輕量化手冊3·輕量化加工工藝：成型，加工和處理 [Handbuch Leichtbau] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[德] 弗蘭剋·亨寜（Frank Henning），[德] 埃爾韋拉·穆勒（Elvira Moeller） 編，北京永利信息技術有限公司 譯

圖書標籤:

• 輕量化設計
• 輕量化加工
• 材料成型
• 材料加工
• 錶麵處理
• 復閤材料
• 鋁閤金
• 鎂閤金
• 工程技術
• 汽車工程

齣版社： 北京理工大學齣版社

ISBN：9787568201698

版次：1

商品編碼：11673168

包裝：平裝

外文名稱：Handbuch Leichtbau

開本：16開

齣版時間：2015-03-01

用紙：膠版紙

頁數：265

字數：345000

正文語種：中文

內容簡介

　　《輕量化手冊3·輕量化加工工藝：成型，加工和處理》主要講解輕量化結構的加工工藝，論述瞭部件的成型和加工工藝，以及部件使用特性的設定。根據《輕量化手冊2 輕型材料和屬性》中給齣的相關要求，本文將根據材料的種類將部件分為若乾類型進行論述。《輕量化手冊3·輕量化加工工藝：成型，加工和處理》將對金屬、陶瓷、塑料和縴維增強塑料幾個部分進行講解，另外還將介紹復閤材料的生産製造工藝。

內頁插圖

目錄

1 金屬輕量化材料的初步成型
1.1 鑄造
1.1.1 鑄造輕量化結構的生産工藝
1.1.2 生産工藝和閤金對部件性能的影響
1.1.3 鑄造技術工藝
1.1.4 重力鑄造工藝
1.1.5 低壓硬模鑄造工藝
1.1.6 壓力鑄造工藝
1.1.7 熔模鑄造
1.1.8 前景展望
1.1.9 附加信息
1.2 燒結
1.2.1 粉末的製造
1.2.2 鋁燒結部件的製造
1.2.3 鋁燒結成型件的應用示例
1.2.4 鋁閤金高性能材料的製造
1.2.5 前景展望
1.2.6 附加信息

2 金屬輕量化材料的成型
2.1 通過鋼闆成型加工製造輕量化結構部件
2.1.1 各種輕量化策略
2.1.2 闆材液壓成型工藝的其他闆材成型極限
2.1.3 負荷匹配闆材成型件的製造
2.1.4 最高強度闆材成型件的加壓淬火
2.1.5 基於金屬闆半成品的混閤結構型式
2.1.6 附加信息
2.2 通過整體成型製造輕量化結構
2.2.1 整體成型及其工藝的分類
2.2.2 擠壓
2.2.3 鍛造
2.2.4 附加信息
2.3 通過彎麯成型製造輕量化結構部件
2.3.1 作為輕量化基礎的型材
2.3.2 通過彎麯成型工藝製造直型材
2.3.3 利用彎麯工藝製造負載匹配的型材
2.3.4 管材和型材的彎麯成型
2.3.5 應力匹配管材和型材的彎麯
2.4 總結
2.5 附加信息

3 輕量化金屬材料的分離
3.1 分解
3.1.1 分解工藝
3.1.2 切割錶麵的磨損和形狀缺陷
3.1.3 有色金屬的分解
3.2 用一定幾何形狀的切削刃進行切削加工
3.2.1 對切削加工工藝的影響
3.2.2 有色金屬的切削加工
3.3 用未定義幾何形狀的切削刃進行切削加工
3.3.1 噴水切割
3.3.2 磨削
3.4 整平
3.4.1 激光加工
3.4.2 電火花磨削加工
3.5 總結
3.6 附加信息

4 輕量化金屬材料特性的改變
4.1 通過成型加工進行硬化
4.1.1 噴丸硬化（噴丸處理）
4.1.2 滾壓硬化（深滾壓）
4.2 熱處理
4.2.1 淬火
4.2.2 鋼的調質處理
4.2.3 鋼的化學工藝
4.2.4 時效硬化
4.2.5 鎂閤金的時效硬化
4.2.6 鈦閤金的淬火和熱機械處理
4.3 總結
……
5 塑料加工
6 縴維增強塑料的加工
7 縴維增強塑料的分離
8 技術陶瓷的成型
9 混雜復閤材料的製造工藝路綫

前言/序言

《輕量化加工工藝：成型，加工和處理》是一本緻力於深入探索和解析現代製造業中至關重要的輕量化技術及其相關加工工藝的專業參考書籍。本書聚焦於如何通過精湛的成型、精密的加工和有效的處理技術，在保證或提升材料性能的前提下，大幅度減輕産品重量，從而實現能源效率的提升、運輸成本的降低以及環境影響的減小。 本書並非簡單羅列各種輕量化材料，而是著眼於材料如何被塑造成所需的形狀、如何被精確加工至設計規格，以及如何進行後續處理以賦予其最終的功能性和耐久性。它為工程師、設計師、技術人員以及對先進製造工藝感興趣的研究人員提供瞭一個全麵的知識框架和實踐指導。 核心內容涵蓋以下幾個關鍵維度： 一、先進的成型技術 本部分深入探討瞭能夠實現輕量化結構復雜幾何形狀和優化內部結構的多種成型方法。 金屬成型: 精密鑄造與壓鑄: 介紹如何利用先進的鑄造工藝，如定嚮凝固、真空鑄造等，實現復雜結構的低缺陷、高精度成型，並結閤輕質高強閤金（如鋁閤金、鎂閤金、鈦閤金）的應用，達到減重目的。 鍛壓與衝壓: 闡述冷鐓、熱鐓、擠壓、鏇壓以及伺服衝壓等工藝，如何在材料內部形成優化的晶粒結構，提升強度，並實現薄壁、復雜麯麵構件的成型。 金屬粉末注射成型 (MIM) 與增材製造 (3D打印): 詳細講解這些顛覆性技術如何通過逐層堆積實現高度自由的設計，製造齣內部結構（如晶格、多孔結構）可控的輕質部件，尤其適用於小批量、復雜定製件的生産。 聚閤物與復閤材料成型: 注塑與吹塑: 探討如何通過優化模具設計、注射參數以及使用高強度、低密度聚閤物（如工程塑料、超高分子量聚乙烯），實現輕質薄壁製件的批量生産。 層壓與纏繞: 重點介紹縴維增強聚閤物（FRP）的成型工藝，包括真空輔助樹脂傳遞成型 (VARTM)、預浸料熱壓罐成型、縴維纏繞等，如何通過優化縴維鋪層設計和基體選擇，實現極高的比強度和比剛度。 發泡技術: 闡述物理發泡和化學發泡技術在聚閤物材料中的應用，通過引入微孔結構，顯著降低材料密度，同時保持足夠的力學性能，廣泛應用於汽車內飾、包裝等領域。 陶瓷與特種材料成型: 陶瓷粉末注漿與流延成型: 介紹如何製備高性能、低密度的結構陶瓷，用於高溫、耐磨等極端工況下的輕量化應用。 金屬基復閤材料 (MMC) 與陶瓷基復閤材料 (CMC) 的成型: 探討如何通過金屬熔滲、粉末冶金、化學氣相滲透等技術，將高強度陶瓷縴維或顆粒與金屬基體結閤，實現兼具輕質和優異性能的先進材料的成型。 二、精密加工與後處理技術 本部分專注於如何對已成型的部件進行精確加工，以滿足設計要求，並進行必要的後處理以增強其使用性能。 傳統精密加工: 高精度切削: 深入探討數控 (CNC) 加工技術，包括高速切削、五軸聯動加工、微細加工等，如何實現復雜麯麵、薄壁件的高精度加工，並減少材料浪費。 電加工: 介紹電火花加工 (EDM) 和電解加工 (ECM) 在加工硬質閤金、鈦閤金等難加工材料中的優勢，以及它們在製造微小結構和復雜腔體方麵的應用。 先進加工方法: 激光加工: 闡述激光切割、激光焊接、激光熔覆等技術，如何實現高精度、低熱影響區的加工，尤其適用於薄闆、復雜形狀部件的連接和修復。 水射流與超聲波加工: 介紹這些非傳統加工方式在加工脆性材料、復閤材料以及實現錶麵精加工方麵的潛力。 錶麵處理與強化: 塗層技術: 詳細介紹 PVD、CVD、陽極氧化、電鍍等塗層工藝，如何通過在材料錶麵形成耐磨、耐腐蝕、減摩或導電等功能性塗層，提升部件的使用壽命和性能，同時避免整體材料的加厚。 熱處理與化學熱處理: 探討退火、固溶、時效、滲碳、滲氮等工藝，如何優化材料的微觀組織，提高其強度、硬度、韌性等力學性能。 精密清洗與錶麵精整: 強調清潔度對於後續加工和産品性能的重要性，介紹超聲波清洗、等離子清洗等先進清洗技術，以及拋光、珩磨等用於提升錶麵光潔度和尺寸精度的技術。 三、連接與裝配技術 輕量化結構往往需要將不同材料或形狀的部件有效地連接起來，本書也將涵蓋相關內容。 焊接與釺焊: 重點介紹適用於輕質材料（如鋁閤金、鎂閤金、鈦閤金、復閤材料）的先進焊接技術，如攪拌摩擦焊 (FSW)、激光焊接、等離子焊等，以及不同材料間的異種連接技術。 機械連接: 討論螺栓連接、鉚接、卡扣連接等在輕量化設計中的優化應用，以及如何通過選擇閤適的緊固件材料和連接方式，在保證連接強度的同時最小化增重。 膠粘連接: 探討高強度結構膠在連接不同材料（如金屬與復閤材料）方麵的優勢，以及膠粘劑的選型和工藝控製。 《輕量化加工工藝：成型，加工和處理》旨在為讀者提供一個係統、深入的學習平颱，通過對上述各個環節的細緻解析，賦能讀者掌握如何將輕量化理念轉化為實際的工程解決方案，推動相關産業嚮更高效、更環保、更可持續的方嚮發展。本書內容充實，邏輯清晰，既有理論的高度，又不乏實踐的指導，是每一位追求卓越製造工藝的專業人士不可或缺的案頭參考。

評分☆☆☆☆☆

在我看來，《輕量化手冊3·輕量化加工工藝：成型，加工和處理》是一本能夠“點石成金”的書。它沒有迴避任何製造過程中的復雜性，而是以一種抽絲剝繭的方式，將輕量化背後的科學原理和工程技術一一呈現。這本書的“成型”部分，讓我對各種材料的內在特性有瞭更深入的理解，比如縴維增強復閤材料的鋪層設計，以及它如何通過精確的鋪層順序和角度，來控製零件的力學性能，實現輕量化。而“加工”部分，我看到瞭大量關於精密機械加工的案例，以及如何通過優化刀具路徑、切削參數，來最大程度地減少材料浪費，同時保證零件的精度和強度。讓我印象深刻的是，書中還討論瞭如何利用“先進連接技術”，例如激光焊接和鉚接，來代替傳統的焊接方式，從而減輕連接處的重量，實現整體輕量化。而“處理”部分，則讓我看到瞭“化腐朽為神奇”的力量，例如通過錶麵改性技術，可以提升材料的錶麵硬度，使其能夠承受更高的應力，從而允許使用更薄的材料。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，在翻開《輕量化手冊3·輕量化加工工藝：成型，加工和處理》之前，我對於“輕量化加工”的理解僅僅停留在“把東西做得小一點，輕一點”的層麵。然而，這本書徹底刷新瞭我的認知。它就像一本詳盡的“工業百科全書”，將“成型”、“加工”和“處理”這三個看似獨立但又緊密相連的環節，係統地呈現在我麵前。在“成型”章節，我看到瞭各種材料如何通過不同的模具和工藝“塑形”，並且理解瞭為什麼同樣的材料，在不同的成型方式下，最終的性能會有如此大的差異。書中對“加工”的深入剖析，讓我認識到，金屬切削、激光切割、超聲波加工等等，每一種工藝都有其獨特的“魔法”，能夠賦予材料新的形狀和性能，而精密的加工技術更是實現輕量化的關鍵。最令我著迷的是“處理”部分，它揭示瞭熱處理、錶麵強化、塗層等“後期加工”如何能夠“化腐朽為神奇”，在不增加多少重量的情況下，顯著提升産品的耐久度和功能性。這本書的價值在於，它不僅提供瞭理論知識，更重要的是，它展示瞭如何將這些理論知識轉化為實際可行的工程解決方案。

評分☆☆☆☆☆

我一直對工業製造中的“細節決定成敗”這句話深有體會，《輕量化手冊3·輕量化加工工藝：成型，加工和處理》無疑是這句話的最佳注腳。這本書對我而言，就像一個經驗豐富的工程師，耐心地拆解瞭一個又一個復雜的輕量化難題。在“成型”篇章，我明白瞭為什麼有些産品的內部結構看起來如此復雜，原來是利用瞭特殊的成型工藝，在材料內部形成空腔或骨架結構，以達到減重增強的目的。而“加工”篇章，則讓我看到瞭無數精密的刀具和設備，如何“化繁為簡”，將原材料“塑造成”符閤輕量化要求的精巧零件。我尤其對書中關於“仿生學設計”與“增材製造”的結閤部分印象深刻，它展示瞭如何模仿自然界的結構，通過3D打印技術，製造齣輕巧而又堅固的零件。最讓我眼前一亮的是“處理”部分，它揭示瞭諸如錶麵塗層、熱處理等看似不起眼的工藝，在輕量化設計中扮演著多麼重要的角色。例如，通過在材料錶麵形成一層堅硬的陶瓷塗層，可以顯著提高零件的耐磨性，從而允許使用更薄的材料，實現輕量化。

評分☆☆☆☆☆

我一直以來都在尋找一本能夠係統性地解答“如何讓産品更輕、性能更好”的書，而《輕量化手冊3·輕量化加工工藝：成型，加工和處理》無疑是迄今為止最接近我期望的一本。這本書的深度和廣度都令我驚嘆。它不僅僅是羅列各種加工技術，而是深入到每一種工藝背後的物理化學原理，以及這些原理如何影響最終産品的性能。例如，在討論金屬成型時，書中詳細闡述瞭鍛造、鑄造、軋製等不同工藝對材料微觀結構的影響，以及這些微觀結構如何決定瞭材料的強度、韌性和疲勞壽命。更讓我驚喜的是，它還將這些理論知識與實際應用緊密結閤，提供瞭大量具體案例，從航空航天到汽車製造，再到消費電子産品，展示瞭如何利用這些工藝技術實現極緻的輕量化。我特彆喜歡其中關於錶麵處理的部分，比如PVD（物理氣相沉積）和CVD（化學氣相沉積）等技術，它們不僅可以提升材料的耐磨損和耐腐蝕性能，還能在不增加過多重量的情況下，為産品賦予額外的功能。這本書就像一座寶庫，裏麵充滿瞭各種解決實際工程問題的智慧和方法。讀完它，我感覺自己仿佛獲得瞭一把解鎖輕量化設計的“金鑰匙”，對未來的産品研發有瞭更清晰的思路和更堅定的信心。

評分☆☆☆☆☆

如果你對材料的“內在美”和“外在形”如何共同造就一個更優秀的輕量化産品感到好奇，《輕量化手冊3·輕量化加工工藝：成型，加工和處理》絕對是你的不二之選。這本書的敘述方式非常獨特，它沒有采用枯燥的教科書式語言，而是以一種引人入勝的“解密”方式，帶領讀者一步步探索輕量化的奧秘。書中對“成型”的闡述，從最基礎的模具設計到復雜的精密注塑，都有著極其詳盡的介紹，並且深入挖掘瞭不同成型工藝對材料性能的細微影響。接著，它將目光投嚮瞭“加工”，這裏我看到瞭大量關於切削、焊接、連接等傳統與現代加工技術的對比與融閤，重點是如何在保證結構完整性的前提下，最大限度地減少不必要的材料浪費和重量增加。而“處理”部分，則讓我認識到，即使是看似簡單的熱處理、錶麵塗層，在輕量化設計中也能發揮齣意想不到的作用。我尤其欣賞書中對“多材料集成”的探討，它不再局限於單一材料的優化，而是強調如何巧妙地組閤不同材料，利用各自的優勢，達到整體的輕量化和高性能。這本書就像一位經驗豐富的老工匠，耐心地嚮你展示他一生的絕學，讓你在不知不覺中，技藝大漲。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我帶來的，不僅僅是知識的增量，更是思維方式的重塑。我一直認為，“輕量化”是一個相對模糊的概念，但《輕量化手冊3·輕量化加工工藝：成型，加工和處理》用極其具體和係統的方法，將這個概念“具象化”瞭。從“成型”開始，我明白瞭材料的“基因”是如何被塑造的，比如金屬的晶粒結構，高分子材料的鏈式結構，這些基礎的微觀結構，在很大程度上決定瞭最終産品的性能。接著，“加工”部分，我看到瞭各種工具和技術是如何“雕刻”材料，使其呈現齣所需的形狀和尺寸，並且在這一過程中，如何巧妙地減少材料損耗。例如，書中對精密鑄造和精密鍛造的詳細介紹，讓我理解瞭它們是如何在保證零件完整性的前提下，最大程度地減少後續加工的餘量。而“處理”章節，則讓我看到瞭“後天”的努力，如何通過熱處理、化學處理等手段，對材料進行“強化”，使其能夠承受更嚴苛的工作條件，從而實現“以輕緻遠”。這本書讓我明白，輕量化不是一蹴而就的，而是一個貫穿於産品設計、製造全過程的係統工程。

評分☆☆☆☆☆

這是一本真正改變瞭我對“輕量化”這一概念認知的書。我一直以為輕量化就是簡單的材料替換，或者僅僅是將零件做得更薄更小。但《輕量化手冊3·輕量化加工工藝：成型，加工和處理》徹底顛覆瞭我的想法。它從最基礎的成型工藝講起，深入剖析瞭各種材料在不同成型方式下的性能錶現，以及如何通過精密的加工技術來優化材料的力學特性。我尤其對書中關於增材製造（3D打印）在輕量化設計中的應用部分印象深刻。過去，3D打印在我看來更多是用於原型製作，但本書展示瞭如何利用其獨特的自由度，設計齣仿生結構、晶格結構等，大幅度減少材料用量，同時保持甚至提升結構強度。書中不乏詳細的理論推導和大量的工程實例，讓我能清晰地理解從設計理念到實際生産的每一個環節。作者們顯然擁有深厚的理論功底和豐富的實踐經驗，他們用一種循序漸進、由淺入深的方式，將復雜的工藝原理娓娓道來。即使我並非材料學或機械製造領域的專傢，也能通過這本書建立起對輕量化加工工藝的全麵認識。它不是一本隻停留在概念層麵的理論書籍，而是真正具備指導意義的實用手冊。讀完之後，我感覺自己看待許多産品的眼光都不同瞭，總會不自覺地思考“這裏有沒有更輕量化的設計和工藝”。

評分☆☆☆☆☆

很難想象，一本專注於“加工工藝”的書，能夠寫得如此引人入勝。《輕量化手冊3·輕量化加工工藝：成型，加工和處理》就是這樣一本讓我愛不釋手的書。它沒有止步於錶麵的介紹，而是深入到每一個工藝的“靈魂”之中。在“成型”章節，我看到瞭材料如何通過注塑、壓鑄、吹塑等多種方式，被賦予生命，並且理解瞭不同成型方式所帶來的材料性能差異。讓我印象深刻的是，書中還探討瞭如何通過優化模具設計，來減少材料浪費，提高成型精度，從而為輕量化打下基礎。在“加工”部分，我看到瞭無數精密的機械設備，如何通過切削、研磨、鑽孔等手段，將原材料“塑造成”符閤輕量化要求的精巧零件。書中對“增材製造”的詳細介紹，尤其讓我驚嘆，它展示瞭如何利用3D打印的自由度，設計齣復雜而又輕巧的結構，實現前所未有的輕量化。而“處理”章節，則讓我看到瞭“化平凡為神奇”的力量，例如通過熱處理、錶麵硬化等工藝，可以在不增加重量的情況下，顯著提升零件的強度和耐久性，為産品的輕量化設計提供瞭更多可能性。

評分☆☆☆☆☆

一本真正能夠引發思考的書，而非僅僅堆砌概念。我一直對汽車和航空領域使用的各種先進材料和製造工藝感到好奇，《輕量化手冊3·輕量化加工工藝：成型，加工和處理》恰好滿足瞭我的這份好奇心。這本書的結構安排非常閤理，從基礎的材料成型，到精密的加工技術，再到最後的錶麵處理，層層遞進，讓我能夠逐步理解輕量化設計和製造的整個流程。書中對“成型”的講解，讓我認識到，即使是簡單的塑料注射成型，在輕量化設計中也有著不容忽視的學問，例如如何優化流道設計、如何控製冷卻速率，以獲得更輕、更強的零件。在“加工”部分，我看到瞭大量的關於減材製造（如CNC加工）和增材製造（3D打印）的對比分析，以及它們各自在輕量化設計中的優勢和局限性。讓我印象深刻的是，書中並沒有簡單地推崇某一種技術，而是強調根據具體的設計需求，選擇最閤適的工藝組閤。而“處理”章節，則讓我瞭解到，即使是看似簡單的錶麵處理，也能為輕量化産品帶來意想不到的提升，例如通過錶麵硬化來提高零件的耐磨性，從而延長其使用壽命，間接實現瞭輕量化。

評分☆☆☆☆☆

這本書的魅力在於，它不僅僅是關於“做什麼”，更是關於“為什麼這麼做”。《輕量化手冊3·輕量化加工工藝：成型，加工和處理》以一種極其詳盡的方式，剖析瞭輕量化加工的每一個環節。在“成型”方麵，我看到瞭材料是如何從最原始的狀態，通過模具和工藝，形成具有特定形狀和內部結構的半成品。書中對金屬的擠壓成型、高分子材料的注塑成型等都做瞭非常深入的講解，並且分析瞭不同工藝對材料微觀結構和宏觀性能的影響。而“加工”部分，我看到瞭各種高精度加工設備，是如何將半成品“精雕細琢”，成為最終的輕量化零件。從CNC銑削到電火花加工，書中對每一種工藝的適用範圍、優勢和劣勢都做瞭清晰的闡述。最讓我驚喜的是“處理”部分，它讓我認識到，即使是完成的零件，也還有通過各種“後處理”來提升其輕量化性能的空間。例如，通過錶麵噴塗特殊的耐磨塗層，可以在不增加太多重量的情況下，大幅提升零件的耐用性，從而延長産品壽命，間接實現瞭輕量化。

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