GMT压塑材料

长玻纤增强型PP工艺技术

时间：2009-07-16 来源：中国玻璃纤维复合材料信息网

长玻纤增强型聚丙烯（PP）部件通常由注塑长玻纤粒料制成。一种新型一步式工艺可将聚丙烯和玻璃纤维配混在一起，直接生产注塑部件。两种方法各具特色，采取何种方式，应根据部件生产的特性而定。

在汽车工程中，仪表板、前端部件和车身底部元件越来越多地采用玻纤增强型聚丙烯制成。聚丙烯具有密度低、材料成本低、便於回用等特点，因此，在上述应用领域逐渐取代工程塑料和金属。但是，如果长玻纤增强材料增强弹性模量

和冲击强度，聚丙烯只能满足机械规范。

部件由注塑或压塑玻纤增强型PP制成。在压塑工艺中，起始材料通常是玻纤毡热塑性塑料（GMT）增强型PP制成的半成品板材。由於其纤维较长且具有各向同性特点，传统型GMT压塑通常能生产出机械特性优良的部件。但是，GMT 生产工艺十分复杂。因此，半成品成本相对较高。

借助最新的技术发展，现可对PP和玻璃纤维进行在线配混，然後进行直接压塑。随着工艺技术的各项发展，压塑与注塑相比具有诸多弊端。多数情况下，部件必须进行再次加工。压塑部件中的开孔通常只能在下游冲压过程中形成。这样，

就会造成废料，从而增加总体成本。

玻纤增强注塑的表现

纤维和基材之间良好的粘合，对於部件的机械特性十分关键。与直接加工模塑料和长玻纤粒料相比，GMT可提供更高的强度和冲击强度。由於纤维和纤维长丝能很好地粘固，长丝分布均匀，从而形成针刺毡结构，具有多种优势。但是，与直接注射或通过长纤维粒料注射的模塑料相比，如果压塑过程中流径过长，上述优势就不复存在。由於注塑能在部件中形成纤维取向，如果针对产生的应力进行合理设计，可部分抵消缺乏针刺性能的弊端。

现以复合材料中纤维结构破损对加工方法作出结论。纤维结构破损包括纤维断裂、纤维脱粘、纤维拔脱等形式。全面利用纤维强度时，必须确保纤维长度长於所谓的临界纤维长度。对於PP和玻璃构成的纤维/基材复合材料，临界纤维长度（LC）的相应文献值为1.3毫米~3.1毫米。采用特别偶联剂，可产生高达0.9

毫米的数值。

可根据实际纤维长度和临界纤维长度之间的比例推断纤维基材偶联的质量。如果部件的实际纤维长度大於临界纤维长度，则纤维易於断裂。如果低於临界纤维长度，则可能出现纤维拔脱。这主要是指纤维/基材界面出现断裂，这一现象通常发生於纤维长度一般为0.2毫米~0.6毫米的切断纤维配混料。

严格来说，纤维中残馀的增强纤维的长度与设计无关。对於部件设计来说，强度、刚性、冲击强度等机械特性更加重要。这些特性虽然是纤维长度的一部份功能，但是，其关系十分复杂。因此，仅通过纤维长度分析，只能达到目前的目标，不过，对於获取趋势信息而言，确实是一种十分实用的参数。

部件中纤维长度

在长玻纤增强型聚丙烯的加工过程中，必须确保将最长的纤维混入部件中，这样才能在复合材料中产生最佳的机械特性。但是，目前尚无可靠的方法避免纤维在施加机械应力时断裂，无法避免由此引起纤维在配混和注塑过程中缩短。含纤维的熔体注入模具时，会对纤维造成最大的损坏。然而，合理的设计可降低纤维缩短的幅度。同时，熔融过程也会大幅度影响纤维的长度。就此而言，注塑机

和注塑配混机（IMC）具有极大的差别。

采用注塑机加工时，最初纤维长度受粒料的尺寸（一般为10毫米~25毫米）限制。长玻纤厂商提供护套粒料和拉挤粒料。在拉挤粒料中，纤维在熔体槽中由基材浸润，然後集结成小捆。这一方式可令基材均匀浸泡所有纤维。在护套粒料

中，纤维和基材共挤在一起。

注塑机必须在熔融过程中溶解纤维块，然後用基材彻底浸润纤维。

熔融过程中，纤维的受损程度随流阻降低而下降。流道断面较大时，对纤维的损害较小。因此，加工长玻纤粒料时，应对螺杆构型和止逆阀进行相应改进。

当粒料进行注塑时，纤维经历整个熔融过程。机械应力将在纤维上维持相当长的时间。塑化开始时会在纤维上产生很大的力度，因为基材在这一阶段尚未完全熔融。有些纤维被夹入并承受巨大的剪切力。

相比之下，注塑配混机在没有纤维的前提下熔融纯基材。纤维在基材熔融後才加入，因此，承受的机械应力较小。这一方法对纤维的损害与注塑机熔融相比较小，纤维的平均长度增大。采用注塑配混机可将无接头粗纱（不是切断的线材）直接混入熔体中。虽然螺杆旋转会将粗纱搅断为较短的碎片，但是，纤维的最终

长度相对较长。

经济角度

起始材料的价格是生产纤维增强型PP部件的关键。与GMT半成品相比，用於注塑的长玻纤粒料的价格较低。然而，加工商比购买独立部件时却支付更高的粒料价格。对於二次加工商来说，注塑配混机的主要优势之一是，起始材料价格比长纤维粒料价格低，材料成本在部件生产成本中占有的比例降低。

在注塑机上将玻纤增强型聚丙烯作为粒料加工所占的投资较注塑配混机较小。然而，也可对现有注塑机上的塑化装置进行改造或更换，使之适合於加工长玻纤粒料。即使不能进行改造而必须安装新机械，注塑所需的投资也相对较低。

增设注塑配混机所需的双螺杆挤塑机只会使设备复杂化。

注塑机还是注塑配混机？

除了上述关於纤维长度在部件中均匀分布的优势之外，注塑配混机还能在起始材料方面节省成本，但是，这一潜力只能在追加投资的前提下才能实现。因此，是选择注塑机还是注塑配混机，应由生产部件的重量和产量决定。如果产量较高，注塑配混机可体现其优势。原因在於，购买起始材料时所节省的成本很快就会超过购买设备的基本投资，因此，短时间内就会完成投资分摊。如果部件较小且产量较低，用注塑机进行长玻纤加工较为合算，因为注塑机的投资较小。

注塑配混机可提高加工商的生产灵活性，能根据具体要求而定制材料。加工

商可对基材/纤维/定型系统进行修改，使部件中的纤维含量完全符合各项技术规?的要求。加工粒料时，只有在某种条件下才能进行这一选择性修改，原因在於厂商只提供特定纤维含量的粒料。如果要改变纤维含量才进行传统注塑，加工商必须将长玻纤粒料与未增强的聚丙烯混合，这一步骤会对机械和材料供给系统

提出附加要求。

然而，由於注塑配混机在材料组分方面向加工商提供了较高的自由度，这样，会增加产品责任和加工商责任。现在，加工商必须承担质量保证责任，还需承担先前加诸於粒料厂商的担保责任。但是，这也存在巨大的未来机遇。采用注塑配

混机，加工商可实现大幅度增值。

总结来说，长玻纤增强PP部件可由改性注塑机和配混机生产，何者较佳视乎生产条件而定。注塑配混的优点是初始原料投资较低，对纤维的损害较小，也可保留较长的纤维，但较适用於产量大、要求符合很高机械规格的部件。如果部件尺寸小、产量细，则以使用传统注塑机为佳。

DCM600F2系列

近年来随着汽车对轻量、节能、环保美观等要求的提高，长玻璃纤维增强热塑性塑料(LFT)在汽车零配件中越来越广泛应用。在线配混注射成型技术是目前最新也是最具有潜力的LFT成型方法，发达国家正在逐步推广应用。目前国外只有少数几家公司拥有这种技术设备，但其价格昂贵，占地面积大。

大同机械集团与华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心联手推出的自主开发的在线配混注射成型技术与设备引入了国家工程研究中心的动态注射成型技术，能够实现高效在线配混注射成型，该项目的实施一方面是动态成型技术装备应用领域的进一步拓展，填补了国内空白，将成为塑机行业新的经济增长点；另一方面可以替代昂贵的进口设备，降低汽车零部件行业的资金和技术壁垒，促进我国的汽车零部件工业发展。新装备除了在汽配工业中应用，还可以在家电、电子、造船等行业中使用，前景十分广阔。

机器主要特征

?整机占地少，噪音低，能耗低，低成本，在生产大中型结构部件时相比长玻璃纤维毡片热塑性塑料(GMT)压塑部件成本低20～50%；同时相对进口设备来说具有绝对的价格优势。

?制品性能优异，由于提高并保证了极限纤维长度，使制品的强度，刚度得到提高。

?成型周期缩短，聚合物受热次数少，制品没有边角废料，回收方便。

应用范围

?汽车有强度要求的结构部件或装饰部件。

?木塑产品，如托盘等。

?其它电子、电器等有高强度要求的产品。

在线配混注射成型技术及其在长玻纤增强热塑性材料中的应用简介

材料与材料加工技术

材料加工技术讲义 徐刚，韩高荣编制 浙江大学材料科学与工程学系 二0一二年六月

绪论 材料是人类文明的物质基础，是社会进步和高新技术发展的先导。自上世纪70年代开始，人们把信息、能源和材料看作是现代社会的三大支柱。新材料和新材料技术的研究、开发和应用反映了一个国家的科学技术与工业化水平。以大规模集成电路为代表的微电子技术，以光纤通信为代表的现代通信技术，以及及现代科技与技术于一体的载人航天技术等，几乎所有的高新技术的发展与进步，都以新材料和新材料技术的发展为突破和前提。 材料的制备与加工，和材料的成分与结构，材料的性能是决定材料使用性能的三大基本要素，构成材料科学与工程学四面体的底面，这充分反映了材料制备及加工技术的重要作用和地位。材料制备与加工技术的发展既对新材料的研究开发、应用和产业化具有决定性的作用，同时又可有效地改进和提高传统材料的使用性能，对传统材料产业的更新改造具有重要作用。因此，材料制备与加工技术的研究开发是目前材料科学与工程学最活跃的领域之一。 材料种类很多，按材料的键合特点和组成分类，大致分为四大类：金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料；按材料的用途分类，既可分为结构材料和功能材料两大类，也可细分为建筑材料、信息材料、能源材料、生物材料、航空航天材料等等。相应地，为了适应不同种类材料的键合特点，和使用特点及功能要求，材料制备和加工技术也多种多样。 本讲义是面向浙江大学材料科学与工程学专业学位硕士研究生培养而编写的“材料加工技术”。主要涉及金属材料加工和陶瓷粉体成型烧结先进制备技术，包括：金属材料快速凝固、定向凝固、半固态加工、连续铸轧、复合铸造技术，以及金属粉体、陶瓷粉体制备，和先进陶瓷成型、烧结等材料加工新技术新工艺。注重材料制备及加工技术案例分析，从技术个案的起源、开发、改进和完善的整个过程，对材料加工技术特点及其原理进行系统介绍，重点突出新技术创新的基本规律，培养学生自主创新和利用新技术开发新材料的能力。

航天材料与工艺可靠性技术

2016年春季学期研究生课程考核 （读书报告、研究报告） 考核科目:航天材料与工艺可靠性技术 :机电学院 学生所在院 （系） 学生所在学科:机械电子工程 学生姓名:陈婷 学号:15S D08382 学生类别:代培（学术） 考核结果阅卷人

航天材料与工艺可靠性技术 ——航天复合材料制造技术与工艺进展 摘要 复合材料结构制造工艺是复合材料应用的关键，也是结构设计得以实现的关键。复合材料制造工艺的特殊性和复杂性，使其成为了结构可靠性、制件质量和成本控制的核心技术。 近些年来，随着先进复合材料在航空航天领域的广泛应用，复合材料制造技术与工艺理论得到了很大发展。本文即围绕飞行器结构用复合材料，归纳作者掌握的资料，结合作者近期研究成果，介绍先进复合材料制造技术与工艺理论的国内外研究进展，阐述复合材料工艺质量控制的主要方法，展望复合材料制造新技术的未来发展方向，以期促进我国航空航天领域复合材料用量与应用水平快速提高。 关键词 飞行器结构；复合材料；制造技术；工艺质量 0 引言 航天产品轻质化、小型化、功能化、高可靠性要求的发展趋势，对复合材料产品研制过程中的新技术、新工艺进行研究显得非常重要。近年来，随着计算机和精益管理技术的飞速发展，越来越多的企业将数字化设计与集成产品开发模式运用到复合材料的设计中，如波音公司在787 项目中将复合材料设计工艺数字化集成技术应用到设计、制造整个过程，效果非常显著；空客集团的A350、庞巴迪公司C系列飞机均大量应用复合材料数字化产品设计工艺集成研制技术，大幅度提高了研制效率。这些案例表明，借鉴国外已有先进经验，研究航天复合材料产品数字化集成技术并进行探索应用，对构建复合材料全数字化生产线、实现航天器复合材料结构高效高质研制具有重要意义。 众所周知，对于飞行器复合材料结构，制造技术非常关键，不仅决定产品质量而且左右制造成本。与金属材料截然不同，复合材料的材料成型与结构成型是同时完成的，因此复合材料的结构性能对制造工艺敏感，材料的最终性能也是通过制造过程被赋予到结构，制造过程的控制影响着复合材料结构的质量，复合材料制造工艺自身的复杂性和对外界环境的敏感性，使得一旦工艺某环节不合理，复合材料制件将产生缺陷和尺寸偏差，严重影响其性能、使用寿命和装配性，甚至导致制件报废。另一方面，飞行器复合材料结构的制造成本一般要占到总成本的７０％以上，可见制造技术在很大程度上决定着复合材料的成本。可以说，制造工艺是复合材料应用的关键，也是结构设计得以实现的关键。为此，世界各国对航空航天领域用复合材料结构制造技术都极其重视，给予了很多大型项目计划支持，使复合材料结构制造技术与工艺理论取得突破性进展。本文即根据作者掌握的资料，结合作者团队相关研究

电器制造工艺特点与材料 (1)

电器制造工艺特点与材料 1、电器制造的特点和要求 电器制造基本属于机械制造的范畴，但也有它本身的特点。第一，电器制造的总体结构是由金属材料制造的机械结构，用以完成支撑、传动、储能等机械动作，以达到电器分断的目的。第二，电器零部件的加工方法主要是采用冷冲压、机械切削加工和热处理等通用机械加工工艺。这是与机械行业本身基本相同的制造范畴。 但是，电气制造业有其独特的特点，主要有以下几点： 1.）工艺涉及面极广。电器制造，尤其是开关制造因其电器性能的要求，设计了多种不同的制造工艺：如冷冲压工艺、塑料压制工艺、绝缘处理工艺、电阻焊接工艺、电器元件热处理工艺、弹簧制造工艺、电镀工艺。当然还包括机加工工艺等工艺。涉及面极广，这就使得电器制造工艺有许多与普通机械工艺不同的特点。有些特殊工艺如果减少，在外观上无法发现，如：双金属稳定处理工艺，不进行这些复杂的工艺，可大大降低成本，但产品会有严重的隐患。 2.）工艺装备多。工艺装备时指除机加工之外，所有的工、量、卡具和模具。在开关制造中，冲压模具是最主要的工艺装备，约占整个工艺装备数量的50%~80%。电器制造都是大批制造。一般来说，工艺装备越多，产品质量越稳定而生产效率越高。 3.）材料的品种、规格繁多。在电器制造中，采用的材料品种规格可达数千种。电器对材料性能有多方面的要求。有些材料不仅要有良好的机械性能，还需要有良好的导磁、导电、导热性能，对另外一些材料又要求有很高的绝缘强度和耐导弧性能，另外还对材料提出了耐磨、耐化学、耐腐蚀等苛刻的要求，当然，所有的材料都要求有良好的工艺性。 4. ）制造精度高。低压电器在工作过程中，不仅有简单的机械运动。同时还有一系列的电、热、磁能的能量转换。因此，对于电器零件，不仅要求有尺寸、几何形状和位置的精度，还要考虑零件及零件材料的导电、导热、导磁、灭弧、绝缘等性能对产品特性的影响。零部件的精度等级必须满足产品技术参数的要求。如：触头压力、接触电阻、动作参数、动作时间、温升等。 此外，对影响产品电磁特性的零件相互位置、几何形状、精度以及热处理规范也有着很高的要求。有些零部件在常温常态下没有问题，但是一但通电，改变了常温常态在电场、电磁场、高温的状态下，会产生很大变化。会严重影响技术参数。如弹簧、常温下压力正常，高温下可能退火变软，压力迅速减小，引发电器故障。再如绝缘材料，如果因潮湿导致绝缘性能大幅下降，有可能引起开关相间短路而爆炸。 制造精度如何，仅从电器外观上是看不出来的，劣质产品的外观有时甚至比质量好的还漂亮，但对于用户来说选购了这种产品就等于选择了事故隐患。 5 ）材料： 在电气材料中，除了大量采用黑色金属，有色金属外，还大量采用了贵重、稀有金属。如：银、镍、铂、铬和磷青铜、铍青铜、镍铬铁、铁铬铝，双金属等合金材料，在塑料、绝缘材料中，也广泛使用了聚四氟乙烯、DMC（玻璃纤维增强塑料）、聚酰胺（尼龙）、三聚氰胺等高绝缘强度和耐磨、耐电弧材料。 这些大量的贵重、有色金属、绝缘材料其价格都很高，近年来又连年提高价格。他们在产品成本中一般要占70%~80%。有些非正规生产厂家，之所以产品价格很低而还可以拿到利润，就是在这些内容上作了手脚。 A、金属材料 1.黑色金属：主要指钢板、圆钢类、钢丝类材料 用途：黑色金属是组成开关电器的主要材料，其制品负责满足电器动作、传动、支撑的要求。也有少量要满足电器的电性能要求（如弧角、栅片）。 质量：板类材料主要对材料的材质、厚度、表面质量有要求。如：常用的Q235（A3)钢板，要求材料保证机械性能指标（不保证化学成分），材料厚度要在国标允差范围之内，例如厚度为1mm的钢板（冷）允差为±0.07mm。再如钢丝类材料，要求具有准确的外径，具有均匀的材质和良好的热处理性能等。弹簧对开关的重要性使大家都知道的。 B、有色金属：主要指铜及铜合金材料。它们具有高导电性、足够的机械强度、不易氧化、不易腐蚀、易 加工、易焊接的特性。

第一章 工程材料与制造技术简论

第一章工程材料与制造技术简论 本章教学学时：2 本章内容主要是为了拓宽学生的知识面，所涉及内容十分丰富。从横向看，内容包括工程材料、材料成型、机械加工、计算机技术、自动化技术、工业管理等系列知识；从纵向看，内容则包括了材料与制造技术的发展历程和相关学科发展对制造技术的积极渗透。可以说本章是工科低年级同学进入本课程学习，也是进入专业学习的起点。建议同学在学习中能跳出本课程，站在技术和社会发展的高度，理解该课程的基础地位和重要性。 本章教学方式：课堂讲课及学生自学 主要内容： 一、工程材料发展简述 世界各国对材料传统的分类：金属材料、无机非金属材料（陶瓷）、有机高分子材料和复合材料四大类。 这四类工程材料不同历史阶段所具有的相对重要性急发债趋势见图1-1。 图1-1 工程材料发展历史虽时间推移的相对重要性示意图（时间是非线性的） （一）金属材料的发展史 （二）金属材料的发展现状及趋势 1．高纯材料以超高纯铁为例，在高纯状态，纯铁不仅有优异的软磁性能，良

好的耐腐蚀性能，残余电阻率高，而且以高纯铁为基础进行合金研制，预计在高真空容器、极低温材料、核反应堆材料等方面的应用将十分引人注目。 2．高强度及超高强度金属材料超高强度是当代材料科学家为减轻重量、节省资源而追求的设计目标，这在航空、航天、原子能、深海潜艇等领域有极大的需求。提高材料强度，严格讲，一是指提高抵抗塑性变形的能力，二是提高材料抵抗破坏的能力。提高抵抗塑性变形的能力通常叫强化，提高材料抵抗破坏的能力叫韧化，两者同时提高，则称强韧化。通常典型超高强材料包括超高强度钢、高强度铝合金、高强度钛合金等。 3．超易切削钢和超高易切削钢金属材料通常要求机械加工，据统计,切削加工费用大约占总成本的75%。若改成超高易切削钢，实验表明刀具寿命可提高30倍，因此零件成本会大幅度下降，甚至可减少一半。其社会效益和经济效益极其显著。 4．硬质合金与金属陶瓷金属陶瓷最早是为耐磨材料而设计，它是金属材料与陶瓷的复合材料。 5．高温合金与难熔合金 很大程度上 6．纤维增强金属基复合材料该类复合材料的比强度极高，其强度σ c 。目前可供选择的纤维较多，如硼纤维，碳纤维、碳化硅纤取决于增强体纤维强度σ f 维、玻璃纤维、氧化铝纤维等。纤维的选择原则是：比重小，弹性模量E大，强度σ f 高。金属复合材料的发展目标是：制备出各种比强度、比弹性模量高的材料。 7．共晶合金定向凝固材料该材料属新型复合材料，是共晶合金在特殊工艺条件下制备出来的复合材料，其性能特点是在超高温情况下呈现更高强度。它是通过温度梯度定向凝固，使共晶各相在本身的相上连续长大而成的复合材料，这种复合也叫原生复合。共晶合金定向凝固材料可广泛用于涡轮叶片等耐热材料，也可以用于偏光材料。 8．快速冷凝金属非晶及微晶材料快速冷凝技术是本世纪下半叶以来材料制备技术中的重大突破，由此产生了一系列非平衡态的金属合金。快速冷凝可以导致非晶和微晶材料。 典型非晶和微晶金属材料： （1）金属玻璃；（2）金属微晶材料 9．有序金属间化合物金属间化合物是新一代高温结构材料，这类化合物与正常价化合物之间的区别在于，金属间化合物的晶体结构中，其构成元素的原子以整数比构成化合物，不是按照化学价的概念，而是按照金属键或部分共价键结合，由于原子在晶体中作长程有序排列，因而也称有序金属间化合物。 10．纳米金属材料纳米金属是泛指颗粒径小于100纳米(nm)的金属材料，大于100纳米的金属颗粒称为粉末,小于2纳米的金属颗粒则称为原子簇，纳米金属颗粒具有一些明显不同于块状金属和一般粉末金属的属性。

原材料使用及生产工艺流程说明

原材料使用及生产工艺流程说明 第一章：原材料明细 婴儿纸尿裤、纸尿片的组成材料主要为：非织造布、进口原生纯木浆、高分子吸水树脂（SAP）、湿强纸、仿布防漏流延膜、热熔胶、左右腰贴、前腰贴、弹性PU等。 一．原材料使用要求：所有原材料外观应洁净，无油污、脏污、蚊虫、异物；并且符合环保要求；无毒、无污染、材料可降解；卫生指标符合GB15979 《一次性使用卫生用品卫生标准》规定要求。 二．原材料使用明细： 非织造布：主要用于产品的面层、直接与婴儿皮肤接触、可选的材料有无纺布或竹炭纤维； 进口原生木浆：主要作用是快速吸收尿液；可选材料主要为原生针叶木浆。已经考察的品牌有美国的石头、白玉、惠好、IP、瑞典的女神、俄罗斯的布阔等； 高分子吸水树脂：主要作用是吸收、锁住水分；主要选择日本住友和德国巴斯夫； 湿强纸：卫生包装用纸，含有湿强剂；主要用于包覆绒毛浆和SAP的混合物，便于后续工艺以及防止吸收体分解； 仿布防漏流延膜：主要用作产品的底层；防止尿液渗漏污染衣物或床上用品；主要参考的材料是台湾的复合透气流延膜； 热熔胶：用于任意两种材料的复合；主要选用德国汉高的产品或国民淀粉； 左右腰贴和前腰贴：主要用于婴儿纸尿裤上、让产品具备一定的形状；主要采用美国3M公司产品； 弹性PU：主要作用是让产品更贴身、防止尿液后漏；首选产品为美国3M 弹性PU 。 第二章：工艺流程

一．工艺流程 木浆拉毛——SAP添加——湿强纸包覆——吸收体内切——面层复合——前腰贴复合——底膜复合——左右贴压合——主体折合——产品外切——三折——成品输送——包装——装箱——检验入库——结束 二．流程说明 木浆拉毛：原生木浆经过专用设备拉毛成为绒毛浆；才具备快速吸水的能力； SAP添加：准确控制SAP的施加量，使其均匀混合在绒毛浆里，增加吸收体的吸水速度；利用SAP的锁水特性使混合物吸水后不会反渗； 湿强纸包覆：为了工艺的流畅性以及吸收体的整体性，利用湿强纸的特性对绒毛浆和SAP的混合物进行包覆； 吸收体内切：对经过湿强纸包覆的混合装物体进行分切；使其具备吸收体的形状； 面层复合：将面层材料（无纺布或竹炭纤维）用热熔胶复合在吸收体上，是吸收体不直接与皮肤接触； 前腰贴复合：在底膜和吸收体符合前，为了工艺的流畅性首先把前腰贴复合在底膜上； 底膜复合：利用热熔胶将底膜复合在吸收体上； 左右贴压合：利用压力将左右贴复合在底膜和面层上； 主体折合：将吸收体以外的部分折合在吸收体上，方便后续工艺进行； 产品外切：根据产品规格对产品进行分切； 三折：对分切后的产品进行折合，方便后续包装； 成品输送：将分切后的产品输送到包装部位； 包装：将三折后的产品按照一定的数量装入包装袋； 装箱：将包装后的产品装入纸箱。 检验入库：入库前对产品进行最后一次检验；合格后入库。 流程结束！

材料与材料加工技术

材料加工技术讲义 徐冈I」，韩高荣编制 浙江大学材料科学与工程学系

二0一二年六月 绪论 材料是人类文明的物质基础，是社会进步和高新技术发展的先导。自上世纪70年代开始，人们把信息、能源和材料看作是现代社会的三大支柱。新材料和新材料技术的研究、开发和应用反映了一个国家的科学技术与工业化水平。以大规模集成电路为代表的微电子技术，以光纤通信为代表的现代通信技术，以及及现代科技与技术于一体的载人航天技术等，几乎所有的高新技术的发展与进步，都以新材料和新材料技术的发展为突破和前提。 材料的制备与加工，和材料的成分与结构，材料的性能是决定材料使用性能的三大基本要素，构成材料科学与工程学四面体的底面，这充分反映了材料制备及加工技术的重要作用和地位。材料制备与加工技术的发展既对新材料的研究开发、应用和产业化具有决定性的作用，同时又可有效地改进和提高传统材料的使用性能，对传统材料产业的更新改造具有重要作用。因此，材料制备与加工技术的研究开发是目前材料科学与工程学最活跃的领域之一。 材料种类很多，按材料的键合特点和组成分类，大致分为四大类：金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料；按材料的用途分类，既可分为结构材料和功能材料两大类，也可细分为建筑材料、信息材料、能源材料、生物材料、航空航天材料等等。相应地，为了适应不同种类材料的键合特点，和使用特点及功能要求，材料制备和加工技术也多种多样。 本讲义是面向浙江大学材料科学与工程学专业学位硕士研究生培养而编写的材料加工技术”。主要涉及金属材料加工和陶瓷粉体成型烧结先进制备技术，包括：金属材料快速凝固、定向凝固、半固态加工、连续铸轧、复合铸造技术，以及金属粉体、陶瓷粉体制备，和先进陶瓷成型、烧结等材料加工新技术新工艺。注重材料制备及加工技术案例分析，从技术个案的起源、开发、改进和完善的整个过程，对材料加工技术特点及其原理进行系统介绍，重点突出新技术创新的基本规律，培养学生自主创新和利用新技术开发新材料的能力。

各种材料及其加工工艺详解

各种材料及其加工工艺详解 1. 表面立体印刷（水转印）水转印——是利用水的压力和活化剂使水转印载体薄膜上的剥离层溶解转移，基本流程为： a. 膜的印刷：在高分子薄膜上印上各种不同图案； b. 喷底漆：许多材质必须涂上一层附着剂，如金属、陶瓷等，若要转印不同的图案，必须使用不同的底色，如木纹基本使用棕色、咖啡色、土黄色等，石纹基本使用白色等； c. 膜的延展：让膜在水面上平放，并待膜伸展平整； d. 活化：以特殊溶剂(活化剂)使转印膜的图案活化成油墨状态； e. 转印：利用水压将经活化后的图案印于被印物上； f. 水洗：将被印工件残留的杂质用水洗净； g. 烘干：将被印工件烘干，温度要视素材的素性与熔点而定； h. 喷面漆：喷上透明保护漆保护被印物体表面； i. 烘干：将喷完面漆的物体表面干燥。水转印技术有两类，一种是水标转印技术，另一种是水披覆转印技术，前者主要完成文字和写真图案的转印，后者则倾向于在整个产品表面进行完整转印。披覆转印技术(CubicTransfer)使用一种容易溶解于水中的水性薄膜来承载图文。由于水披覆薄膜张力极佳，很容易缠绕于产品表面形成图文层，产品表面就像喷漆一样得到截然不同的外观。披覆转印技术可将彩色图纹披覆在任何形状之工件上，为生产商解决立体产品印刷的问题。曲面披

覆亦能在产品表面加上不同纹路，如皮纹、木纹、翡翠纹及云石纹等，同时亦可避免一般板面印花中常现的虚位。且在印刷流程中，由于产品表面不需与印刷膜接触，可避免损害产品表面及其完整性。 2. 金属拉丝直纹拉丝是指在铝板表面用机械磨擦的方法加工出直线纹路。它具有刷除铝板表面划痕和装饰铝板表面的双重作用。直纹拉丝有连续丝纹和断续丝纹两种。连续丝纹可用百洁布或不锈钢刷通过对铝板表面进行连续水平直线磨擦（如在有装置的条件下手工技磨或用刨床夹住钢丝刷在铝板上磨刷）获取。改变不锈钢刷的钢丝直径，可获得不同粗细的纹路。断续丝纹一般在刷光机或擦纹机上加工制得。制取原理：采用两组同向旋转的差动轮，上组为快速旋转的磨辊，下组为慢速转动的胶辊，铝或铝合金板从两组辊轮中经过，被刷出细腻的断续直纹。乱纹拉丝是在高速运转的铜丝刷下，使铝板前后左右移动磨擦所获得的一种无规则、无明显纹路的亚光丝纹。这种加工，对铝或铝合金板的表面要求较高。波纹一般在刷光机或擦纹机上制取。利用上组磨辊的轴向运动，在铝或铝合金板表面磨刷，得出波浪式纹路。旋纹也称旋光，是采用圆柱状毛毡或研石尼龙轮装在钻床上，用煤油调和抛光油膏，对铝或铝合金板表面进行旋转抛磨所获取的一种丝纹。它多用于圆形标牌和小型装饰性表盘的装饰性加工。 螺纹是用一台在轴上装有圆形毛毡的小电机，将其固定在桌

设计材料与工艺试题(含答案)

思考题： 1.什么是材料的感觉物性？ 指通过人的感知系统对材料作出的综合印象，包括人的感觉系统因生理刺激对材料做出的反映，或由人的知觉系统从材料表面得出的信息。 2.材料的质感及其构成。 是指物体表面的构成材料和构成形式作用于人的视觉和触觉而产生的心理反映，即表面质地的粗细程度在视觉和触觉上的直观感受。 包括：形态、色彩、质地和肌理等 肌理：材料本身的肌体形态和表面纹理。是质感的形式要素，反映材料表面的形态特征，使材料质感体现更具体形象。 质地：是质感的内容要素。是物面的理化特征。 构成：质感的表情、质感的物理构成、 3.材料按照其化学组成可以分为金属材料、非金属材料、复合材料 和天然材料四类。 4.材料基本性能包括工艺性能和使用性能。 5.材料的工艺性能包括切削加工工艺性能、铸造工艺性能、锻造工艺性能、焊接工艺性能、热处理工艺性能等。 6.工业产品造型材料应具备的特殊性能包括感觉物性、加工成型性、表面工艺性和环境耐候性。 7. 材料的使用性能有哪些？其主要的参数指标分别是什么？ 主要包含：材料的力学性能和材料的物理化学性能 力学性能包括：1.强度-抵抗塑性变形和破坏的能力。2.弹性-产生弹性变形的能

力。3.塑性-产生永久变形而不破坏的能力。4.硬度-抵抗其他物体压入的能力。5冲击韧性6疲劳强度7蠕变8松弛 8.钢铁材料按照其化学组成可以分为钢材、纯铁和铸铁三大类；其中钢材按照化学组成可以分为碳素钢和合金钢两大类； 9. 铸铁材料按照石墨的形态可以分为可锻铸铁、灰口铸铁和球墨铸铁三种。 10.变形铝合金材料主要包括锻铝、硬铝、超硬铝和防锈铝合金。 11. 金属制品的常用铸造工艺包括砂型铸造、熔模铸造和金属型铸造等。 12. 金属材料的表面处理技术包括表面改质处理、表面精整加工和表面被覆处理。 13. 金属件的连接工艺可以分为机械性连接、金属性连接和化学性连接三种类型。（“。”表示对，“？”表示错） 14. T8A表示含碳量约为0.8％的高级优质碳素结构钢。（错）（碳素工具钢） 15.冷加工黄铜俗称“七三黄铜”，热加工黄铜俗称“六四黄铜”。（对） 16.金属材料的热处理工艺中，淬火的目的是提高材料的硬度和耐磨性。（对） 17.铝及铝合金通过化学氧化生成Al2O3氧化膜的工艺俗称“发蓝”。（？）（磷酸盐） 18.从材料性能考虑，要设计具有切削硬质材料功能的产品部件，以下钢铁材料 中最为适宜的是T12A ，要加工制作弹簧零件，最适宜选用60Mn 。 A. 60M n B. T12A C. T8A D.

金属材料及加工工艺

金属加工工艺 第一篇变形加工第二篇切削加工第三篇磨削加工第四篇焊接第五篇热处理第六篇表面处理 第一篇变形加工 一、塑性成型 二、固体成型 三、压力加工 四、粉末冶金 一、塑性成型加工 塑性(成型) 塑性(成型)加工是指高温加热下利用模具使金属在应力下塑性变形。 分类： 锻造： 锻造：在冷加工或者高温作业的条件下用捶打和挤压的方式给金属造型，是最简单最古老的金属造型工方式给金属造型，艺之一。艺之一。 扎制： 扎制：高温金属坯段经过了若干连续的圆柱型辊子，高温金属坯段经过了若干连续的圆柱型辊子，辊子将金属扎入型模中以获得预设的造型。 挤压：用于连续加工的，具有相同横截面形状的实心或者空心金属造型的工艺，状的实心或者空心金属造型的工艺，既可以高温作业又可

以进行冷加工。 冲击挤压：用于加工没有烟囱锥度要求的小型到中型规格的零件的工艺。生产快捷，可以加工各种壁厚的零件，加工成本低。 拉制钢丝： 拉制钢丝：利用一系列规格逐渐变小的拉丝模将金属条拉制成细丝状的工艺。 二、固体成型加工 固体成型加工：是指所使用的原料是一些在常温条件下可以进行造型的金属条、片以及其他固体形态。加工成本投入可以相对低廉一些。 固体成型加工分类：旋压：一种非常常见的用于生产圆形对称部件的加工方法。加工时，将高速旋转的金属板推近同样高速旋转的，固定的车床上的模型，以获得预先设定好的造型。该工艺适合各种批量形式的生产。弯曲：一种用于加工任何形式的片状，杆状以及管状材料的经济型生产工艺。 冲压成型： 金属片置于阳模与阴模之间经过压制成型，用于加工中空造型，深度可深可浅。 冲孔： 利用特殊工具在金属片上冲剪出一定造型的工艺，小批量生产都可以适用。冲切：与冲孔工艺基本类似，不同之处在于前者利用冲下部分，而后者利用冲切之后金属片剩余部分。 切屑成型：当对金属进行切割的时候有切屑生产的切割方式统称为切屑

材料成型与加工技术(DOC)

第一章绪论 制造业是提高国家工业生产率、经济增长、国家安全及生活质量的基础，是国家综合实力的重要标志。现如今我国制造业面临巨大挑战，因而加强材料成形加工技术与科学基础研究，大力采用先进制造技术，对国民经济的发展具有重要意义。 材料成形加工技术与科学既是制造业的重要组成部分，又是材料科学与工程的四要素之一，对国民经济的发展及国防力量的增强均有重要作用。“新一代材料精确成形加工技术”与“多学科多尺度模拟仿真”是现代两个重要学科研究前沿领域。高新技术材料的出现，将加速发展以“精确成形”及“短流程”为代表的材料加工工艺，包括：全新的成形加工方法与工艺，及传统成形加工方法的改进与工序综合。“模拟仿真”是产品计算机集成制造、敏捷制造的主要内容，是实现制造业信息化的先进方法。并行工程已成为产品及相关制造过程集成设计的系统方法，以计算机模拟仿真与虚拟现实技术为手段的虚拟制造设计将是先进制造技术的重要支撑环境。网络化、智能化是现代产品与工艺过程设计的趋势，绿色制造是现代材料加工技术的进一步发展方向。 面对市场经济、参与全球竞争，必须加强材料成形加工科学与技术的基础和应用研究。只有使用先进的材料加工技术，才能获得高质量产品的结构和性能，这些高性能的先进材料包括传统材料和新材料。发展材料成形加工技术对我国制造业以高新技术生产高附加值的优质零部件有积极作用，可扩大材料及制造范围、提高生产率、降低产品成本、增强企业国际竞争能力。 制造业在过去的几年中发生了巨大变化，而现代高科技及新材料的出现将导致材料成形加工技术的进一步发展与变革，出现全新的成形加工方法与工艺，传统加工方法不断改进并走向工艺综合，材料成形加工技术则逐渐综合化、多样化、柔性化、多科学化。

材料与加工工艺试题库

选择题(选择一个正确答案) 1.焊缝中常见的缺陷是下面哪一组?(b) a.裂纹,气孔,夹渣,白点和疏松 b.未熔合,气孔,未焊透,夹渣和裂纹 c.气孔,夹渣,未焊透,折叠和缩孔 d.裂纹,未焊透,未熔合,分层和咬边 2.下面哪种缺陷不是滚轧产品中常见的缺陷？（c）：a.缝隙 b.疏松 c.冷隔 d.裂纹 3.下面哪种缺陷不是锻造产品中常见的缺陷？（b）：a.折叠 b.疏松 c.裂纹 d.白点 4.下面哪种缺陷通常与焊接工艺有关？（a）：a.未焊透 b.白点 c.缝隙 d.分层 5.下面哪种缺陷是由于锻造工艺引起的？（b）：a.缩管 b.折叠 c.分层 d.以上都是 6.下面哪种缺陷是由于滚轧工艺引起的？（b）：a.气孔和缩管 b.分层 c.裂纹 d.以上都是 7.下面哪种缺陷属于锻件缺陷?(b)：a.冷隔 b.折叠 c.未熔合 d.咬边 8.下面哪种缺陷属于铸件缺陷?(a)：a.冷隔 b.折叠 c.未熔合 d.咬边 9.下面哪种缺陷属于焊缝缺陷?(c)：a.冷隔 b.折叠 c.未熔合 d.分层 10.下面哪种元素属于钢中的有害元素(c)：a.镍 b.铝 c.硫 d.铬 11.下面哪种元素属于钢中的有害元素(c)：a.钨 b.铝 c.磷 d.钛 12.属于制造加工过程中出现的缺陷为(d)：a.疲劳裂纹 b.腐蚀裂纹 c.残余缩孔 d.焊接裂纹 13.属于制造加工过程中出现的缺陷为(c)：a.疲劳裂纹 b.应力腐蚀裂纹 c.热处理裂纹 d.疏松 14.下列缺陷中的(e)是使用过程中出现的缺陷：a.疲劳裂纹 b.气孔 c.发纹 d.应力腐蚀裂纹 e.a和d 15.下列缺陷中哪个是金属材料机械加工过程中产生的缺陷?(d) a.残余缩孔 b.非金属夹杂 c.条带状偏析 d.冷作硬化 16.下列哪种缺陷是原材料缺陷?(d)：a.疲劳裂纹 b.腐蚀裂纹 c.淬火裂纹 d.疏松 17.下列缺陷中的(d)是原材料缺陷：a.疲劳裂纹 b.应力腐蚀裂纹 c.热处理裂纹 d.疏松 18.下列缺陷中哪种是使用过程中出现的缺陷?(a)：a.疲劳裂纹 b.气孔 c.热处理裂 纹 d.疏松 e.发纹 19.下列缺陷中的(b)是使用过程中出现的缺陷：a.淬火裂纹 b.腐蚀凹坑 c.未熔合 d.冷隔 20.下列缺陷中哪种是原材料缺陷?(d)：a.疲劳裂纹 b.应力腐蚀裂纹 c.热处理裂 纹 d.疏松

《工程材料与机械制造技术》参考答案

一、填空题（每空1分，共30分） 1．批量、大批量 2．冲击韧性 3．形核与长大 4．体心、面心、密排六方晶格 5．调质、淬火+低温回火 6.逐层、中间、糊状（体积）、糊状（体积） 7.塑性、变形抗力 8. 熔合区、过热区 9．切削深度、进给量 10.工序 11. 欠定位、过定位、不完全定位、完全定位 12. 0.7 13. 钻头旋转、钻头轴向移动、砂轮的旋转、工作台往复、砂轮移动 二、判断题（正确的在题后括号内标“√”，错误的标“×”）（每题1分，共10分） 1.√ 2. × 3．× 4. × 5. √ 6. × 7. × 8.× 9.√ 10.× 三、名词解释（每题3分，共12分） 1．45： 平均含碳质量分数为0.45%的优质碳素结构钢 2．CA6140 普通落地卧式车床，A重大结构改型、主参数为最大车削直径400mm 3．工序 在机械加工中，同一个人（或一组人）在同一个工作地对同一零件所连续加工的那部分工艺内容 4．固溶强化 固溶体中，溶质原子进入溶剂，使溶剂晶格发生畸变，从而使固溶体的强度、硬度升高，塑性、韧性下降的现象。 四、简答题（每题5分，共20分）可根据答题情况给分

1．齿轮选用20CrMnTi材料制作，其工艺路线如下： 下料→锻造→正火①→切削加工→渗碳②淬火③低温回火④→喷丸→磨削加工。 请分别说明上述①②③④项热处理工艺的目的。 答：①正火的目的：使组织均匀化、细化、改善切削加工性能；（1分） ②渗碳的目的：提高齿轮含碳量，为淬火作准备；（1分） ③淬火的目的：使渗碳层获得最佳的性能，即获得高的齿面硬度、耐磨性和疲劳强 度，保证心部的强度和韧性；（2分） ④低温回火的目的：减少淬火应力，并提高韧性。（1分）2．粗基准选择的出发点和原则是什么？ 答：1、保证相互位置要求的原则，选择不需加工的表面作基准。（1分） 2、合理分配加工余量的原则，选择加工余量少、重要表面、面积最大的表面为基准。 （2分） 3、便于工件装夹原则（1分） 4、粗基准一般不得重复使用的原则，所选粗基准应为后续工序的精基准，以免粗基 准表面重复定位产生大的误差。（1分）3. 机械加工过程一般划分为哪几个阶段，划分加工阶段目的是什么？ 答：一般情况下，机械加工过程都要划分为粗加工、半精加工、精加工、光整加工四个阶段进行。（2分）其中粗加工阶段主要为后续工序选好基准、大量去除金属层、提 高生产率，精加工阶段要达到零件图上规定的尺寸精度、表面质量要求，而半精加 工阶段是为精加工做准备，光整加工阶段仅限于对零件表面质量有特殊要求的加 工，并非所有的零件都需要这四个阶段。整个工艺过程划分阶段有利于保证加工质 量，合理使用设备，便于安排热处理工序和及时发现毛胚的缺陷。（3分） 4．如何防止铸造工艺中的缩孔和缩松？ 答：1、采取顺序凝固原则，用冒口补缩。（1分） 2、选用纯金属、共晶合金或结晶温度范围窄的合金。（1分） 3、安放冒口和冷铁、实现顺序凝固。（1分） 4、控制浇注温度与速度，在满足充型能力的前提下，尽量降低浇注温度与速度。 （1分） 5、加压力等工艺措施。（1分） 五、综合题（第1题10分，第2题8分，第3题10分，共28分） 1.绘图并在图上标注车刀的三个面（基面，切削平面，主剖面），五个角度（γ=10o，α=6o，Kγ=45o，K'γ=5o）（10分）。 答：

设计材料与加工工艺+答案

2014设计材料及加工工艺期末总结 第一章概论 1.产品造型设计的三个要素及相互关系。 产品设计的三要素：产品的功能、产品的形态、材料与工艺 功能与形态建立在材料与工艺基础上，各种材料的的特性因加工特性不同而体现出不同的材质美，从而影响产品造型设计。 2.材料的特性有哪些？ 固有特性： 物理特性：(1)物理性能：密度、硬度 (2)(力学)机械性能：强度、弹性和塑性、脆性和韧性、刚度、耐磨性等 (3)热性能：导热性、耐热性、热胀性、耐燃性、耐火性 (4)电性能：导电性、电绝缘性 (5)磁性能：铁磁性、顺磁性、抗磁性 (6)光性能：对光的反射、折射、透射 化学特性：(1)抗氧化性 (2)耐腐蚀性 (3)耐候性 派生特性：（1）加工特性（2）感觉特性（3）环境特性（4）经济性 第二章材料的工艺特性 1 什么是材料的工艺性？ 材料适应各种工艺处理要求的能力。 材料的工艺性包括成型加工工艺、连接工艺、表面处理工艺 2 材料成型加工工艺的选择。 （1）去除成形（减法成形） 在坯料成形过程中，将多余部分去除而获得所需形态，如车削、铣削、刨削、磨削等。（2）堆积成形（加法成形） 通过原料堆积获得所需形态。如铸造、焙烧、压制、注射成型。 （3）塑性成形 坯料在成形过程中不发生重量变化，只有形状的变化，如弯曲、压制、压延等。 3 材料表面处理的目的、工艺类型及选择。 表面处理的目的:（1）保护产品（2) 赋予产品一定的感觉特性 工艺类型及选择 A 表面精加工 工艺技术：研磨、抛光、喷砂、蚀刻效果：平滑、光亮、肌理 B 表面层改质 工艺技术：化学处理、阳极氧化效果：特定的色彩、光泽 C 表面被覆 技术：镀层、涂层（PVD、CVD）、珐琅、表面覆贴 效果：覆盖产品材料，表面呈现覆贴材料的效果。 4 快速成型的原理及特点，了解几种快速成型技术。 快速成型的原理：是基于离散、堆积原理而实现快速加工原型或零件的加工技术。

材料制备方法

陶瓷基复合材料的制备 摘要：现代陶瓷材料具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀及重量轻等许多优良的性能。但是，陶瓷材料同时也具有致命的缺点，即脆性，这一弱点正是目前陶瓷材料的使用受到很大限制的主要原因。 因此，陶瓷材料的韧性化问题便成了近年来陶瓷工作者们研究的一个重点问题。现在这方面的研究已取得了初步进展，探索出了若干种韧化陶瓷的途径。其中，往陶瓷材料中加入起增韧作用的第二相而制成陶瓷基复合材料即是一种重要方法。 一．基体与增强体 1.1基体 陶瓷基复合材料的基体为陶瓷，这是一种包括范围很广的材料，属于无机化合物而不是单质，所以它的结构远比金属合金复杂得多。现代陶瓷材料的研究，最早是从对硅酸盐材料的研究开始的，随后又逐步扩大到了其他的无机非金属材料。 目前被人们研究最多的是碳化硅、氮化硅、氧化铝等，它们普遍具有耐高温、耐腐蚀、高强度、重量轻和价格低等优点。 1.2增强体 陶瓷基复合材料中的增强体，通常也称为增韧体。从几何尺寸上增强体可分为纤维(长、短纤维)、晶须和颗粒三类。 纤维:在陶瓷基复合材料中使用得较为普遍的是碳纤维、玻璃纤维、硼纤维等； 晶须为具有一定长径比(直径0.3~1μm,长0~100 μm) 的小单晶体。晶须的特点是没有微裂纹、位错、孔洞和表面损伤等一类缺陷，因此其强度接近理论强度。 颗粒：从几何尺寸上看，颗粒在各个方向上的长度是大致相同的，一般为几个微米。颗粒的增韧效果虽不如纤维和晶须。但是，如果颗粒种类、粒径、含量及基体材料选择适当仍会有一定的韧化效果，同时还会带来高温强度，高温蠕变

性能的改善。所以，颗粒增韧复合材料同样受到重视并对其进行了一定的研究. 二．纤维增强陶瓷基复合材料 在陶瓷材料中，加入第二相纤维制成复合材料是改善陶瓷材料韧性的重要手段，按纤维排布方式的不同，又可将其分为单向排布长纤维复合材料和多向排布纤维复合材料。 2.1单向排布长纤维复合材料 单向排布纤维增韧陶瓷基复合材料的显著特点是它具有各向异性，即沿纤维长度方向上的纵向性能要大大优于其横向性能。 在实际构件中，主要是使用其纵向性能。在单向排布纤维增韧陶瓷基复合材料中，当裂纹扩展遇到纤维时会受阻，这时，如果要使裂纹进一步扩展就必须提高外加应力。 2.2多向排布纤维复合材料 单向排布纤维增韧陶瓷只是在纤维排列方向上的纵向性能较为优越，而其横向性能显著低于纵向性能，所以只适用于单轴应力的场合。而许多陶瓷构件则要求在二维及三维方向上均具有优良的性能，这就要进一步研究多向排布纤维增韧陶瓷基复合材料。 二维多向排布纤维增韧复合材料的纤维的排布方式有两种：一种是将纤维编织成纤维布，浸渍浆料后，根据需要的厚度将单层或若干层进行热压烧结成型。这种材料在纤维排布平面的二维方向上性能优越，而在垂直于纤维排布面方向上的性能较差。一般应用在对二维方向上有较高性能要求的构件上。 另一种是纤维分层单向排布，层间纤维成一定角度。这种三维多向编织结构还可以通过调节纤维束的根数和股数，相邻束间的间距，织物的体积密度以及纤维的总体积分数等参数进行设计以满足性能要求。 2.3制备方法 目前采用的纤维增强陶瓷基复合材料的成型主法主要有以下几种： 1．泥浆烧铸法 这种方法是在陶瓷泥浆中分散纤维。然后浇铸在石膏模型中。这种方法比较古老，不受制品形状的限制。但对提高产品性能的效果显著，成本低，工艺

(完整版)设计材料及加工工艺整理

设计材料及加工工艺（章节总结）

第一章概论 1.1设计与材料 纵观人类的进化史，与人类的生活和社会发展密不可分的有很多因素，其中材料的的开发、使用和完善就是其中之一。 材料是人类生产各种所需产品和生活中不可缺少的物质基础。可以说我们生活的周围任何物品都离开材料。 材料科学的发展，使产品形态产生了根本变化，材料的发展，更是推动了人们生活的进步。 1.2产品造型设计的物质基础 材料在产品造型设计中，是用以构成产品造型，不依赖于人的意识而客观存在的物质，所以材料是工业造型设计的物质基础。 工艺：材料的成型工艺、加工工艺和表面处理工艺。是人类认识、利用和改造材料并实现产品造型的技术手段。 材料与工艺是设计的物质技术条件，与产品的功能、形态构成了产品设计的三大要素。而产品的功能和造型的实现都建立在材料和工艺上。 1.3材料设计 1.材料设计的内容 产品造型中的材料设计，以“物—人—环境的材料系统为对象，将材料的性能、使用、选择、制造、开发、废弃处理和环境保护啊看成一个整体，着重研究材料特性与人、社会、环境的协调关系，对材料的工学性，社会性、经济性、历史性、生理性、心理性和环境性等问题进行平衡和把握，积极评价各种材料在设计中的使用和审美价值，是材料的特性和产品的物理功能和犀利功能达到高度的和谐统一，是材料具有开发新产品和新功能的可行性，并从各种材料的质感中获取最完美的结合和表现，给人以自然，丰富、亲切的视觉和触觉的综合感受。产品造型的材料选择中，我们不仅要从材料本身的角度考虑材料的功能特性，还要考虑整个材料设计系统。 材料设计的方式 出发点：原材料所具有的特性与产品所需性能之间的比较。 两种主要方式：(从产品的功能用途出发，思考如何选择和研制相应材料(从原料出发，思考如何发挥材料的特性，开拓产品的新功能，甚至创造全新的产品。 材料与产品的匹配关系 产品设计包含功能设计、形式设计，在产品设计中都要匹配。 材料性能的三个层次：核心部分是材料的固有性能；中间层次世人的感觉器官能直接感受的材料性能；外层是材料性能中能直接赋予视觉的表面性能。 产品功能设计所要求的是与核心部分的材料固有性能相匹配，而在产品设计中除了材料的形态之外，还必须考虑材料与使用者的触觉、视觉相匹配。 1.4设计材料的分类 1.按材料的来源分类：①天然材料②技工材料③合成材料④复合材料⑤智能材料或应变材料按材料的物质结构分类：①金属材料②无机材料③有机材料④复合材料 按材料的形态分类：①线状材料②板状材料③块状材料 1.5材料特性的基本特性 从材料特性包括:①材料的固有特性，即材料的物理化学特性②材料的派生特性，即材料的加工特性材料的感觉特性和经济特性。 特性的综合效应从某种角度讲决定着产品的基本特点。 1.5.1材料特性的评价 材料特性的评价：①基础评价，即以单一因素评价②综合评价，即以组合因素进行评价。

15种材料及加工工艺你知道几种

15种材料及加工工艺你知道几种？ 1. 表面立体印刷（水转印） 水转印——是利用水的压力和活化剂使水转印载体薄膜上的剥离层溶解转移，基本流程为： a. 膜的印刷：在高分子薄膜上印上各种不同图案； b. 喷底漆：许多材质必须涂上一层附着剂，如金属、陶瓷等，若要转印不同的图案，必须使用不同的底色，如木纹基本使用棕色、咖啡色、土黄色等，石纹基本使用白色等； c. 膜的延展：让膜在水面上平放，并待膜伸展平整； d. 活化：以特殊溶剂(活化剂)使转印膜的图案活化成油墨状态； e. 转印：利用水压将经活化后的图案印于被印物上； f. 水洗：将被印工件残留的杂质用水洗净； g. 烘干：将被印工件烘干，温度要视素材的素性及熔点而定； h. 喷

面漆：喷上透明保护漆保护被印物体表面；i. 烘干：将喷完面漆的物体表面干燥。 水转印技术有两类，一种是水标转印技术，另一种是水披覆转印技术，前者主要完成文字和写真图案的转印，后者则倾向于在整个产品表面进行完整转印。披覆转印技术()使用一种容易溶解于水中的水性薄膜来承载图文。由于水披覆薄膜张力极佳，很容易缠绕于产品表面形成图文层，产品表面就像喷漆一样得到截然不同的外观。 披覆转印技术可将彩色图纹披覆在任何形状之工件上，为生产商解决立体产品印刷的问题。曲面披覆亦能在产品表面加上不同纹路，如皮纹、木纹、翡翠纹及云石纹等，同时亦可避免一般板面印花中常现的虚位。且在印刷流程中，由于产品表面不需及印刷膜接触，可避免损害产品表面及其完整性。 2. 金属拉丝

直纹拉丝是指在铝板表面用机械磨擦的方法加工出直线纹路。它具有刷除铝板表面划痕和装饰铝板表面的双重作用。直纹拉丝有连续丝纹和断续丝纹两种。连续丝纹可用百洁布或不锈钢刷通过对铝板表面进行连续水平直线磨擦（如在有装置的条件下手工技磨或用刨床夹住钢丝刷在铝板上磨刷）获取。 改变不锈钢刷的钢丝直径，可获得不同粗细的纹路。断续丝纹一般在刷光机或擦纹机上加工制得。制取原理：采用两组同向旋转的差动轮，上组为快速

(完整版)增材制造技术较传统工艺的优势与关键技术

增材制造技术较传统工艺的优势与关键技术 一、增材制造技术的简介 增材制造(Additive Manufacturing，AM)技术是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除一切削加工技术，是一种“自下而上”的制造方法。这一技术不需要传统的刀具、夹具及多道加工工序，在一台设备上可快速而精密地制造出任意复杂形状的零件，从而实现“自由制造”，解决许多过去难以制造的复杂结构零件的成形，并大大减少了加工工序，缩短了加工周期。而且越是复杂结构的产品，其制造的速度作用越显著。 增材制造原理与不同的材料和工艺结合形成了许多增材制造设备，目前已有的设备种类达到20多种。该技术一出现就取得了快速发展，在消费电子产品、汽车、航天航空、医疗、军工、地理信息、艺术设计等多个领域都得到了广泛的应用。其特点是单件或小批量的快速制造，这一技术特点决定了快速成形在产品创新中具有显著的作用。 二、增材制造技术的优势 2.1设计上的自由度——在机加工、铸造或模塑生产当中，复杂设计的代价高昂，其每项细节都必须通过使用额外的刀具或其它步骤进行制造。相比而言，在增材制造当中，部件的复杂度极少需要或根本无需额外考虑。增材制造可以构建出其它制造工艺所不能实现或无法想像的形状，可以从纯粹考虑功能性的方面来设计部件，而无需考虑与制造相关的限制。 2.2小批量生产的经济性——增材制造过程无需生产或装配硬模具，且装夹过程用时较短，因此它不存在那些需要通过大批量生产才能抵消的典型的生产成本。增材工艺允许采用非常低的生产批量，包括单件生产，就能达到经济合理的打印生产目的。 2.3高材料效率——增材制造部件，特别是金属部件，仍然需要进行机加工。增材制造工序经常不能达到关键性部件所要求的最终细节、尺寸和表面光洁度的要求。但是所有近净成形工艺当中，增材制造是净成形水平最高的工艺，其后续机加工所必须切削掉的材料数量是很微量的。