材料：認(rèn)知、發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用第6章

1、第6章產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造與選材圖6-1 設(shè)計(jì)-選材-制造示意圖圖6-2產(chǎn)品開發(fā)四階段圖6-3功能具體化的步驟表6-1 設(shè)計(jì)制造和質(zhì)量控制的關(guān)系項(xiàng)目目標(biāo)工程要求結(jié)構(gòu)整體；結(jié)構(gòu)形式；可生產(chǎn)性設(shè)計(jì)成本；可重復(fù)生產(chǎn)的低成本材料調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)需要滿足要求且容易制作；設(shè)計(jì)部門克服不斷的制造問題秘密期望必須做到，即使制造時(shí)一團(tuán)糟制造要求優(yōu)選工藝/模具；優(yōu)選工廠操作；確認(rèn) QC 計(jì)劃項(xiàng)目調(diào)節(jié)當(dāng) QC 報(bào)告有問題時(shí)， 制造部門接受 QC清楚地解釋缺陷/超差而不帶任何夸張；QC 期望檢驗(yàn)試驗(yàn)件,加速問題解決秘密期望使之更簡單就像我們知道如何做并總是完成一樣質(zhì)量控制要求完成 QC 計(jì)劃；文件缺陷及修理經(jīng)常出現(xiàn)問題的關(guān)鍵調(diào)節(jié)設(shè)

2、計(jì)發(fā)放之前確認(rèn)可檢驗(yàn)性；提供允許的缺陷判斷準(zhǔn)則；負(fù)責(zé)重新設(shè)計(jì)要求，解決重復(fù)出現(xiàn)的缺陷秘密期望我們不會(huì)放走任何不完美的東西，廢品壓力使制造得到提高圖6-4 工程設(shè)計(jì)和材料選擇的關(guān)系表6-2 金屬材料的工藝性能材料工藝鋼鋁銅鎂鎳耐熱合金鈦鋅砂型鑄造硬膜鑄造壓鑄熔模鑄造模鍛擠壓冷鐓沖壓切削粉末冶金注：-常規(guī)工藝；-有困難，需小心使用；空白-不推薦使用圖6-5 金屬材料的加工工藝路線圖6-6 高分子材料的加工工藝路線圖6-7 陶瓷的加工工藝路線圖6-8 固體物質(zhì)表面結(jié)構(gòu)示意圖污 染 層吸 附 層氧 化 層變 形 層基 體 材 料外 表 面 層內(nèi) 表 面 層分類特點(diǎn)類型工藝擴(kuò)散處理改變表面化學(xué)成分和織，

3、主要是引入 C、N、B 或Al、Cr、 Si、 Cr、 V 等元素。高溫?cái)U(kuò)散處理：鋼的奧氏體狀態(tài)下，滲層深，畸變大滲碳、碳氮共滲、滲硼低溫?cái)U(kuò)散處理：鋼的鐵素體狀態(tài)下，低于 600C氮化、氮碳共滲、氧化、離子注入表面涂層加入一層新的物質(zhì)形成涂層，主要是耐磨、耐蝕和高溫涂層。物理氣相沉積蒸鍍、離子鍍、濺射、離子輔助鍍層化學(xué)氣相沉積陶瓷、滲鉻、滲鋁、滲硅電化學(xué)沉積（化學(xué)沉積）鉻、鎳、鈷、銅、金、銀噴涂火焰噴涂、電弧噴涂、等離子體噴涂、高速噴涂焊接和熔覆激光、離子、電子、微波、太陽能、脈沖電弧、脈沖燃燒、火花、摩擦和感應(yīng)加熱表面轉(zhuǎn)變調(diào)整表面狀態(tài)、力學(xué)或冶金性能，引入殘余壓應(yīng)力、細(xì)化組織或非平衡組織。加

4、熱工藝感應(yīng)加熱硬化、火焰加熱硬化、激光重熔、電子束硬化機(jī)械工藝噴丸、噴砂、滾壓表6-3 鋼的表面處理分類改性工藝磨損類型粘著磨損磨料磨損疲勞磨損腐蝕磨損微動(dòng)磨損沖擊磨損堆焊/熔覆BACCCC噴涂BACBBC摩擦焊BBBBCB化學(xué)氣相沉積ABBBBC物理氣相沉積ACACAC表面合金化ABBBAB離子注入ACABAB電鍍BCBCBC注：A多數(shù)工況下有效；B某些工況下有效；C特定工況有效表6-4 表面改性技術(shù)在磨損工況下的適應(yīng)性圖6-9 化學(xué)氣相沉積產(chǎn)品改性工藝腐蝕介質(zhì)水溶液酸/堿氧化/高溫液態(tài)金屬油漆ACDD環(huán)氧層/聚合物AADD電鍍ABBC噴涂BBAA表面合金化BBCC摩擦焊BBBB爆炸復(fù)合BB

5、BC化學(xué)氣相沉積BAAAA多數(shù)工況下有效；B某些工況下有效；C特定工況有效；D不適合表6-5 表面改性技術(shù)在腐蝕工況下的適應(yīng)性圖6-10 產(chǎn)品生命周期及循環(huán)成形技術(shù)基本材料光敏固化成型(Stereo LithographyAppearance,SLA)光敏樹脂熔融沉積成型(Fused Deposition Modeling, FDM)熱塑性塑料、蠟或金屬熔絲選擇性激光燒結(jié)(SelectiveLaser Sintering, SLS)熱塑性塑料、金屬粉末分層實(shí)體制造(Laminated Object Manufacturing,LOM)紙、金屬膜、塑料薄膜三維打印(3 Dimensional printing,3D 打印)紙張、塑料、金屬、復(fù)合材料等表6-6 快速成型技術(shù)