-軋制復(fù)合、金屬超細(xì)絲材制備技術(shù)、超細(xì)陶瓷粉末燃燒合成、模具表面滲注鍍復(fù)合強(qiáng)化、金屬管件內(nèi)壁等離子體強(qiáng)化技術(shù)、鈦合金激光熔覆技術(shù)、非納米晶復(fù)合涂層制備技術(shù)等。五、個人認(rèn)識與評論中國已是制造大國，僅次于美、日、德，居世界第4位。中國雖是制造大國，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，仍有很大差距，表現(xiàn)在：（1) 制造業(yè)的勞動生產(chǎn)率低，不到美國的5%；（2）技術(shù)含量低，以CAD為例，仍停留在繪圖功能上；（3）重要關(guān)鍵產(chǎn)品基本上沒有自主創(chuàng)新開發(fā)能力。材料成形加工行業(yè)是制

21、造業(yè)的重要組成部分，材料成形加工技術(shù)是汽車、電力、石化、造船及機(jī)械等支柱產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)制造技術(shù)，新一代材料加工技術(shù)也是先進(jìn)制造技術(shù)的重要內(nèi)容。鑄造、鍛造及焊接等材料加工技術(shù)是國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的主體技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計，全世界75%的鋼材經(jīng)塑性加工成形，45%的金屬結(jié)構(gòu)用焊接得以成形。又如我國鑄件年產(chǎn)量已超過1400萬t，是世界鑄件生產(chǎn)第一大國。汽車結(jié)構(gòu)中65%以上仍由鋼材、鋁合金、鑄鐵等材料通過鑄造、鍛壓、焊接等加工方法成形。但是，我國的材料成形加工技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有很大差距。舉例說, 重大工程的關(guān)鍵鑄鍛件如長江三峽水輪機(jī)的第一個葉輪仍從國外進(jìn)口；航空工業(yè)發(fā)動機(jī)及其他重要的動力機(jī)械的核心成形制造

22、技術(shù)尚有待突破。因此，在振興我國制造業(yè)的同時，要加強(qiáng)和重視材料成形加工制造技術(shù)的發(fā)展。高速發(fā)展的工業(yè)技術(shù)要求加工制造的產(chǎn)品精密化、輕量化、集成化；國際競爭更加激烈的市場要求產(chǎn)品性能高、成本低、周期短；日益惡化的環(huán)境要求材料加工原料與能源消耗低、污染少。為了生產(chǎn)高精度、高質(zhì)量、高效率的產(chǎn)品，材料正由單一的傳統(tǒng)型向復(fù)合型、多功能型發(fā)展；材料成形加工制造技術(shù)逐漸綜合化、多樣化、柔性化、多學(xué)科化。因此, 面對市場經(jīng)濟(jì)、參與全球競爭，必須十分重視先進(jìn)制造技術(shù)及成形加工技術(shù)的技術(shù)進(jìn)步。 材料成形及控制工程專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究中值得思考的幾個問題    1.明晰專業(yè)內(nèi)涵，確定發(fā)展方

23、向    材料成形及控制工程專業(yè)作為1998年專業(yè)調(diào)整時設(shè)立的一個新的專業(yè)，由于其涵蓋范圍較廣泛，涉及的內(nèi)容較繁雜，因而使其專業(yè)內(nèi)涵不夠明確。    材料成形及控制工程專業(yè)是以成形技術(shù)為手段、以材料為加工對象、以過程控制為質(zhì)量保證措施、以實現(xiàn)產(chǎn)品制造為目的的工科專業(yè)。材料成形及控制工程專業(yè)與機(jī)械設(shè)計制造及自動化專業(yè)、工業(yè)設(shè)計專業(yè)和工程裝備與控制工程專業(yè)均隸屬于機(jī)械學(xué)科，要求共同的機(jī)械工程基礎(chǔ)理論。以材料為加工對象的特點決定了材料科學(xué)也成為本專業(yè)的基礎(chǔ)知識，而以過程控制為質(zhì)量保證措施這一特點，決定了控制理論也成為本學(xué)科基礎(chǔ)知識的重要組成

24、部分。因此，材料類學(xué)科專業(yè)和自動化專業(yè)及計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)等都成為與本專業(yè)密切相關(guān)的學(xué)科。此外，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和學(xué)科交叉，本專業(yè)比以往任何時候都更緊密地依賴諸如數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、微電子、計算機(jī)、系統(tǒng)論、信息論、控制論及現(xiàn)代化管理等各門學(xué)科及其最新成就。    材料成形及控制工程這一隸屬于機(jī)械學(xué)科、具有機(jī)械類學(xué)科典型特征的專業(yè)，同時還具有濃厚的材料學(xué)科的色彩，成為一個業(yè)務(wù)領(lǐng)域?qū)?、知識范圍廣的名副其實的寬口徑專業(yè)。繼續(xù)進(jìn)行深入研究，準(zhǔn)確界定專業(yè)內(nèi)涵，對專業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。    2.培養(yǎng)目標(biāo)的定位  

25、60; 培養(yǎng)目標(biāo)定位很重要，涉及到材料成形及控制工程專業(yè)的發(fā)展和人才培養(yǎng)適應(yīng)市場需求的問題。盡管我國的高等教育已由精英教育邁入大眾化教育階段，但這并不意味著社會市場只需要通才，而不需要專才。并且科學(xué)研究和工程應(yīng)用這兩方面的需求也要求培養(yǎng)不同類型的專業(yè)人才。因此，不同類型學(xué)校應(yīng)根據(jù)市場的需求和自身的特點來培養(yǎng)不同類型的人才。一部分高等院校應(yīng)該擔(dān)負(fù)起精英教育的責(zé)任，以培養(yǎng)材料成形及控制工程學(xué)科的科學(xué)研究型和科學(xué)研究與工程技術(shù)復(fù)合型高層次人才為主，本科階段應(yīng)是以通識為主的專業(yè)教育；另一部分學(xué)校應(yīng)以普及高等教育為主，負(fù)起大眾化教育的責(zé)任，以培養(yǎng)本學(xué)科的工程技術(shù)型、職業(yè)應(yīng)用復(fù)合型人才為主，本科是通識與專業(yè)并重的教育；高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院則以培養(yǎng)職業(yè)應(yīng)用型、職業(yè)應(yīng)用復(fù)合型人才為主，?？剖峭耆殬I(yè)專業(yè)教育。各學(xué)?？筛鶕?jù)學(xué)校自身的層次來確定專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)。    在材料成形及控制工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的定位中，還應(yīng)考慮市場需求。本科教育培養(yǎng)通才還是專才，是以普通教育為中心還是以職業(yè)教育或?qū)I(yè)教育為中心，歷來是高等教育激烈爭辯的問題。西方國家本科通才教育是建立在完善的繼續(xù)教育基礎(chǔ)上的，我國在這方面還有較大的差距。一方面是一些大型企業(yè)公司已有完善的教育培訓(xùn)體制和充足的教育經(jīng)費，而另一方面是大量的中小企業(yè)仍然需要行業(yè)背景強(qiáng)的畢業(yè)生，因而高