第五, 工作环境、相关设备以及实验方法在微成形中都要做出与宏观成形下的改变。空气对微成形件表面会有影响，在微成形时，材料要放置在安全的气体氛围里面或是真空里面。微成形所用到的设备对于精度的要求要远高于宏观条件下的成形。被加工的坯料其体积非常小，这样对于坯料的夹持和定位的要求也很高，夹持工具的选择、夹持力的选取、定位方法以及定位的精度在成形中都要考虑到。

1.1.3塑性微成形技术面临的挑战和发展趋势

虽然微成形已经发展了十多年，并已迅速成为成形领域的研究热点，但从应用的角度来看塑性微成形技术依然面临着严峻的挑战。

塑性微成形产品所用的材料大多数为软质材料，如黄铜、纯铜、纯铝与1000系列的铝合金，超塑性材料等，力学性能相对较低，不能够满足日益增长的可靠性和长服役寿命的需求，需要进一步开展力学性能更高的合金材料的微成形技术研究。

微成形的变形区很小，材料塑性流动仅涉及几个甚至一个晶粒，单个晶粒的尺寸、晶向等影响着成形结果，导致同一批次的微成形制品几何形状、力学性能等分散性很大，可重复性差。

由于夹具和卡具精确定位困难，制备出的微小零件难以进行进一步的精整处理。如制品发生弯曲时难以进行校直，不整齐的端面难以进一步精加工等。

微成形的模具方面，其设计理论与方法，加工制造，模具的磨损测量与预测，服役寿命预测等方面依然需要开展研究。

微成形设备方面，目前大多数依然属于非自动控制，对于每个环节均需人工交互作用。

1.2塑性成形中的数值模拟

1.2.1 塑性成形中数值模拟的必要性

摩擦、温度以及微观组织对被加工件质量的影响，这些在塑性成形过程中都是非常复杂的问题。对于模具设计以及成形工艺的分析主要依靠设计者的个人经验，没有精确的理论分析方法。有些塑性成形，其模具和成形工艺很复杂，这样模具的质量和成形的质量就要因人而异。模具关键部位的设计参数，需要首先把模具制造出来，然后反复地修改、调试才能把这些关键参数确定下来，这样就会造成大量的人力、物力以及财力的消耗和浪费。借助数值模拟的方法，就可以以很小的代价很快的找到塑性成形中材料的变形规律、模具设计中的关键参数，而且可以在短时间内找到最优的工艺设计方案。论文网

数值模拟就是采用一组数学方程(一般是微分方程)和定解条件将实际过程抽象成理论模型，采用电子计算机求得该理论模型在不同条件下的数值解，以此推测在相应条件下所发生的实际过程[3]。数值模拟的优势在于：第一，数值模拟不需要制造具体的实物模型，这样人力、物力以及财力就能得到极大地节省，而且设计人员能够在设计阶段对设计方案进行评估和修改，找到最优的方案。第二，数值模拟可以给出模具以及被加工件的应力、应变、温度、速度、载荷等各种物理量的分布，这些数据均可视化。这样实验者就能够全面的了解塑性成形的过程，预测结果、避免缺陷等。第三，数值模拟的灵活性很强，它能提供现实中不容易出现的条件和环境，这样研究人员的研究的范围和手段就更加丰富了。

复杂的弹塑性以及大量的塑性变形是金属塑性成形过程中非常显著的特点。边界接触条件的复杂，几何形状的千变万化，材料种类的不同，这些导致我们无法用准确的数学方程来对其变形进行描述。作为一种效率非常高的数值计算方法，有限元法在塑性成形中越来越受到研究人员的青睐。